壳聚糖-聚乙烯醇固定化细胞在生物转化合成烟酸中的应用

传统的腈水解酶游离催化剂在腈类化合物生物转化过程中存在易失活、稳定性低、重复利用率不高等特点，本研究采用复合固定方式对基因工程腈水解酶进行固定化以期提升其应用性能。通过固定化壳聚糖和聚乙烯醇（PVA）作为包埋材料，获得了具有高机械强度和酶活性的固定化细胞。初步探究了固定化聚乙烯醇和壳聚糖的浓度及固定剂的优选条件，分别为80g/L的PVA、40g/L的壳聚糖及60g/L三聚磷酸钠的饱和硼酸溶液；与游离细胞相比，固定化细胞的热稳定性和贮藏稳定性均显著提高，可增加约2倍；在525min的转化时间内，采用底物流加模式可转化合成烟酸208g/L。本文为复合固定化催化剂在腈化合物生物转化及烟酸合成中的应用奠定了坚实基础。     

环氧树脂固定化卤醇脱卤酶的研究

采用环氧树脂ES-103B对卤醇脱卤酶进行固定化,对最优固定化条件及固定化酶的操作稳定性进行了研究。结果最佳固定化条件为:吸附温度为25℃,吸附缓冲液为p H 7.0磷酸钠缓冲液,初始酶质量浓度为0.5 mg/m L,共价时间为24 h。在此优化条件下,固定化酶的酶活回收率为74.5%,酶蛋白固定化效率为94.2%,比活力为518.6 U/g。利用固定化酶催化1,3-二氯丙醇制备环氧氯丙烷,重复使用15批次后,产物收率仍能保持在初始收率的91%以上,具有良好的工业化应用潜力。     

磁性壳聚糖微球固定化环糊精糖基转移酶催化合成α-熊果苷的研究

利用磁性壳聚糖微球固定化环糊精糖基转移酶合成α-熊果苷,采用透射电镜、扫描电镜及傅里叶红外光谱对凝胶颗粒及固定化载体进行表征,探讨了固定化条件及固定化酶的相关酶学性质。结果表明,环糊精糖基转移酶固定化最优条件为:戊二醛体积分数为2%,交联时间为4 h,加酶量为0.45 mg/m L,固定化时间为5 h。相比游离酶,固定化酶温度稳定性提高,重复催化反应5次后,仍能保持初始转化率的46.3%。     

黏土吸附法固定化脂肪酶的初步研究

为研究天然黏土为载体固定化脂肪酶的可行性,采用羟基化、硅烷化处理,对黏土进行改性,并以此为载体吸附固定化脂肪酶,探讨黏土固定化脂肪酶的条件对酶活及蛋白吸附量的影响,优化固定化脂肪酶条件。研究结果表明:黏土经羟基化、硅烷化改性处理后能显著提高固定化酶活和蛋白固定量,其中硅烷化改性最优;载体固定脂肪酶最优条件为:加酶量50 mg/g,载体粒径180—250μm,pH值为4.0,固定化温度25℃,固定化时间2.0 h;与游离酶相比,固定化酶显示出更广的pH值适应性。黏土固定化脂肪酶重复使用10批次后,仍能保留76.85%的初始活力。以天然黏土为载体固定化脂肪酶,具有较好的实际可应用性及操作稳定性,在较低pH值条件下应用具有一定优势。     

树脂吸附法固定Candida rugosa脂肪酶

Candida rugosa脂肪酶具有优良的催化性能,对其进行固定化可以很方便地实现酶的回收和再利用。采用南开大学化工厂生产的4种阴离子交换树脂和4种大孔吸附树脂为载体,对来源于Candida rugosa的脂肪酶进行了吸附固定化,结果表明,以大孔吸附树脂AB-8为载体的固定酶比活性最高。固定化酶制备过程中缓冲液的最适宜pH值为7.2,最佳固定化时间为1 h,载体和酶的最佳质量配比为10∶1。与游离酶相比,固定化后酶活损失大约30%,但稳定性平均约提高60%。     

离子液体修饰SBA-15及其负载RML的性质研究

目的:考察不同碳链长度的烷基化功能化离子液体修饰的SBA-15固定化酶的酶活、热稳定性和重复利用性等酶学性质。方法:通过引入含不同碳链长度咪唑环的烷基功能化离子液体对介孔材料SBA-15的硅羟基表面进行化学修饰。然后将所得新型固定化载体用于米黑根毛霉脂肪酶(RML)的吸附固定,并以三乙酸甘油酯的水解为模型反应,。结果:结果表明,烷基化功能化离子液体修饰后的SBA-15固定化酶的比活力、热稳定性和重复利用性都得到了明显提高,其中RML@C8H17-IL-SBA-15的比活力最高(3422U/g),是RML@SBA-15的17倍;RML@C4H9-IL-SBA-15在磷酸盐缓冲液和无溶剂体系中显示出良好的热稳定性,在70℃加热4h后能维持其100%酶活;另外,RML@CH3-IL-SBA-15具有最好的重复利用性,重复使用5次后酶活没有损失。结论:因此,选择合适的离子液体能有效改善固定化酶的酶学性能。     

海藻酸钠-明胶协同固定化S-腺苷甲硫氨酸合成酶的研究

以海藻酸钠和明胶为载体,对S-腺苷甲硫氨酸合成酶进行固定化。再用戊二醛对其进一步交联,增强固定化酶的稳定性。考察了海藻酸钠和明胶质量分数、CaCl2质量分数、酶和载体比例以及交联剂戊二醛体积分数等因素对固定化酶的影响。结果表明,最佳固定化条件为:海藻酸钠质量分数2.0%、明胶质量分数1.0%、CaCl2质量分数4.0%、固定化酶量为2.5 g/L凝胶、戊二醛体积分数0.6%。交联固定化酶热稳定性得到大幅度提高,在50℃下保温5 h仍保留72%的活力,而游离酶则完全失活。交联固定化酶在碱性溶液中的稳定性较高,在pH=8.0～9.0的缓冲液中4℃保温10 h酶活性仍保留87%以上。将交联固定化酶用于S-腺苷甲硫氨酸的合成,连续反应8批次后酶活性仍保留65%。     

海藻酸钙凝胶固定葡萄糖氧化酶的研究

利用海藻酸钙凝胶颗粒固定葡萄糖氧化酶(GOD).确定了固定化条件,并考察了温度、pH值、储存时间对固定化酶和游离酶酶活力的影响,测定了酶活回收率.确定的固定化较优条件为:CaCl2 5.0%(质量体积比),海藻酸钠3.0%(质量体积比);固定化酶的最适催化温度为31℃、最适pH值为6.3,较游离酶分别提高7℃和0.6;固定化酶的平均酶活回收率为61.69%.此外,酶的储存稳定性能也有所提高,可重复多次使用.     

凹凸棒土固定脂肪酶及其在催化菜籽油转酯反应中的应用

采用吸附法对来源于,Staphylococcus aureus JH的脂肪酶进行了固定化.以凹凸棒土作为载体系统研究了固定化条件对固定化效率及固定化酶转酯活力的影响.结果表明最适加酶量、缓冲液pH和吸附时间分别为0.35 g/g、8.0和3 h,在上述优化条件下固定化酶的转酯活力为465.5 U/g,而所用的游离酶只有较低转酯活性.利用该固定化酶催化菜籽油转酯反应生产生物柴油时,叔丁醇为适宜的反应介质,其最适添加昔为0.8 mL/g;适宜的酶鼍、加水晕和反应温度分别为40.0 U/g、油质量的的1.2%和40℃.按甲醇/油摩尔为3.5的比例在优化反应条件下,反应12 h后甲酯产率达96.0%;固定化脂肪酶具有较好的操作稳定性,反应160批次时,相对酶活力为78.4%.     

大豆脂肪氧合酶(LOX)的固定化及增强稳定性

以活性白土、滑石粉为载体采用吸附法固定化大豆脂肪氧合酶(LOX)的优化条件为:(1)酶液对活性白土的用量比为897U/mg,在浓度为0 05mol/L、pH=7 0的磷酸盐缓冲液中20℃搅拌吸附30min;(2)酶液对滑石粉的用量比为238U/mg,在浓度为0 05mol/L、pH=8 0的磷酸盐缓冲液中10℃搅拌吸附15min。经放大后实验重复性良好。上述固定化酶置于0～4℃保存20d,酶活损失分别为19 2%和17 7%;与游离酶相比,能加快酶促反应的速度并使产率分别提高9 6%和42 5%。以海藻酸钠为载体采用包埋法得到的固定化酶珠的耐热、耐酸碱、耐有机溶剂能力较游离酶有很大提高,在φ(甘油)=75%的水溶液中保存33d,酶活基本保持不变;在50℃热处理60min后酶活仍能保持90%。