新型交联酶聚体制备、性质及生物催化应用

摘要

本文以交联酶聚体(CLEAs)为主要研究内容,开发了两类CLEAs改进技术。首先以青霉素G酰化酶为研究对象,制备得到了青霉素G酰化酶CLEAs,并对其酶学性质进行了研究;针对CLEAs工业应用中粒径小,操作稳定性差的缺陷,开发了新型CLEAs微球制备工艺,并将所得微球应用于阿莫西林的酶法合成反应,获得了较好的催化效果。其次,针对?-甘露聚糖酶CLEAs催化大分子底物传质效率低的缺陷,开发了大分子交联剂以替代传统的戊二醛,获得了具有多孔结构的新型?-甘露聚糖酶CLEAs,提高了其对大分子多糖底物的催化效率。本文主要研究结论如下:
　　青霉素G酰化酶CLEAs的制备及应用性质研究:以青霉素G酰化酶为研究对象,制备了PGA-CLEAs,其最优制备条件:沉淀剂为饱和硫酸铵、沉淀剂与纯酶液的体积比为2.3:1、交联剂为戊二醛、交联剂浓度为0.35％、交联时间为2h,最终制得的PGA-CLEAs酶活保留为30.1%。PGA-CLEAs的最适温度及pH值较游离酶均有所提高。
　　青霉素G酰化酶CLEAs热失活动力学研究:青霉素G酰化酶经CLEAs技术固定后,热失活模型由一步失活变为多步连串失活,且每步失活反应活化能均较游离酶明显降低,解释了CLEAs比游离酶热稳定性明显提高的原因。
　　青霉素G酰化酶CLEAs微球制备及性质研究:以增大CLEAs粒径,提高可操作性与稳定性为目的,开发了海藻酸钙-二氧化硅(ALG-SiO2)包埋CLEAs微球,其最佳制备条件:固化剂氯化钙浓度15mg/mL、固化时间40min;与海藻酸钙、壳聚糖、海藻酸钙-壳聚糖三类微球对比,其形貌规则、稳定性高、重复利用效果好,是制备CLEAs微球的优良载体。
　　青霉素G酰化酶CLEAs微球在阿莫西林合成中的应用:将ALG-SiO2微球应用于阿莫西林合成反应中,确定最优反应条件:温度为25℃,pH为6.5,底物配比HPGM:6-APA=3:1,反应时间为75h,最终得到的阿莫西林收率为55.2%。当该微球重复利用四次后,其收率仍可达到最初收率的85%以上。
　　新型?-甘露聚糖酶CLEAs的制备:针对?-甘露聚糖酶CLEAs催化大分子底物传质效率低的缺陷,利用大分子交联剂替代传统的戊二醛,对制备条件进行了优化:沉淀剂为异丙醇,沉淀剂与纯酶液的体积比为5:1,交联剂为聚醛葡聚糖(2000kDa),交联剂浓度为0.6%,交联时间为16h,由此获得?-甘露聚糖酶CLEAs的最终酶活保留为2.67U/mg(64.66%),比传统交联剂戊二醛所制备的CLEAs酶活高16倍。

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前言

第一章 文献综述

1.1 固定化酶的研究现状

1.2 青霉素酰化酶研究进展

1.3 酶的热失活动力学

1.4?-甘露聚糖酶研究进展

1.5 本文研究内容

第二章 青霉素G酰化酶CLEAs的制备及性质研究

2.1 引言

2.2 实验材料和方法

2.3 结果与讨论

2.4 小结

第三章 青霉素G酰化酶CLEAs的热失活动力学

3.1 引言

3.2 实验材料和方法

3.3 结果与讨论

3.4 小结

第四章 青霉素G酰化酶CLEAs微球的制备及性质研究

4.1 引言

4.2 实验材料和方法

4.3 结果与讨论

4.4 小结

第五章 青霉素G酰化酶CLEAs微球在合成阿莫西林中的应用

5.1 引言

5.2 实验材料和方法

5.3 结果与讨论

5.4 小结

第六章 应用大分子交联剂制备?-甘露聚糖酶CLEAs

6.1 引言

6.2实验材料和方法

6.3 结果与讨论

6.4 小结

第七章结论与展望

7.1结论

7.2 展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢