精細化學品是具有特定功能且使用性較高的一類化學物質(zhì),在食品、藥物、催化劑等領(lǐng)域應用廣泛,但傳統(tǒng)的化學合成多難符合可持續(xù)發(fā)展的要求。而選用酶催化劑的生物催化,不僅反應條件溫和,而且專一性強以及綠色高效。然而游離酶在實際應用中存在環(huán)境耐受性差和難以重復利用等缺點,但固定化是改善此類性能最有效的方法。由于酶的種類不同,不同的固定化方式對酶的負載率及活性等方面會有不同影響,因此選擇適于該酶的固定化方法十分重要。本文主要是基于生物礦化原理,將酶蛋白與磷酸鹽共沉淀及結(jié)晶以制得固定化酶,增強其催化性能和穩(wěn)定性,并將其應用于催化合成精細化學品（1,3-二油酸-2-棕櫚酸甘油酯和5’-氟脫氧腺苷）,進一步拓展生物催化方法的應用范圍。1,3-二油基-2-棕櫚酰甘油酯（OPO）屬于三�；视王�,是母乳脂肪的重要組成成分之一,是嬰幼兒配方奶粉中常用的重要添加劑之一。在這項工作中,選用畢赤酵母菌株GS115表達TLL脂肪酶,在生物礦化作用下經(jīng)過共沉淀固定脂肪酶,合成TLL@羥基磷灰石納米花（TLL@Ca P,TLL@HAp-NFs）。在40°C水浴放置5小時后,TLL@Ca P可以保證酶活性幾乎沒有損失,而游離... 

【文章來源】：杭州師范大學浙江省

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

酶的固定方法[17]

杭州師范大學碩士學位論文第一章緒論6圖1-2有機-無機雜化納米復合材料結(jié)構(gòu)及其生物醫(yī)學應用[35]重金屬的危害已對人類健康和環(huán)境造成潛在危害[43]，引起了全世界的廣泛關(guān)注。綠色理念是發(fā)展化學的根本，自然界中一半以上的生物礦物質(zhì)是含鈣的礦物質(zhì)，包括骨骼[44]。因此，Ca2+用來固定酶是更具有生物相容性的[45]。Amjad[40]及其合作者研究了蛋白酶-無機雜化納米復合材料（alcalase@CaHPO4），提高了大豆分離蛋白酶的穩(wěn)定性和水解能力，并且復合材料的水解能力是游離酶的1.5倍。Zhang等人[46]研究了一種新型固定化脂肪酶ZC12/Ca3(PO4)2雜化納米花，該納米花的kcat/Km值是游離的2.31倍酶活性，而且在較低的溫度下比活性更高。Tian[47]等人制備了CaHPO4-PGUS1雜化納米復合材料，在最佳條件下，1.2mg的CaHPO4-PGUS1混合納米沉淀的固定化效率為71.2%，并具有118%的相對活性。通過上述方法合成的納米復合材料具有良好的活性和穩(wěn)定性，又由于Ca2+具有很大的生物相容性，在食品工業(yè)和生物技術(shù)中有很大的應用前景。1.2.3生物礦化型固定化酶方法的研究如今，仿生礦化已被開發(fā)為制備仿生材料[48,49]的便捷方法。實際上，生物礦化的主要過程是在有機體的精確控制下，選擇性地將無機元素沉積在特定的有機大分子上，并將溶液中的離子轉(zhuǎn)化為固相礦物[44]。其廣泛存在于如骨骼，牙齒和貝殼等生物組織中[50]。在此過程中，酶可以作為生物大分子參與體內(nèi)磷酸鈣形成，并通過降低礦物質(zhì)的溶解度，對礦化過程產(chǎn)生巨大影響[51]。生物礦化是生物體生產(chǎn)具有特殊功能的分層礦物質(zhì)的重要手段，其主要研究重點是有機基質(zhì)對無機礦

杭州師范大學碩士學位論文第一章緒論7物質(zhì)的影響[52]。磷灰石和蛋白質(zhì)的自組裝是誘導脊椎動物骨骼和牙齒形成的關(guān)鍵過程[48]。蛋白質(zhì)-礦物質(zhì)的相互作用，會影響形成的礦物質(zhì)的性質(zhì)[53]。采用共沉淀法制備了蛋白質(zhì)-無機雜化納米復合材料，通常包括四個過程:配位、共沉淀、自組裝和尺寸生長[35]。（圖1-3所示）蛋白質(zhì)(多肽或氨基酸)的胺基團與金屬離子(II)（Cu2+、Ca2+、Mn2+、Zn2+、Co2+）通過配位反應相互作用，成為形成金屬(II)磷酸鹽初級納米顆粒的成核位點。與此同時，蛋白質(zhì)作為一種封蓋劑，幫助這些顆粒保持納米花的板狀形態(tài)。在合成過程中優(yōu)化合成條件，包括合成時間、溫度、pH值和各組分等的濃度，以獲得理想的納米尺寸。圖1-3有機(蛋白/肽/氨基酸)-無機雜化納米花的形成機理[35]氟化物會影響磷酸鈣的生物礦化作用，氟離子摻雜在仿生無定形磷酸鈣（amorphouscalciumphosphate，ACP）中時，所獲得的材料具有更高的再礦化性能。Mayumi等人[54]證實了低劑量的磷酸鈣溶液中的氟化物（0-2ppm）可以抑制磷酸八鈣（OCP）的形成并誘導羥基磷灰石（HAp）的生長。該生物礦化常用于牙釉質(zhì)的重建中，并且可以利用牙釉蛋白通過改良的仿生沉積方法，對蝕刻后的牙釉質(zhì)表面進行礦化，以形成包含有組織的針狀氟化羥基磷灰石晶體的礦物層[55]。使用乙二胺四乙酸二鈉鹽二水合物（EDTA）作為介體，在生理條件（pH6.0，37℃）的條件下，在人的牙釉質(zhì)表面上構(gòu)建了氟化物取代的羥基磷灰石（FHAp）微晶的有序釉質(zhì)狀結(jié)構(gòu)[56]。從上述實驗，將氟化物摻入礦物中，離子會通過降低礦物的溶解度，從而調(diào)節(jié)礦物周圍流體中的離子組成，并增強基質(zhì)蛋白質(zhì)與礦物的相互作用，從而影響后續(xù)的礦化過程，將該方法應用在酶的固定化中，可能會起到不同的效果

【參考文獻】：
期刊論文
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