大麦芽阿魏酸酯酶的分离纯化及其特性研究

摘要

阿魏酸酯酶（EC 3.1.1.73，Ferulie acid esterases，FAE）又称肉桂酸酯酶，是一类能水解阿魏酸甲酯、低聚糖阿魏酸酯和多糖阿魏酸酯中的酯键，将阿魏酸游离出来的酶，也是降解植物细胞壁木质化纤维素的重要酶类之一，属于水解酶类的羧酸酯水解酶亚类。本文以大麦芽（甘啤5 号）为主要原材料，对大麦芽中阿魏酸酯酶的提取条件、分离纯化、理化和酶学性质、以及阿魏酸酯酶辅助水解纤维素的应用进行了研究。所得结果如下：
　　 1、阿魏酸酯酶提取条件的优化
　　 分别从提取的时间、温度、固液比及pH 值4个因素进行研究，获得了大麦芽阿魏酸酯酶的最佳提取条件为：大麦芽与0.02 mol/L，pH 6.0的磷酸缓冲液以1:5（mg/mL）提取比例混合后，在0℃水浴中提取40 min，于4℃，12000 rpm 冷冻离心20 min，得到的酶液活力最佳。
　　 2、阿魏酸酯酶的分离纯化及纯度鉴定
　　 提取粗酶液后，分别采用硫酸铵分级沉淀、DEAE-52 离子交换柱层析和Sephadex G-100 凝胶过滤等方法对大麦芽阿魏酸酯酶进一步分离纯化，纯化了34 倍，回收率为11.6%。经SDS-PAGE 电泳检测得到清晰的单一蛋白条带，纯化后酶蛋白的分子量为29.3 kD。
　　 3、阿魏酸酯酶蛋白的理化性质
　　 以阿魏酸乙酯为底物，对阿魏酸酯酶最适温度，最适pH 值，金属离子的影响及动力学等基本特性进行了初步研究，并采用双倒数作图法得到阿魏酸酯酶在最适条件下的动力学参数Km为0.344 mmol/L，Vmax 为15.65 μmol/mg·min。该酶的最适温度为50℃，最适pH 为5.5。该酶在50℃以下，pH 4.0~7.0 之间较稳定。Zn2+，Cu2+，Fe3+对该酶有很强的抑制作用，Na+和EDTA对酶有一定的激活作用。
　　 4、阿魏酸酯酶对木质化纤维素水解率的影响
　　 阿魏酸酯酶辅助纤维素酶处理玉米秸秆时，混合后总酶活力均有所变化。其中阿魏酸酯酶与纤维素酶液以3:7（w/w）混合后总酶活力最高，较混合前纤维素酶活力增加了20.22%，其水解率也提高了14.32%。当两种酶液以7:3 混合后，总酶活力较混合前纤维素酶活力减少了24.28%，其水解率也随之降低了4.57%。当两种酶液以5:5 混合后，酶液的总活力变化不大，仅比混合之前纤维素酶活力增加了3.15%，其水解率也仅提高了7.08%。

目录

文摘

英文文摘

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第1 章 绪 论

第2 章 阿魏酸酯酶的提取条件优化

第3 章 阿魏酸酯酶的分离纯化

第4 章 阿魏酸酯酶酶学性质的研究

第5 章 阿魏酸酯酶辅助纤维素水解的应用研究

第6 章 结论与展望

参考文献

附录

致谢

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