The activity and kinetic properties of cellulases in substrates containing metal ions and acid radicals

The effects of various metal ions (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Al3+, Co2+) and anions (Cl–, SO2-4 and CH3COO–) on two cellulases were investigated. Fitting of the data to Michaelis-Menten kinetics showed that Al3+ noncom-petitively inhibited cellulase (Km = 22.68 g/L;Vmax = 0.269 mg/min at 5.0 mmol/L AlCl3) and Mg2+ competitively inhibited cellulase (Km = 50.0 g/L;Vmax = 0.434 mg/min at 10.0 mmol/L MgCl2) Different metal ions increased or decreased inhibition of cellulase activity slightly below 1 mmol/L and strongly over 10 mmol/L. The results indicated that filter paper activeity (FPA) was suitable for analysis of enzymatic saccharification with various lignocellulosic substrates whereas crude cellulase was suitable for applications in the biomass industry. Some metal ions were proved to inhibit cellulase reversibly.

金属离子对黑翅土白蚁消化代谢的影响

【目的】探究金属离子对黑翅土白蚁Odontotermes formosanus消化代谢过程的影响,挖掘黑翅土白蚁对含有金属离子的厨余垃圾和农林废弃物进行资源化处理的潜在价值。【方法】根据浓度梯度法,将含有不同质量分数Al^(3+)、Ca^(2+)、Fe^(3+)和Mg^(2+)的饵料供给黑翅土白蚁,确定黑翅土白蚁对饵料中金属离子的最大可取食质量分数。采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定黑翅土白蚁虫体内及其新建菌圃内的对应金属元素质量分数,明确饵料中Al^(3+)、Ca^(2+)、Fe^(3+)和Mg^(2+)对虫体内及新建菌圃内对应金属元素质量分数的影响。采用试剂盒法测定黑翅土白蚁虫体内及其新建菌圃内漆酶和纤维素酶的活性,确定饵料中Al^(3+)、Ca^(2+)、Fe^(3+)和Mg^(2+)对上述酶活性的影响。【结果】黑翅土白蚁对饵料中Al^(3+)、Ca^(2+)和Fe^(3+)的最大可取食质量分数均为1.00 g·kg^(-1),对饵料中Mg^(2+)的最大可取食质量分数为10.00 g·kg^(-1)。黑翅土白蚁取食含有10.00 g·kg^(-1) Mg^(2+)的饵料后,其虫体内和菌圃内都发生了Mg的富集;取食含有1.00 g·kg^(-1) Fe^(3+)的饵料后,Fe仅在菌圃内富集。取食含有1.00 g·kg^(-1) Al^(3+)的饵料,会显著提高黑翅土白蚁虫体内的漆酶活性(P<0.05);取食含有1.00 g·kg^(-1) Ca^(2+)的饵料,会显著提高黑翅土白蚁虫体内的漆酶活性(P<0.05),但会显著降低纤维素酶活性(P<0.05);取食含有1.00 g·kg^(-1) Fe^(3+)的饵料,会显著提高黑翅土白蚁虫体内的漆酶活性和菌圃中的纤维素酶活性(P<0.05),但会显著降低菌圃中的漆酶活性和黑翅土白蚁虫体内的纤维素酶活性(P<0.05);取食含有10.00 g·kg^(-1) Mg^(2+)的饵料,会显著提高黑翅土白蚁虫体内的纤维素酶活性和菌圃中的漆酶活性(P<0.05),但会显著降低菌圃中的纤维素酶活性(P<0.05)。【结论】黑翅土白蚁可取食分别含有1.00 g·kg^(-1) Al^(3+)、Ca^(2+)和Fe^(3+)的饵料和含有10.00 g·kg^(-1) Mg^(2+)的饵料,1.00 g·kg^(-1) Al^(3+)可以提高黑翅土白蚁和菌圃微生物对木质素的联合降解能力。黑翅土白蚁具有资源化处理厨余垃圾和农林废弃物的应用潜力。

hPP10-Cu,Zn-SOD融合蛋白的制备、穿膜效应及其抗氧化、抗炎症功效

目的 探究人源性细胞膜穿透肽hPP10携带人源性抗氧化蛋白Cu,Zn-SOD的穿膜效应并观察其抗氧化、抗炎功效。方法利用RT-PCR技术扩增人源性SOD基因片段、酶切连接法构建重组质粒pET15b-Cu,Zn-SOD,pET15b-hPP10-Cu,Zn-SOD;利用镍柱亲和层析法、分子筛方法纯化Cu,Zn-SOD、hPP10-Cu,Zn-SOD融合蛋白并利用Western blotting法鉴定其正确性;利用免疫荧光法、荧光共定位实验、Western blotting法鉴定hPP10-Cu,Zn-SOD在细胞中的穿膜效应;利用Western blotting法鉴定hPP10-Cu,Zn-SOD融合蛋白穿膜时间梯度和浓度梯度效应;利用SOD酶活性测定试剂盒检测hPP10-Cu,Zn-SOD穿膜后的SOD酶活性;利用MTT法检测hPP10对细胞活性的影响。利用H2O2建立HEK293氧化应激细胞模型,通过流式细胞分析术(FCM)分析hPP10-Cu,Zn-SOD穿膜后细胞凋亡情况;并RT-qPCR分析hPP10-Cu,Zn-SOD穿膜后凋亡相关因子的表达情况;通过ROS检测分析hPP10-Cu,Zn-SOD穿膜后抗氧化能力。TPA诱导建立小鼠耳部炎症模型(5只/组,共4组),然后RT-qPCR分析hPP10-Cu,Zn-SOD穿膜后,NFκB,IL-1β、IL-6、TNFα因子的转录情况;Western blotting检测NFκB p65、p-NFκB p65、IL-1β、TNFα基因的表达;免疫组化分析炎性因子p-NFκB p65、TNFα基因的表达。结果 成功构建了重组质粒pET15b-Cu,Zn-SOD,pET15b-hPP10-Cu,Zn-SOD,并获得Cu,Zn-SOD蛋白和hPP10-Cu,Zn-SOD融合蛋白;免疫荧光试验结果表明5μmol/L浓度的hPP10-Cu,Zn-SOD转导HEK293细胞具有明显的穿膜效应;荧光共定位实验显示融合蛋白hPP10-Cu,Zn-SOD入胞后定位在细胞膜内,部分蛋白定位在细胞核内;Western blotting实验结果表明hPP10-Cu,Zn-SOD转导Hela(P<0.05),HEK293(P<0.01)细胞具有浓度依赖性,细胞内hPP10-Cu,Zn-SOD存在可持续24 h;5μmol/L的hPP10-Cu,Zn-SOD转导细胞具有较好的抗氧化活性(P<0.01);MTT结果显示高达10μmol/L浓度的hPP10-Cu,Zn-SOD对于细胞活力的影响小。在氧化应激模型中,FCM结果显示hPP10-Cu,Zn-SOD融合蛋白孵育细胞降低了细胞的早期凋亡(P<0.01)和晚期凋亡(P<0.05);RT-qPCR结果显示hPP10-Cu,Zn-SOD融合蛋白孵育细胞使Bcl2、Mcl1、Deptor等抗凋亡因子升高(P<0.05),降低了Bad、P21、P27等促凋亡因子的表达(P<0.05);ROS结果显示hPP10-Cu,Zn-SOD融合蛋白孵育细胞显著降低了细胞内的活性氧含量(P<0.01)。在炎症模型中,hPP10-Cu,Zn-SOD融合蛋白可显著降低IL-1β、IL-6、TNFα因子的转录(P<0.05);p-NFκB p65、IL-1β及TNFα的表达都呈现了抑制作用(P<0.05);hPP10-Cu,Zn-SOD融合蛋白处理组较Cu,Zn-SOD蛋白处理组,降低了炎性因子p-NFκB p65及TNFα基因的表达(P<0.05)。结论 融合蛋白hPP10-Cu,Zn-SOD具有明显的穿膜入胞、抗氧化、抗炎功效,且对细胞毒副作用很小。这些结果为hPP10作为新的递送载体奠定基础,也为hPP10-Cu,Zn-SOD应用于护肤品等提供了理论依据。

南瓜-苹果酵素工艺研究

本文选用南瓜、苹果搭配制作混合果蔬酵素,以超氧化物歧化酶活力为评价指标,研究果蔬酵素的制备工艺。结果表明,南瓜苹果酵素的最优配方为南瓜浆75 mL、苹果汁75 mL、白砂糖15 g、酵母含量0.15%、温度28℃、转速150 r·min^(-1)和时间36 h。

南果梨皮渣红糖酵素的工艺优化及品质分析

以南果梨皮渣为原料、以超氧化物歧化酶(SOD)活力为指标,在单因素试验的基础上通过响应面法优化南果梨皮渣红糖酵素的发酵工艺。结果表明:最佳工艺为以皮渣液质量为基准,发酵时间4.5 d、初始pH 5.2、酵母菌接种量0.20%、加糖量18%,在此条件下制得的酵素SOD活力为1 235.35 U/mL,感官品质良好,且理化指标及微生物指标均符合相关国家标准。

金属离子对菜青虫酚氧化酶活力的影响

以菜青虫五龄幼虫为材料,冰浴匀浆,在4℃下8000r/min离心,取上清液,经35%饱和(NH4)2SO4沉淀,经SephadexG100凝胶柱层析等步骤分离,获得部分纯化的菜青虫酚氧化酶制剂.研究多种金属离子对该酶活性的影响,结果表明:碱金属离子K+、Li+和Na+对酶活力没有影响.碱土金属离子Mg2+、Ba2+和Ca2+对酶有激活作用,激活作用的大小顺序为Mg2+>Ca2+>Ba2+.过渡金属离子Mn2+、Co2+、Cu2+和Zn2+对酶活力的影响呈现不同的效应,Mn2+、Co2+和Zn2+对该酶活性有不同程度的激活作用,Cu2+浓度在0.10mmol/L内对该酶有一定的激活作用,浓度大于0.13mmol/L为抑制作用,其IC50为0.65mmol/L.重金属离子Hg2+、Cd2+和Pb2+对酶活力有不同程度的激活作用,以Hg2+的激活作用最为显著.

重金属离子对猪胰α-淀粉酶活性影响的作用机理研究

通过在α-淀粉酶介质中加入 Ce3+ ,Cd2 + 和 Pb2 + ,研究其对α-淀粉酶活性影响的作用机理 .结果表明 ,低浓度重金属离子对酶活性有激活作用 ,高浓度则严重抑制酶活性 .在高浓度下 ,Ce3+ ,Cd2 +和 Pb2 +能完全竞争出 α-淀粉酶中的 Ca2 + .荧光滴定结果表明 ,Ce3+ ,Cd2 +和 Pb2 +不仅可能完全占据 Ca2 +的结合位点 ,而且还可能在 Ca2 + 的结合位点以外的氨基酸残基上结合 。

斜纹夜蛾幼虫感染莱氏野村菌后的抗氧化酶活性变化

【目的】研究斜纹夜蛾Spodoptera litura幼虫感染莱氏野村菌Nomuraea rileyi后的抗氧化防御机制。【方法】通过测定斜纹夜蛾各龄幼虫超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)等的活性,探讨染菌后不同侵染阶段,幼虫抗氧化酶活性的变化趋势和不同接种方法对抗氧化酶活性的影响。【结果】在斜纹夜蛾染菌幼虫和未接种幼虫(对照)中均未测出POD活性;各龄幼虫在接种莱氏野村菌后SOD和CAT活性显著高于对照,但随着侵染过程的进行,2-3龄幼虫的SOD和CAT活性在16 h左右达峰值后迅速降低,而4-5龄幼虫SOD和CAT活性自染菌初期增强后,变化较平缓,至60-72 h后才低于对照。喷雾法与浸蘸法接种后,各龄幼虫SOD和CAT活性显著高于对照,且对于2-3龄幼虫,浸蘸法对抗氧化酶活性的影响显著高于喷雾法,而对于4-5龄幼虫而言两处理方式之间活性差异不显著。【结论】斜纹夜蛾感染莱氏野村菌后,其体内抗氧化酶活性变化很大,SOD和CAT活性先升后降,且其变化趋势与幼虫所处的发育阶段密切相关。在体壁接种量相当的情况下,浸蘸法对2-3龄幼虫SOD和CAT活性的影响大于4-5龄幼虫。

重金属离子对烤烟叶片中铜锌超氧化物歧化酶活性的影响

为研究重金属对烟叶铜锌超氧化物歧化酶的作用规律,消除活体烟叶中其它因素的影响,本试验采用离体方法,利用硫酸铵盐析分级分离、乙醇-氯仿沉淀除杂、丙酮再沉淀分级得到只含铜锌超氧化物歧化酶的酶液。研究了不同浓度的Fe2+、Mn2+、Se2+、Sb2+、Cd2+对该酶的影响。结果显示:在浓度为0～100mg/L范围内,Fe2+、Mn2+、Sb2+、Cd2+都能使铜锌超氧化物歧化酶的活性先降低后升高,但在相同浓度下,Cd2+对酶活性的影响最大,其次是Mn2+、Fe2+。Sb2+使该酶的活性的变化趋势与Cd2+、Mn2+基本一致,仅变化幅度不及Cd2+、Mn2+显著。Se2+能降低该酶的活性,当浓度为10mg/L时,酶活性的降低率为58.78%。当Se2+浓度为20mg/L时,酶活性几乎完全丧失。分析了铜锌超氧化物歧化酶活性受Fe2+、Mn2+等影响的可能机制,以期为烟草重金属污染的酶学指标监测系统的建立提供数据支持。

金属离子对羊血超氧化物歧化酶活性的影响

以离子交换层析法制备的羊血SOD(Superoxide dismutase)为原料,加入不同浓度的Na+、K+、Ba2+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cu2+、Fe2+等金属离子,25℃保温4h后,利用邻苯三酚自氧化法测定SOD酶活力,并计算相对酶活力。结果表明:不同金属离子在不同浓度下对羊血SOD酶活的影响不同。Na+对SOD酶活影响不大;K+、Ca2+、Fe2+在体外对羊血SOD具有激活作用,且Fe2+作用明显,相对酶活力可达378.98%;Ba2+、Mg2+在低浓度下对SOD影响不大,在高浓度下有一定的激活作用,但不同浓度激活效果不同;Zn2+、Cu2+在体外对羊血SOD表现有抑制作用,但二者的抑制程度不同。

重金属离子对牛胰核糖核酸酶的作用机理

通过在核糖核酸酶介质中加入Ce3 +,Cd2 +,Pb2 +,研究其对核糖核酸酶活性影响的作用机理。结果表明低浓度重金属离子对酶活性有激活作用 ,高浓度则严重抑制酶活性。荧光滴定表明在一个RNase分子上结合一个Ce3 +、或三个Cd2 +、或三个Pb2 +,因而导致了酶的构象改变 。

金属离子对马铃薯多酚氧化酶活力的影响

以马铃薯多酚氧化酶为对象,研究金属离子对该酶活性的影响.实验结果表明,Li+、K+、Ba2+和Mg2+对酶活力几乎没有影响,Ca2+和Na+对酶活力有微弱的抑制作用,Cu2+则表现出较强烈的抑制作用,其IC50为0.248 mmol/L.Al3+、Fe3+、Cd2+、Co2+、Mn2+和Zn2+则对马铃薯多酚氧化酶有不同程度的激活作用.本研究为探讨多酚氧化酶的催化活性和催化机理提供理论基础.

分光光度法分析水果酵素中功效酶活性的研究

目的:利用分光光度法分别测定水果酵素中多种功效酶的活性。方法:借助分光光度计,采用3,5-二硝基水杨酸法、福林法、铜皂法和邻苯三酚终止法分别对液状水果酵素中淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶以及超氧化物歧化酶的活力进行测定。结果:液状水果酵素中淀粉酶活力为1.968 U/mL,蛋白酶活力为5.421 U/mL,脂肪酶活力为1.106 U/mL,超氧化物歧化酶活力为10.758 U/mL。结论:液状水果酵素中SOD酶活性最高,蛋白酶次之,淀粉酶和脂肪酶活性较低;后续实验中可优化发酵条件来提高其中的淀粉酶与脂肪酶活力。

金属离子对白蚁纤维素酶活力的影响

以厦门树白蚁(Glyptotermes XiamenensisLi et Huang)为原料,经PBS缓冲液(pH6.7)抽提、硫酸铵分级分离获得纤维素酶粗提物(简称EGase),经DEAE-Sepharose Fast Flow阴离子交换柱层析、Shephadex G-100凝胶过滤柱层析等纯化,得到电泳单一纯的酶制剂,比活力为458.7 U/mg.研究了金属离子对该酶活力的影响:结果表明,正一价金属离子Li+、Na+、K+对酶活力没有影响,Ca2+、Zn2+和Mn2+有激活作用,重金属离子Cu2+、Pb2+和Hg2+有抑制作用,表现为不可逆抑制.

菠萝蛋白酶应用的性质研究

本文研究了pH、温度、金属离子、EDTA、还原剂对菠萝蛋白酶单宁复合物酶促反应速度的影响 ,结果表明 ,该酶的最适pH为 7.1,最稳定的pH范围为 3.9～ 4 .2 ,最适反应温度为 5 5℃ ,一般的金属盐NaCl、kCl对酶反应影响不大 ,MgCl2 、CaCl2 在高浓度下对酶有一定程度的抑制作用 ,在低浓度下影响不显著 ,半胱氨酸在一定浓度的范围内 ,对酶反应速度有促进作用。EDTA本身对菠萝蛋白酶没有激活作用 ,它能鳌合酶反应所需的金属离子 ,使酶活降低。

稀土金属离子与酶分子的相互作用研究进展

本文就稀土金属离子与酶分子相互作用研究中所涉及的主要内容，如：作用类型、作用特征、作用位点、作用时效性以及酶活性与稀土金属离子半径的关系等方面所取得的进展作了较系统的介绍。

水杨酸与烟草铜锌超氧化物歧化酶的相互作用

利用邻苯三酚自氧化法监测了磷酸盐缓冲体系中水杨酸 (SA)对超氧化物歧化酶 (SOD)活力的影响。通过荧光光谱法研究了水杨酸与超氧化物歧化酶的相互作用机制 ,求得两者结合的形成常数和配位数 ,使用F rster非辐射能量转移技术求出了两者的结合位置距色氨酸残基间的距离为 2 .60nm。

金属离子和脲对白蜡虫碱性磷酸酶的影响

各种金属离子及脲对白蜡虫Ericeruspela (Chavannes)碱性磷酸酶的活性有不同的影响。从白蜡虫雌成虫中分离纯化得到碱性磷酸酶 ,加入各种不同浓度的金属离子及脲测定酶的活力。一价金属离子Na+、K+、Li+对酶活力没有影响。碱土金属离子Ca2 +、Mg2 +、Ba2 +对酶有激活作用 ,激活作用的大小顺序依次为Ca2 +、Ba2 +、Mg2 +。第一过渡金属离子中 ,Mn2 +、Co2 +、Ni2 +对酶有激活作用 ,而Zn2 +、Cu2 +有抑制作用。重金属离子Cd2 +、Pb2 +对酶有抑制作用。Ca2 +激活作用表现为非竞争性激活效应。Cu2 +抑制作用表现为非竞争性抑制效应。脲对碱性磷酸酶有变性失活作用 ,按脲浓度可分为低于3mol L和高于 3mol L两种类型。低浓度的脲对白蜡虫碱性磷酸酶的活性抑制的动力学表现为混合型效应。

商品果胶酶(Aspergillus niger)的催化动力学研究

研究了商品果胶酶的催化动力学特性,结果表明：果胶酶的最适pH为3.8，最适温度为50℃，酶在pH3．4～4.2区域较稳定，在pH＞4．5与pH＜3．0下很快失活；酶在50℃以内具有较好的热稳定性，温度升高，酶的热稳定性下降，65℃下热变性2h，酶活力降低80％．酶促反应动力学符合米氏双曲线方程，测得果胶酶水解果胶的米氏常数Km=（5.16±0.13）mg／mL，最大反应速度Vmax=（2．73±0.02）μg／（mL·min）．Na^＋和K^＋对酶活力没有任何效应，0．1mmol／L Ca^2＋可使酶活力提高22.8％，5．0mmol／L Zn^2＋对果胶酶活力的抑制达到17．4％，M^2＋、Mn^2、Co^2＋、Hg^2＋和Ag^＋对果胶酶活力影响不大，Cu^2＋和Fd^3＋对果胶酶活力影响较大，浓度为5．0mmol／L时，对果胶酶的抑制可分别达到88.9％和100％．

Cu（Ⅱ）对牛血SOD活性影响的研究

Ｃｕ（Ⅱ）对牛血ＳＯＤ活性影响的研究徐通敏，周天舒，金利通（华东师范大学化学系，上海，２０００６２）关键词超氧化物歧化酶（ＳＯＤ），铜，酶活性铜锌ＳＯＤ是广泛存在于生物体内的金属酶，其生理功能为保护生物组织免受超氧负离子和羟基的氧化损伤。牛血ＳＯＤ金...