参环毛蚓肠道内源性纤维素酶的分离纯化及酶学性质分析

通过对参环毛蚓肠道组织提取液进行DEAE阴离子交换及凝胶过滤层析，获得参环毛蚓单一的内源纤维素酶的活性组分．根据AlpHaEaseFC^TM软件计算出该组分分子质量约为45ku，命名为Cxl．羧甲基纤维素钠（sodium carboxymethylcellulose，CMC）法对Cxl进行酶学性质分析．分析结果显示：对于底物羧甲基纤维素钠，Cxl的米氏常数（Km）为0．289mg/mL，Vmax为0．446U·mL^-1·min^-1，反应最适温度为55℃，最适pH为6．0，在40～60℃、pH5．0～8．0具有较好的热稳定性和pH稳定性，其相对酶活力都能保持在55％以上．Ag^＋和Ba^2＋对Cxl起显著激活作用，K^＋、Zn^2＋、Mg^2＋、Ca^2＋、NH^4＋、Ni^2＋、Na^＋、Pb^2＋部分抑制酶活性，Cu^2＋离子对Cxl有完全抑制作用，而Fe^2＋对酶活力无明显影响．

葡萄糖氧化酶的有机相共价固定化

将葡萄糖氧化酶(GOD)在最适pH条件下冻干后,以戊二醛活化的壳聚糖为载体,分别在传统水相和1,4-二氧六环、乙醚、乙醇三种不同的有机相中进行共价固定化。通过比较水相固定化酶和有机相固定化酶的酶比活力、酶学性质及酶动力学参数,考察酶在有机相中的刚性特质对酶在共价固定化过程中保持酶活力的影响。结果表明,戊二醛浓度为0.1%、加酶量为80 mg/1 g载体、含水1.6%的1,4-二氧六环有机相固定化GOD与水相共价固定化GOD相比,酶比活力提高2.9倍,有效酶活回收率提高3倍;在连续使用7次后,1,4-二氧六环有机相固定化GOD的酶活力仍为相应水相固定化酶的3倍。在酶动力学参数方面,不论是表观米氏常数,最大反应速度还是转换数,1,4-二氧六环有机相固定化的GOD(Kmapp=5.63 mmol/L,Vmax=1.70μmol/(min.mgGOD),Kcat=0.304 s-1)都优于水相共价固定化GOD(Kmapp=7.33 mmol/L,Vmax=1.02μmol/(min.mg GOD),Kcat=0.221 s-1)。因此,相比于传统水相,GOD在合适的有机相中进行共价固定化可以获得具有更高酶活力和更优催化性质的固定化酶。该发现可能为酶蛋白在共价固定化时因构象改变而丢失生物活性的问题提供解决途径。

黄曲霉毒素氧化酶/壳聚糖-单壁碳纳米管/聚邻苯二胺修饰电极对杂色曲霉素的检测

将黄曲霉毒素氧化酶(AFO)固定在壳聚糖(CS)-单壁碳纳米管(SWCNTs)杂交膜中,组装在聚邻苯二胺(POPD)修饰的金电极(Au)表面,制备了对杂色曲霉素(ST)敏感的生物传感器(AFO/CS-SWCNTs/POPD/Au)。运用原子力显微镜(AFM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和交流阻抗技术(EIS)对电极组装过程进行了表征。循环伏安法研究表明,AFO在修饰电极上发生了准可逆的氧化还原反应,是表面控制过程,其式量电位为-0.436V(vs.Ag/AgCl),说明包埋在CS-SWCNTs中的AFO和电极之间发生了直接电子传递。AFO修饰电极对ST具有明显的电催化作用,其表观米氏常数appKM为7.13μmol/L,催化电流与ST浓度在10～310ng/mL范围内呈线性关系,相关系数为0.997,检出限为3ng/mL(S/N=3),响应时间小于10s。组装的生物传感器具有较好的稳定性与重现性,连续检测20ng/mL的ST标准溶液11次,电流值RSD为3.9%;放置一个月后,其电流响应值仍为初始值的85.6%。该方法具有较高的选择性和灵敏度,应用于实际样品检测时,其回收率在87.6%～105.5%之间。建立的ST含量的电化学测定方法简便快捷,测定结果令人满意。

“构象记忆”的辣根过氧化物酶的微水相共价固定化

本研究利用酶在微水溶剂中的"构象记忆"特性,以壳聚糖微球为载体,以辣根过氧化物酶(Horseradish peroxidase,HRP)为研究对象,将HRP于活性构象下冻干"固定"后,在二氧六环:水=99:1(V/V)微水介质中与载体进行共价交联,同时与传统水介质中共价交联固定化的HRP进行比较。结果发现,两种介质中固定化HRP的最适温度都提高到60°C,最适pH均为6.5,而微水相中固定的酶活力损失较低,酶活比传统水相中固定的酶高6倍以上;70°C保温30min后,微水相中固定的酶保留75.42%的活力,而水相中固定的HRP仅存15.4%的活力;微水相中固定的HRP具有更好的操作稳定性和热稳定性,60°C下连续操作5次之后,微水相固定的HRP保留77.69%的酶活,而水相固定的HRP仅存16.67%的酶活;微水相中固定的HRP在苯酚的去除中表现得更具优势;微水相中共价交联制备的CS-HRP-SWCNTs/Au酶修饰电极对H2O2的响应信号比水相中共价固定的酶电极强2.5倍,灵敏度更高。本研究表明利用酶的"构象记忆"在微水介质中进行共价交联是固定化酶的一种可行方法,所制备的固定化酶具有更优良的性质。