無花果蛋白酶的過氧化物模擬酶性質及其分析應用.pdf

1、酶是生物有機體進行自我復制和新陳代謝必不可少的生物催化劑。無論是從對應的底物類型還是執(zhí)行的反應類型來看，他們都是最具特異性的催化劑。在大多數(shù)情況下，一種特定的酶只有幾種對應的底物，并且對于不同底物執(zhí)行的是同一反應類型。天然酶由于易變性和降解，來源有限，需要嚴苛的儲存條件，熱穩(wěn)定性低，費用昂貴，易受環(huán)境影響以及保存時間短，導致其應用仍然受到諸多限制。因此，目前的研究興趣大多集中于模擬酶的研究。如：氧化酶的模擬、蛋白酶的模擬、過氧化氫酶的模

2、擬、超氧化物歧化酶的模擬、過氧化物酶的模擬，等等。其中研究最為深入和廣泛的是過氧化物模擬酶，至今，越來越多的納米過氧化物模擬酶被發(fā)現(xiàn)或合成，有力地促進了過氧化物模擬酶的發(fā)展。但美中不足的是，這些非生物催化劑時常需要復雜的制備過程，并且需要表面修飾以防止團聚，這難免會導致低的重復性和低的催化活性。此外，相比于非生物催化劑，生物催化劑反應條件更加溫和，且在良好的生理條件下?lián)碛邢喈敻叩拇呋屎头磻俾?。因而，生物型過氧化物模擬酶的開發(fā)和研究

3、仍然不可或缺。
　　本文發(fā)現(xiàn)無花果蛋白酶不僅具有蛋白酶性質還具有過氧化物模擬酶性質。無花果蛋白酶是天然植物蛋白酶，兼顧了生物催化劑和模擬酶的優(yōu)點，其應用前景非常廣泛?；谄溥^氧化物模擬酶性質，我們實現(xiàn)了一些分析應用：檢測細胞中釋放的H2O2、檢測半胱氨酸以及檢測汞離子。
　?。?）我們用足夠的證據(jù)證明了無花果蛋白酶固有的過氧化物模擬酶性質，無花果蛋白酶可以催化H2O2氧化有機底物（如TMB、ABTS、OPD）發(fā)生對應的顯色反

4、應。同時，優(yōu)化了無花果蛋白酶作為過氧化物模擬酶的催化條件（pH、溫度、反應時間、底物濃度），設計實驗證實了該催化活性在各種情景中的有效性，研究了其催化機理，并與HRP的催化活性作了對比。此外，實驗結果顯示無花果蛋白酶作為過氧化物模擬酶時的活性位點與其作為蛋白酶是的活性位點不同，說明一種酶可能催化多種類的底物執(zhí)行不同類型的反應。為進一步深入認識酶的功能提供了新依據(jù)。
　?。?）基于無花果蛋白酶的過氧化物模擬酶性質，結合過氧化物酶底物

5、TMB，我們建立了簡便、靈敏、實用的比色法檢測H2O2，并成功應用于人乳腺癌細胞中釋放的 H2O2的檢測。用無花果蛋白酶的過氧化物模擬酶性質檢測 H2O2不需要復雜的合成和修飾過程，且綠色環(huán)保。無花果蛋白酶實現(xiàn)了H2O2的檢測，說明也能用于與H2O2相關的葡萄糖、黃嘌呤、尿酸、肌氨酸、膽堿、乙酰膽堿等的檢測。為今后無花果蛋白酶作為模擬酶在免疫分析、生物技術和環(huán)境監(jiān)測中的應用打下基礎。
　?。?）我們利用無花果蛋白酶的過氧化物模擬酶

6、性質建立了一種簡單、靈敏、綠色的比色法高選擇性定量檢測半胱氨酸。無花果蛋白酶作為過氧化物模擬酶，能夠催化TMB-H2O2的反應。半胱氨酸的引入，競爭了與TMB反應的H2O2，使得顯色反應受到抑制。其在652 nm處吸光度值的降低與半胱氨酸的濃度成線性關系，以此來檢測半胱氨酸。該方法不需要昂貴的儀器，不需要材料制備過程、不用引入有機溶劑或重金屬，結果可視化，并成功應用于生物樣品中半胱氨酸的檢測。表明無花果蛋白酶在生物樣品分析中潛在的應用。

7、我們的工作促進了無花果蛋白酶的模擬酶性質在醫(yī)藥診斷和生物化學方面的應用。
　?。?）以汞為代表的重金屬污染嚴重威脅著人類健康和社會環(huán)境，建立經(jīng)濟、高效的汞離子檢測方法任重道遠?；跓o花果蛋白酶的過氧化物模擬酶性質以及半胱氨酸中巰基與汞離子的高親和力實現(xiàn)了“抑制-恢復”比色法定量檢測汞離子。無花果蛋白酶能夠催化H2O2氧化TMB發(fā)生明顯的藍色反應，而半胱氨酸能夠消耗H2O2，使顯色反應受到抑制，溶液藍色變淺。由于汞離子能夠與半胱氨酸