激光对酵母蔗糖酶催化活性的影响

摘要

目的： 随着激光技术及其应用的不断发展，人们对激光生物学效应的研究越来越深入，并将其应用于农业、医药卫生及生物工程等领域，使得激光生物技术成为激光医学和激光生物学领域的研究热点之一。研究激光对酶的作用在酶工程中具有重要的理论意义和广阔的应用前景。本论文以酵母蔗糖酶为研究对象，实验研究了不同参数的激光对其催化活性的影响，并探讨了激光对酶作用的机理，为在该领域中进行更深入研究打下基础。 方法： 本研究以酵母蔗糖酶为研究对象，以蔗糖为反应底物，实验研究了不同功率、不同照射时间的激光照射、pH值、温度等参数对酵母蔗糖酶催化活性的影响：激光照射处理过的酵母蔗糖酶的酶活性的改变与放置时间的关系：经激光处理酶的动力学；应用紫外吸收、紫外差示光谱对酶分子的构型和构象的变化进行了分析。 结果： 激光对酵母蔗糖酶作用的研究发现，酵母蔗糖酶反应最适PH值在4.5-5.0之间，最适温度在40℃左右。以功率密度为16mw/cm2的激光照射处理酵母蔗糖酶，当处理时间小于10min时，其酶活性提高10％-25％，处理时间大于10min时，其酶活性反而降低；以功率密度为240mw/cm2的激光照射处理酵母蔗糖酶，当处理时间小于5min时，其酶活性提高20％-30％，处理时间大于5min时，其酶活性反而显著降低；以功率密度为480mw/cm2的激光照射处理酵母蔗糖酶，酶活性随照射时间的延长而降低。经激光处理后活性有提高的酶，其酶活性随放置时间的延长而向原酶活性靠近，12小时后与后者相近，提示这种改变是可逆的。功率密度为480mw/cm2的激光处理后活性降低的酶，其酶活性随放置时间的延长变化不大，提示这种改变是不可逆的。 研究经激光作用的酶的动力学，结果表明激光处理后酶的Km值和Vmax二值与原酶相比均发生了不同程度的变化，其酶活性的提高的原因主要是酶与底物的亲和力的增大。 为了进一步研究激光对酶分子作用的机理，本实验还应用紫外吸收、紫外差示光谱对酵母蔗糖酶分子的构型和构象进行了分析。对酵母蔗糖酶及经激光处理的酶的紫外吸收光谱、紫外差示光谱分析发现，酵母蔗糖酶经激光处理后酶的构象都发生了不同程度的改变，主要表现在芳香族氨基酸的暴露的改变以及酶分子中无规则卷曲与折叠的变化。光谱分析实验发现酶的光谱变化与酶活性的变化一致。 结论： 适宜的弱激光照射具有对酵母蔗糖酶活性提高的作用，而较强的激光照射对酵母蔗糖酶活性有抑制的作用，激光对酵母蔗糖酶的作用是通过改变酶的分子构象进而引起酶活力的变化。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第一章 前言

1.1蔗糖酶的研究现状

1.2光化学

1.3激光生物学效应

1.4激光对酶活性的影响

1.5光谱分析在蛋白质分子空间结构研究中的作用

1.6本论文的主要研究目的和方法

第二章 激光对酵母蔗糖酶催化活性的影响

2.1对象和方法

2.1.1实验材料

2.1.2主要仪器与试剂

2.1.3实验方法

2.2实验结果

2.2.1酵母蔗糖酶的最适反应PH值

2.2.2酵母蔗糖酶的最适反应温度

2.2.3酵母蔗糖酶的动力学测定

2.2.4不同功率激光对蔗糖酶催化活性的影响

2.2.5激光照射处理的酵母蔗糖酶的活性随时间变化曲线

2.3讨论

2.4本章小结

第三章 激光照射处理的酵母蔗糖酶的动力学研究

3.1对象和方法

3.1.1实验材料

3.1.2主要仪器与试剂

3.1.3实验方法

3.2实验结果

3.2.110mw激光照射处理的酵母蔗糖酶的动力学曲线

3.2.2 200mw激光照射处理的酵母蔗糖酶的动力学曲线

3.2.3 400mw激光照射处理的酵母蔗糖酶的动力学曲线

3.3讨论

3.4本章小结

第四章 酵母蔗糖酶的光谱研究

4.1对象和方法

4.1.1实验材料

4.1.2主要仪器

4.1.3实验方法

4.2实验结果

4.2.1激光照射后酵母蔗糖酶的紫外吸收光谱

4.2.2激光照射后酵母蔗糖酶的紫外差示光谱

4.3讨论

4.4本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢