分级介孔SiO2空心微球氨基修饰及木瓜蛋白酶固定化

为了提高SiO₂载体材料的酶固定化性能,分别采用接枝法和原位法对自制的分级介孔SiO₂空心微球进行氨基修饰,并考察其木瓜蛋白酶固定化性能。与未修饰的样品相比,接枝法修饰后微球一级最可几孔径(8.68～8.70 nm)减小,二级最可几孔径(29.30～29.89 nm)无明显变化,表明氨基主要修饰在一级孔道中。原位法修饰后样品的一级最可几孔径(4.47～7.34 nm)、二级最可几孔径(14.49～19.78 nm)均有明显减小,表明一、二级孔道中均有氨基修饰。与未修饰和接枝法修饰的样品相比,原位法修饰后样品的最大木瓜蛋白酶固定量为750 mg·g^-1,相对酶活力为121.0%,均高于未修饰和接枝法修饰的样品。原位法氨基修饰在提高SiO₂载体材料的酶固定化性能方面更具优势。     

多孔框架材料固定化酶研究进展

金属有机框架材料（MOFs）和共价有机框架材料（COFs）具有多孔性、比表面积大、结构可修饰、孔道可调节、框架可设计、易功能化等优点,是固定化酶的优良载体。本文简要介绍了MOFs和COFs的结构、性能以及功能化方法,主要综述了这两种材料在固定化酶领域的最新研究进展,并对二者进行了比较。MOFs和COFs均具有一维、二维、三维结构,其中三维和少量二维结构呈现多孔性。通过预先修饰法、原位修饰法或后合成修饰法可在MOFs表面引入官能团,固定化酶的方法有包埋法、孔道扩散法和表面固定法,固定化酶的种类丰富;而COFs主要通过后合成修饰法引入官能团,以孔道扩散法或表面固定法固定化酶。最后指出,MOFs的水稳定性和酸碱稳定性较差,COFs的制备条件恶劣,MOFs和COFs固定化酶的重复利用性均较差,今后的发展方向是探索更为有效的修饰策略以提高MOFs的稳定性,开发更为安全的COFs制备方法,以及提高固定化酶的重复利用性。     

吐温修饰脂肪酶的研究

分别用甲醛和戊二醛作为偶联剂,共价连接吐温80和猪胰脂肪酶,回收共价修饰脂肪酶,并且比较修饰酶与自然酶在性质上的差异。当甲醛和戊二醛浓度相同时,用甲醛连接的修饰酶的活力最高,而用戊二醛连接的修饰酶的氨基连接效率高。当用不同浓度的甲醛修饰时,发现浓度为1．25mg·mL的甲醛连接的修饰酶的活力最高。在碱性条件下,修饰酶比自然酶的活力高,在中性、酸性条件下,自然酶的活力高     

手性脯氨酸类离子液体化学修饰猪胰脂肪酶催化性能研究

通过化学修饰同时提高脂肪酶包括选择性在内的酶学性能具有重要意义。以N-乙酰-脯氨酸作为手性源制备的四种离子液体对猪胰脂肪酶(PPL)进行化学修饰,通过三硝基苯磺酸法(TNBS)测定了修饰度,采用水解4-硝基苯酚棕榈酸酯的反应测定酶活。正如预期的一样,所有修饰酶的酶学性能均得到显著改善。其中修饰酶的热稳定性、有机溶剂耐受性、不同温度和pH下的耐受性甚至对映体选择性均得到同时提升。结果也表明,离子液体的组成及构型对修饰酶的酶学性能有较大程度的影响,经过[BMIM][N-AC-L-pro]修饰后的PPL各项催化性能明显优于[BMIM][N-AC-D-pro],而经过[N-AC-L-pro][Cl]和[N-AC-D-pro][Cl]修饰的PPL催化性能差异较小。经过[N-AC-L-pro][Cl]修饰后PPL展现出最高的酶活,达到原酶的2.5倍。经过[BMIM][N-AC-L-pro]修饰后的PPL展现出最佳的酶学性能,在酶活提高了1.0倍的同时,热稳定性提高了2.6倍(50℃,2.5 h),对映体选择性提高了1.5倍,在强极性质子溶剂甲醇中的稳定性也提升了1.3倍,且在不同温度、pH下也展现出了较好的稳定性与耐受性。通过荧光光谱和圆二色谱表征证明,手性离子液体成功嫁接到PPL的表面,引起脂肪酶构象的改变,从而促使酶的催化性能发生改善。通过该研究,手性离子液体被证实为是一种可用于酶分子改造并提升选择性在内各项催化性能的新型且有效的修饰剂。     

吸附-聚合物修饰组合固定化Candida antarctica脂肪酶研究

通过吸附法联合PEG非共价修饰,研发了一种固定化南极假丝酵母脂肪酶(Candida antarctica lipase)的新方法,可以有效提高固定化酶在非水介质中的催化活性。最佳固定化条件为硅藻土:酶粉(W/W)=8,PEG4000:酶粉(W/W)=0.6,缓冲液pH7.5。采用三油酸甘油酯与甲醇的转酯化反应,测定了固定化酶的转酯活性。结果表明,固定化酶同时加入PEG进行非共价修饰,可显著提高固定化酶的转酯活力。PEG修饰的固定化酶转酯比活是未经PEG修饰的固定化酶的4.1倍,转酯酶活回收率为604.8%,说明PEG两性分子的特性对制备用于非水介质的固定化酶有重要作用。该固定化方法可显著提高Candida antarctica脂肪酶在非水介质中的催化效率,且固定化方法简单、成本低,具有工业应用价值。     

修饰SOD活性测定方法

修饰ＳＯＤ已广泛用于化妆品和食品，但其活性测定方法目前国内尚无统一标准。由于酶表面修饰对酶活性测定有影响，本文扫道了一种简便、快速的修饰ＳＯＤ的测定方法。该法不仅准确而且实用。     

中性蛋白酶的单甲氧基聚乙二醇修饰

目的利用单甲氧基聚乙二醇(mPEG)化学修饰中性蛋白酶,并考察修饰酶的酶学性质。方法采用氰脲酰氯对mPEG5000进行活化,再对中性蛋白酶进行化学修饰,制得mPEG-中性蛋白酶,并比较中性蛋白酶在修饰前后的红外光谱和酶学性质。结果中性蛋白酶的修饰率为41.7%;红外光谱分析表明,修饰酶红外光谱图的多处特征峰有较大的改变;其最适温度和最适pH值未发生变化,但修饰酶的热稳定性显著提高。结论确定了经mPEG化学修饰中性蛋白酶的最适温度和最适pH值,获得的修饰酶热稳定性高于天然酶。     

酶稳定性的研究进展

酶稳定性的研究已经取得了令人瞩目的成就。尤其在化学修饰方面：交联酶结晶技术、多聚体共价结合以及表面修饰等成果显著。综述了用化学修饰法和添加剂使酶稳定的最新研究进展。     

甜菜碱类离子液体化学修饰猪胰脂肪酶提升其酶学性能

设计并合成了不同链长、不同阴离子的甜菜碱离子液体对猪胰脂肪酶（porcine pancreatic lipase,PPL）进行化学修饰。所有修饰酶的各项酶学性能都有了明显提高,修饰剂的链长和阴离子对修饰效果有一定的影响;经[BetaineC₁₆][H₂PO₄]修饰的PPL表现出最佳的酶学性能,其酶活是原酶的3.4倍,在60℃下保存45min后的酶活是原酶的8.7倍,在强极性非质子溶剂二甲基亚砜中储存2h后稳定性提高了1.7倍,催化α-苯乙醇转酯化反应的对映体选择性提高了2.0倍。动力学测试结果表明修饰酶较原酶有更高的底物亲和力。荧光光谱表征表明,随着修饰度的增加,荧光强度逐渐降低。圆二色谱表征表明离子液体修饰剂的引入引起了PPL二级结构的变化,修饰后酶的α-螺旋含量降低,β-折叠含量上升,使酶的活性和稳定性得以提升。证实以甜菜碱类离子液体作为修饰剂可以同时有效提升脂肪酶的各项酶学性能,为酶的化学修饰拓展了一种新型、高效的修饰剂。     

Cu~(2+)修饰低固载量固定化漆酶的活性研究

由于漆酶这种生物蛋白酶有容易变性失活且不可重复使用的特性,限制了漆酶的应用和发展。因此如何提高漆酶的活性,稳定性以及重复使用性尤为重要。本文采用交叉偶联技术,将漆酶固定在具有核壳结构的磁性纳米粒子Fe3O4/SiO2上,并研究了用Cu2+修饰后的低固载量固定化漆酶的活性变化以及修饰后固定化漆酶的稳定性。实验结果显示:Cu2+修饰后的低固载量固定化漆酶的相对活性提高了54%;而且在温度不太高的情况下,修饰后的低固载量固定化漆酶的相对活性优于修饰前的固定化漆酶;修饰后的固定化漆酶降解浓度为10mg·L-1的普施安染料,重复利用13次后降解率仍然可以达到92%。     

手性脯氨酸类离子液体化学修饰猪胰脂肪酶催化性能研究

通过化学修饰同时提高脂肪酶包括选择性在内的酶学性能具有重要意义。以N-乙酰-脯氨酸作为手性源制备的四种离子液体对猪胰脂肪酶（PPL）进行化学修饰，通过三硝基苯磺酸法（TNBS）测定了修饰度，采用水解4-硝基苯酚棕榈酸酯的反应测定酶活。正如预期的一样，所有修饰酶的酶学性能均得到显著改善。其中修饰酶的热稳定性、有机溶剂耐受性、不同温度和pH下的耐受性甚至对映体选择性均得到同时提升。结果也表明，离子液体的组成及构型对修饰酶的酶学性能有较大程度的影响，经过[BMIM][N-AC-L-pro]修饰后的PPL各项催化性能明显优于[BMIM][N-AC-D-pro]，而经过[N-AC-L-pro][Cl]和[N-AC-D-pro][Cl]修饰的PPL催化性能差异较小。经过[N-AC-L-pro][Cl]修饰后PPL展现出最高的酶活，达到原酶的2.5倍。经过[BMIM][N-AC-L-pro]修饰后的PPL展现出最佳的酶学性能，在酶活提高了1.0倍的同时，热稳定性提高了2.6倍（50℃，2.5 h），对映体选择性提高了1.5倍，在强极性质子溶剂甲醇中的稳定性也提升了1.3倍，且在不同温度、pH下也展现出了较好的稳定性与耐受性。通过荧光光谱和圆二色谱表征证明，手性离子液体成功嫁接到PPL的表面，引起脂肪酶构象的改变，从而促使酶的催化性能发生改善。通过该研究，手性离子液体被证实为是一种可用于酶分子改造并提升选择性在内各项催化性能的新型且有效的修饰剂。     

偶联尿苷二磷酸循环体系的天然产物体外糖基化修饰

糖基化是天然产物的一种重要基团修饰,主要通过尿苷二磷酸(UDP)-糖基转移酶催化实现,而UDP-糖基供体价格昂贵限制了其应用,构建UDP-糖基供体再生系统可以有效解决该问题。本文从天然产物的体外糖基化修饰入手,阐述了糖基化修饰对天然产物功能的调控作用,比较了目前的糖基化修饰方法,其中基于UDP-糖基转移酶的生物法具备了重要的产业化应用前景。接着总结了各种UDP-糖基供体的合成方式,概述了偶联蔗糖合酶或海藻糖合酶的基于UDP循环的UDP-糖基供体再生系统,重点描述了UDP循环体系在萜类、黄酮类及其他化合物体外糖基化修饰中的应用,从而高效合成具有高附加值的天然产物糖苷化合物。指出偶联蔗糖合酶和UDP-糖基转移酶的循环体系是今后天然产物糖苷化合物合成的重要方式。     

磁性微粒对青霉素G酰化酶的固定化研究

将无机磁性粒子Fe3O4与有机材料海藻酸钠结合起来制成一种复合的磁性微粒,并将其进行表面修饰,通过化学共价法来固定青霉素G酰化酶。通过扫描电镜等对微粒进行形态学观察,并用傅立叶红外图谱表征微粒表面修饰基团。酶学性质研究表明,该微粒固定化的青霉素G酰化酶的最适pH值为7.5,最适温度为40℃。固定化酶与底物的亲和力有所降低,但是稳定性显著提高。重复催化研究结果表明,固定化酶具有比游离酶更广泛的温度及pH值适用范围,并且具有良好的热稳定性、可循环使用性和贮存稳定性。     

单甲氧基聚乙二醇修饰蚓激酶的制备及性质研究

采用以三聚氯氰活化的单甲氧基聚乙二醇(mPEG-5000),对从赤子爱胜蚓体内提取的抗血栓酶——蚓激酶进行了化学修饰,以期降低其抗原性及增加它的稳定性。实验表明,在37℃下,15.0mL,pH9.2,0.1mol?L?1的硼酸缓冲液中,按每1.0mg的蚓激酶加入25.5mg活化的mPEG,水浴保温1h,经透析、超滤浓缩、冻干得mPEG修饰酶,测得蚓激酶的修饰率为63.2%,酶活回收率为56.6%。在此基础上,对修饰蚓激酶的性质进行了研究。结果显示,修饰后的蚓激酶对底物的亲和力有所增加(天然酶表观米氏常数Km值为0.267mg.mL?1,修饰酶Km'值为0.115mg.mL?1);修饰蚓激酶的抗胰蛋白酶水解能力、热稳定性均优于天然酶;同时修饰酶的抗原性有了较大程度的降低,与抗血清的结合能力大约是天然酶的25.0%左右。     

化学修饰胰蛋白酶的溶剂化能计算

运用分子模拟技术研究亲水化修饰胰蛋白酶热稳定性提高的机理 .首先从天然胰蛋白酶晶体结构出发 ,运用统一价键力场 (CVFF)对氨基修饰前后酶分子结构进行合理建模 ,再用Ooi模型和Vila模型计算了胰蛋白酶修饰前后溶剂化能的变化 .结果发现 ,酶经化学修饰后溶剂化能呈下降趋势 ,修饰程度越高 ,下降程度越大 .深入分析溶剂化能与酶热稳定性关系 ,发现溶剂化能下降有利于酶热稳定性的提高 ,从理论上验证了文献报道的胰蛋白酶亲水化修饰实验结果 .     

基于碳纳米管修饰电极的酶生物传感器研究进展

本文综述了基于碳纳米管修饰电极的酶生物传感器研究进展,介绍了碳纳米管修饰电极的发展及基于碳纳米管修饰电极的酶生物传感器的检测原理及分类;重点介绍了此类传感器在环境农药分析与生命科学分析中的应用。     

葡聚糖修饰漆酶的制备及其催化特性和稳定性

将经NaIO₄氧化处理的葡聚糖（500×10³）连接在漆酶分子上以提高漆酶在酸性溶液环境中的稳定性。HPLC和SDS-PAGE分析表明葡聚糖修饰漆酶的分子量在200×10³以上。荧光光谱和圆二色性光谱分析表明修饰漆酶保持了天然漆酶的三级和二级结构。酶催化反应显示修饰漆酶与天然漆酶具有类似的底物亲和性和催化活性，而其在酸性条件下的稳定性显著提高。通过葡聚糖修饰使得漆酶在pH 3,50℃下的酶活半衰期从0. 07 h提高到17. 1 h，在含30%（体积）乙腈, pH 3下的酶活半衰期从0. 11 h提高到10. 3 h。在不同pH下测定修饰漆酶在216 nm处的圆二色性光谱，结果显示偶联葡聚糖增强了漆酶分子的结构稳定性，提高了其在高温及有机溶剂存在下的催化活性。     

非水介质中PA修饰对辣根过氧化物酶性质的影响

研究了二甲基甲酰胺（DMF）和乙腈（AcN）有机溶剂水混合体系中邻苯二甲酸酐（PA）修饰对辣根过氧化物酶（HRP）催化性质的影响。研究结果表明,PA修饰HRP可以提高该酶在有机溶剂中的稳定性,且有机溶剂的浓度越高PA修饰对HRP稳定性的提高越明显,在50％的DMF和ACN有机溶剂中PA修饰HRP的催化活性分别比HRP高25％和19％。在10％有机溶剂中的动力学数据表明PA修饰HRP可以提高该酶在有机溶剂中对酚类化合物的亲和性和专一性。     

硬脂酸修饰Lipolase脂肪酶的性能

采用N-羟基琥珀酰亚胺活化法用硬脂酸对Lipolase脂肪酶进行了化学修饰。研究了Lipolase脂肪酶的水解活力和酯化活力,重点研究了界面催化活性和表/界面张力。实验结果表明:与未修饰酶相比,修饰Lipolase的水解活力略有下降,但正己烷中的酯化活力和界面水解活力均明显提高;修饰Lipolase降低表面张力与界面张力的能力提高。用LB技术制备Lipolase的单分子层膜,发现修饰Lipolase的∏-A曲线上移,表明修饰Lipolase更易在表面形成单分子层膜。可见Lipolase脂肪酶经硬脂酸修饰后界面活性提高、有利于在有机相或两相界面催化化学反应。     

糖苷类化合物非水相生物催化结构修饰的研究进展

介绍了非水相生物催化的现状,包括常用催化剂种类如游离酶、固定化酶和全细胞催化剂,常见的非水相催化介质如有机溶剂体系、无溶剂体系、离子液体体系以及超临界流体介质体系,阐述了糖苷类化合物的去糖基化修饰、糖基化修饰、酰化修饰以及甲基化修饰等方法,并叙述了结构修饰对化合物性质的影响,如提高化合物的溶解度、增强化合物的稳定性以及提升化合物的生物活性等,简单介绍了目前糖苷类结构修饰化合物的相关应用。