內(nèi)切酶催化反應(yīng)及非水溶液中膠束性質(zhì)的研究.pdf

1、隨著各種蛋白質(zhì)純化技術(shù)的發(fā)展，纖維素酶的分離純化研究也取得了很大進(jìn)步。纖維素酶來源廣泛，組成復(fù)雜，具有高度的底物專一性，其對(duì)纖維素的降解需要三種主要成份的協(xié)同作用才能有效地進(jìn)行。對(duì)纖維素酶進(jìn)一步的分離提純并系統(tǒng)研究它的酶催化反應(yīng)可為研究纖維素酶的協(xié)同作用提供理論基礎(chǔ)，從而提高酶解效率，使纖維素資源得到有效利用，緩解日益嚴(yán)重的環(huán)境和能源問題。 非水溶液中表面活性劑性質(zhì)的研究可以為進(jìn)一步研究纖維素酶的膠束酶催化奠定理論基礎(chǔ)。一些纖維

2、素不溶于水而溶于某些有機(jī)溶劑，在非水環(huán)境中研究纖維素酶對(duì)纖維素的降解是酶催化反應(yīng)新的研究方向。 具體研究內(nèi)容如下： 1．內(nèi)切葡聚糖酶的分離純化利用凝膠層析的方法對(duì)纖維素酶的Cx酶組分進(jìn)行了分離提純，用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳法和DNS顯色法對(duì)分離所得的Cx酶組分的純度和酶活進(jìn)行了檢驗(yàn)得到活性較高的Cx酶組分。 2．內(nèi)切葡聚糖酶最佳酶解條件的研究用微量量熱儀測出Cx酶降解纖維素在不同酸度和不同溫度下的熱功率一時(shí)間

3、曲線，按照熱動(dòng)力學(xué)理論和對(duì)比進(jìn)度法解析出反應(yīng)的米氏常數(shù)(Km)和表觀最大速率(V<,max>)，建立最大速率與酸度和溫度的關(guān)系式，從而得到Cx酶催化反應(yīng)的最佳酸度(pH=5.20)和最佳溫度(322.9K)。 3．常見離子對(duì)Cx酶催化反應(yīng)的影響測定了在不同濃度的離子存在時(shí)的熱功率一時(shí)間曲線并進(jìn)行解析，通過比較得出相同濃度的不同離子以及同一離子在不同濃度時(shí)對(duì)Cx酶催化反應(yīng)的抑制與激活作用的規(guī)律。得到了Na<'+>’，Li<'+>，

4、Cd<'2+>，K<'+>，Ca<'2+>對(duì)C<,x>酶催化反應(yīng)有激活作用，并且激活作用由Na<'+>到Ca<'2+>逐漸減弱；Co<'2+>，Cu<'2+>，Mg<'2+>，Ba<'2+>對(duì)C<,x>酶催化反應(yīng)有抑制作用，其抑制作用由Co<'2+>到Ba<'2+>逐漸增強(qiáng)；Cl<'->，Si<,2>O<,8><'2->，NO<,3><'->對(duì)Cx酶催化反應(yīng)有激活作用，其激活作用由Cl<'->到NO<,3><'->。逐漸減弱；SO<,4

5、><'2->和SO<,3><'2->對(duì)Cx酶催化反應(yīng)有抑制作用，其抑制作用為S04}小于SO<,3><'2->。在所選濃度范圍內(nèi)，激活或抑制作用均隨離子濃度的增加而增強(qiáng)。 5．SLA和SDS在DMF體系中膠束類型的確定十二烷基羧酸鈉(SLA)和十二烷基硫酸鈉(SDS)在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)體系中的膠束均屬于O/W型膠束。 6．CMC及熱力學(xué)函數(shù)的確定及規(guī)律性用微量量熱儀測定了SLA和SDS在DMF體系中，在

6、不同溫度下和不同濃度的各種醇存在時(shí)膠束形成過程的熱功率．時(shí)間曲線。根據(jù)曲線轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的體積，獲得臨界膠束濃度(CMC)；從曲線上的面積，求得熱效應(yīng)，從而得到標(biāo)準(zhǔn)形成焓(△H<'θ><,m>)；根據(jù)△H<'θ><,m>和CMC的數(shù)據(jù)，運(yùn)用表面活性劑作用原理及熱力學(xué)理論計(jì)算出△G<'θ><,m>和S<'θ><,m>。結(jié)果表明：SLA和SDS在DMF體系中，在含有相同濃度、相同碳原子數(shù)的醇時(shí)，CMC、△H<'θ><,m>和△S<'θ><,m

7、>的值隨著溫度的升高而增加，△G<'θ><,m>的值隨著溫度的升高而降低；在相同溫度及相同濃度的醇存在時(shí)，CMC、△H<'θ><,m>、△<'θ><,m>和△S<'θ><,m>的值都隨著醇中碳原子數(shù)目的增加而降低：在相同溫度下、相同碳原子數(shù)的醇存在時(shí)，CMC和△G<'θ><,m>的值隨著醇的濃度的增加而增大，而△H<'θ><,m>和△S<'θ><,m>的值隨著醇的濃度的增加而減小。 本文的創(chuàng)新之處: 1．將纖維素酶的內(nèi)切

8、葡聚糖酶組分進(jìn)行分離提純并單獨(dú)研究其酶催化反應(yīng)為系統(tǒng)研究纖維素酶的協(xié)同作用及尋找三種主要成分之間的最佳酶配比奠定理論基礎(chǔ)。利用微量量熱法，根據(jù)熱動(dòng)力學(xué)理論獲得熱動(dòng)力學(xué)參數(shù)并用來表征Cx酶催化反應(yīng)的特征及規(guī)律，確定酶催化降解纖維素的最佳條件的研究是酶催化反應(yīng)研究的新課題。 2．利用微量量熱法研究非水溶液中表面活性劑，助表面活性劑及溶劑的相互作用，用測得的CMC及膠束形成過程的熱效應(yīng)，得到膠束形成焓△<'θ><,m>，進(jìn)而計(jì)算出△G