土壤腐殖酸对脲酶活性和稳定性的影响

摘要

本课题以土壤腐殖酸和脲酶为试验材料,利用红外光谱、透射电镜、荧光光谱等方法研究了腐殖酸的基本性质,探讨了不同 pH值、离子强度、时间、铜离子及其不同类型腐殖酸对脲酶活性和稳定性的影响,分析了不同条件下腐殖酸与脲酶相互作用特点。取得的主要结果有:
　　 1.脲酶-腐殖酸复合物中酶活性随体系腐殖酸量的增加而逐渐减弱,但不同pH条件下减弱的程度不同。pH4.0时,腐殖酸与酶的质量比(f=mHS/mU)≥0.1时,脲酶的相对活性降为0；pH5.0时,脲酶的活性随f的增加快速减弱,f>0.4时相对活性在0.5％-1.5％之间；pH7.0时,脲酶-胡敏酸复合物中酶的活性略有减小,相对活性稳定在93.0％左右,而脲酶-富里酸复合物中酶活性无明显变化；pH8.0时,腐殖酸对脲酶有一定程度的激活作用,相对活性可高达113.1％。脲酶与腐殖酸结合后导致活性位点减少,腐殖酸和脲酶的底物形成了竞争作用,导致酶活性下降。
　　 2.不同的 pH下,离子强度对复合物中脲酶产生活化或抑制作用。pH5.0时,随着f的增加,KCl=0.05M时脲酶-胡敏酸复合物中酶活性变化不明显,而脲酶-富里酸复合物中酶产生活化作用,相对活性增加3.0％-8.14％；当pH7.0时,KCl=0.05M时对复合物中酶产生抑制作用,但随着f的增加,复合物对脲酶活性活化程度出现先增加后减弱的趋势。
　　 3.在pH7.0、8.0时,游离脲酶和复合物随时间的延长活性逐渐减弱,其中胡敏酸对脲酶的保护作用最显著。pH7.0时,高f下复合物中酶活性下降缓慢,到12d.时,脲酶-胡敏酸复合物酶活性降为0,而脲酶-富里酸复合物中f≥0.8时脲酶活性可达16.9％。当pH8.0时,脲酶-胡敏酸复合物中酶活性随着时间的延长下降缓慢,至12d.时,复合物中脲酶的活性随着f依次增加,f=1.0时高达59.0％；而脲酶-富里酸复合物中酶活性与pH7.0相似。
　　 4.在不同浓度铜离子存在下,脲酶-腐殖酸复合物中酶活性随f的增加而逐渐增加,腐殖酸对脲酶有较强的保护作用。铜离子加入到复合物中酶的活性比脲酶、胡敏酸、铜离子同时加入时的要高,并且随着f的增加酶活性逐渐增加。
　　 5.由同步荧光光谱可得酪氨酸和色氨酸的荧光强度在pH=7.0时最大。脲酶-胡敏酸复合物的激发光谱中荧光强度随着f的增加出现逐渐减弱的趋势,当f=1.0时,脲酶中氨基酸的荧光强度降为0。这主要是由于腐殖酸对脲酶的包裹和碰撞照成的。