酶与酶工程文献综述
酶与酶工程绪论

微生物是地球上重要的可再ห้องสมุดไป่ตู้资源,有着重要的应用价值。
1.1 关于酶Enzyme
酶是由活细胞产生的具有催化功能的生物分子 /蛋白质。
研究酶的结构与功能、酶的性质及作用机理对 于阐明生命现象的本质具有十分重要的意义。
从酶的水平去探讨生命活动的关系,探讨酶与 代谢调节、疾病、生长发育等的关系,具有重 要的科学意义和实践意义。
天然酶在工业上应用受到限制的主要 原因有:
①大多数酶脱离其生理环境后极不稳定, 而酶在生产和应用过程中的条件往往与 其生理环境相去甚远;
②酶的分离纯化工艺复杂;
③酶制剂成本较高。
根据研究和解决上述问题的手段不同把酶 工程分为化学酶工程和生物酶工程。
化学酶工程:天然酶、化学修饰酶、固定 化酶及化学人工酶的研究和应用;
水 相 )
非蛋白酶
印记酶(imprinting enzyme)
核酶(ribozyme, RNAzyme)
脱氧核酶(detoxribozyme, DNAzyme)
1.4 酶与酶工程的研究趋势
从发展方向分析,今后十年酶与酶工程 领域的研究热门有以下几方面:
酶结构与功能的研究 生物催化过程的研究 改造酶的催化特性及新酶设计 应用酶工程
蛋白质工程 生物催化过程的开发流程
生物催化过程又是典型的高度不均一过 程,理论上
需要特殊设计的硬件部分, 需要有高催化效率的生物催化剂, 需要实施计算机控制的软件, 需要能降低成本的回收和再利用技术,
这是生物催化过程,尤其是工业生物催 化的四个“必需”。
3、改造酶的催化特性及新酶设计
③极端环境条件下新酶的研究。
已发现的极端微生物:
能够在250~350C条件下生长的嗜热微生物, 能够在-10~0C条件下生长的嗜冷微生物, 能够在pH2.5条件下生长的嗜酸微生物, 能够在pH11条件下生长的嗜碱微生物, 能够在101.325MPa下生长的嗜压微生物, 以及在高温(105C)和高压(40.53MPa)
(完整版)酶学与酶工程总结

➢Lecture 1 酶学与酶工程➢酶的概念:酶(enzyme)是一类由活细胞产生的,具有催化活性和高度专一性的特殊蛋白质,是一类生物催化剂。
➢➢酶的分类(6类)、组成、结构特点?和作用机制?组成:单体酶、寡聚酶、多酶复合体Note:一个酶蛋白可有多种催化活性,相当于多个酶(关注原核和真核生物的差别) 除水解酶和连接酶外,其他酶在反应时都需要特定的辅酶。
金属在酶催化中的作用:稳定酶构象、参与酶的催化作用(如激活底物)、电子传递体➢酶作为催化剂的显著特点:强大的催化能力:加快反应速度可高达1017倍;没有副反应;高度的专一性:各种酶都有专一性,但专一程度的严格性上有所差别;可调节性;➢同工酶的概念:同一种属中由不同基因或(复)等位基因编码的多肽链所组成的单体、纯聚体或杂交体,其理化及生物学性质不同而能催化相同反应的酶称同工酶。
同一基因生成的不同mRNA所翻译出来的酶蛋白也列入同工酶的范畴。
酶蛋白合成后经不同类型的共价修饰(如糖基化等)而造成的多种酶分子形式,严格来说不属于同工酶而称为synzyme,但也有人称其为次生性同工酶(secondary isozyme)。
不同种属中催化相同反应的酶称为xenozyme,也不属于同工酶。
➢酶的活性中心指必需基团在空间结构上彼此靠近,组成具有特定空间结构的区域,能与底物特异结合并将底物转化为产物必需基团(essential group):酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中,一些与酶活性密切相关的基团。
活性中心内的必需基团:结合基团(与底物相结合)和催化基团(催化底物转变成产物)活性中心外的必需基团:维持酶活性中心应有的空间构象所必需;构成酶活性中心的常见基团:His的咪唑基、Ser的-OH、Cys的-SH、Glu的γ-COOH。
➢酶的作用机制➢酶活力的调节➢酶的应用食品加工方面:生物技术在食品工业中应用的代表就是酶的应用,目前已经有几十种酶成功用于食品工业。
如葡萄糖、饴糖、果葡糖浆的生产、蛋白质制品加工、果蔬加工、食品保鲜以及改善食品品质与风味等。
酶工程总结

酶工程总结酶工程是一门结合生物学、化学和工程学的交叉学科,旨在研究和应用酶的性质、功能和生产过程。
通过酶工程的技术手段,科学家们可以对酶进行改造和优化,以实现更高效、经济和环保的酶催化反应。
在过去的几十年里,酶工程取得了巨大的发展,并在多个领域展现出其独特的优势和应用前景。
一、酶工程的发展历程酶工程的发展可以追溯到20世纪50年代,当时科学家们开始意识到酶可以用于工业生产。
然而,在当时的条件下,纯化和大规模生产酶仍然是一个挑战。
到了70年代,随着分子生物学和生物工程学的发展,人们可以对酶进行基因工程改造,并通过大规模培养和纯化技术实现酶的工业化生产。
此后,酶工程得到了快速发展,应用范围也越来越广泛。
二、酶的改造和优化通过基因工程技术,科学家们可以对酶的基因序列进行改造,以改变酶的催化性能。
例如,可以通过点突变、插入和删除等手段引入新的功能基团或改变催化位点的亲和力,从而改变酶对底物的识别和催化效率。
此外,也可以通过改变酶的结构、稳定性和热力学性质来优化酶的性能和稳定性。
这些酶的改造和优化工作为酶的工业化应用提供了有力的科学基础。
三、酶的应用领域酶工程的应用领域非常广泛,涵盖了医药、食品、化工等多个行业。
在医药领域,酶工程可以用于生产各类生物药物,如蛋白质药物和抗体药物。
酶工程的技术手段可以提高药物的纯度和效力,减少副作用,并缩短药物研发周期。
在食品工业中,酶工程可用于改善食品的品质和口感,如面包、啤酒和奶制品等。
在化工领域,酶工程可以实现绿色催化,代替传统的化学合成方法,降低能耗和废物排放。
四、酶工程的挑战和前景尽管酶工程在各个领域展现出了广阔的应用前景,但仍面临一些挑战。
首先是酶工程技术的复杂性和不确定性,需要综合运用多个学科的知识和技术手段。
其次是酶的稳定性和失活问题,酶在非生理条件下易受到温度、pH值和底物浓度等因素的影响,从而降低其催化效率。
此外,酶的高成本和低产量也限制了其在工业生产中的应用。
我国酶与酶工程及其相关产业发展的回顾

我国酶与酶工程及其相关产业发展的回顾酶在化学合成中的应用、用亲和层析技术分离纯化天冬氨酸酶、两亲分子解除乙醇对内切葡聚糖酶的抑制作用、鸭血清胆碱酯酶的纯化及性质研究、水溶性大分子—右旋糖苷对胰岛素的共价修饰及其某些性质研究、弹性蛋白酶化学修饰的研究.
用现代网络流行语“不明觉厉”来形容多数人对以上著作或学术论文的读后感,一点也不为过。
但对于学习和从事生物化学、分子生物学、尤其是酶工程学的人士而言,这些或许是事业历程中必学必看的宝典级著作。
而它们,正是出自我国著名生物学家、国家级教授、中国酶工程创始人程玉华之手。
今天的中国生物学界领域,似乎已形成了一种潜移默化的概念。
犹如提到杂交水稻自然会想到袁隆平一样,而提到酶,人们首先会想到中国的酶工程,继而自然会想到它的创始人程玉华。
酶,一种生物催化剂,普通人对其的最大印象是促进新陈代谢。
事实上,随着中国酶工程不断的技术性突破,酶今天已被广泛应用在工业、农业、医药卫生、能源开发及环境工程等多个领域。
一如医疗保健领域,重组DNA技术促进了各种有医疗价值的酶的大规模生产;环境保护领域,产品加工过程中用酶来替代化学品可以降低生产活动中的污染水平,有利于实现工艺过程生态化或无废生产,真正实现清洁生产的目标;食品工业领域,酶用于淀粉糖的生产、水果蔬菜保藏、啤酒的发酵。
以上种种似乎多数人都很熟知,但鲜为人知的是,现代生物酶
解技术、活性酶培养、提取技术等都是起源于这位程玉华教授的研究和指导。
事实上,酶现今已无形中出现在身边各个角落,并全面影响着大众的生活。
当然,这些都归功于在一批又一批默默无闻科学家们不断的努力下,中国酶工程在技术创新中取得了令人惊讶的突破和发展。
酶工程论文 端粒酶

课程论文(20 12 -20 13 学年第 2 学期)课程名称:酶工程学生姓名:专业班级:学院:学号:学生成绩:关于端粒和端粒酶研究进展的综述摘要端粒是存在于真核细胞线形染色体末端的一段特殊的DNA和蛋白质的复合物,对于维持染色体稳定性具有十分重要的意义,端粒酶是一种特殊的核糖核蛋白逆转录酶,是一种RNA依赖性的DNA聚合酶,由RNA和蛋白质组成的核糖核蛋白(RNP)复合体。
端粒的长短和端粒酶的功能异常与细胞衰老、肿瘤诊断和遗传疾病综合症有密切关联。
并促进了目前正处于临床检测的基于以端粒酶活性及表达为目标的癌症治疗新策略的发展。
综述了端粒和端粒酶发现、功能、应用及发展前景的综述。
关键词端粒端粒酶染色体末端细胞衰老肿瘤细胞遗传综合症对于真核生物而言,一个细胞核内往往存在多条染色体,而每条染色体末端都存在一个特殊结构——端粒,该结构对于防止不同染色体之间末端的融合和维持染色体的完整性具有十分重要的意义,一些研究还发现端粒长度与衰老和癌症存在密切关系,成为当前生命科学领域的研究热点之一。
精细的生化研究揭示了负责染色体DNA末端合成的端粒酶这一早就预测到的对其内在RNA模板具有依赖性的酶的存在。
端粒酶的缺失将导致端粒重复结构在连续的细胞分裂中逐渐缩短,生命力受到抑制,并在复制衰老过程中以细胞死亡终结。
人体中,编码端粒酶复合物的基因编码元件发生的突变将导致以癌变、干细胞再生和组织维持缺陷为特征的遗传疾病发生。
许多能够无限增值的癌细胞能通过提高端粒酶活性来维持端粒结构稳定。
端粒酶的发现深刻地影响着生物医药的研究并促进了目前处于评估阶段的癌症治疗的发展。
1端粒的概念和结构1.1 端粒端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构,是由端粒DNA和与端粒DNA特异结合的端粒结合蛋白组成的核糖核酸的蛋白质复合物[1],位于真核生物染色体末端,维持染色体的稳定,从而保证DNA的完整复制。
1.2 端粒的结构端粒是存在于真核细胞线形染色体末端的一段特殊的DNA和蛋白质的复合物,平均长度约为5 ~15kb,是DNA链自身回并与多种端粒结合蛋白复合而成[2]。
酶与酶工程

酶与酶工程摘要:酶是细胞赖以生存的基础。
细胞新陈代谢包括的所有化学反应几乎都是在酶的催化下进行的。
酶活力可受多种因素的调节控制,从而使生物体能适应外界条件的变化,维持生命活动。
没有酶的参与,新陈代谢只能以极其缓慢的速度进行,生命活动就根本无法维持,所以,在现代社会的先进科技当中,酶及酶工程占据着无可比拟的重要角色。
无论是在科学方面,还是日常生活方面,都占有举足轻重的地位。
关键字:蛋白质维生素氨基酸脂肪酸固醇脂类半乳聚糖矿物质生物催化剂荷尔蒙内切酶一、酶及酶工程的简介酶工程就是将酶或者微生物细胞,动植物细胞,细胞器等在一定的生物反应装置中,利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。
它包括酶制剂的制备,酶的固定化,酶的修饰与改造及酶反应器等方面内容。
酶工程的应用,主要集中于食品工业,轻工业以及医药工业中。
酶是一种在生物体内具有新陈代谢摧化剂作用的蛋白质,酶工程就是利用酶摧化的作用。
是指利用酶或者微生物细胞,动植物细胞,细胞器等,借助酶所具有推动功能,通过工程学的手段向人类提供产品或向社会提供服务的一门科学技术。
酶工程的应用,主要集中于食品工业,轻工业以及医药工业中。
二、酶的特性及机理1、酶与无机催化剂比较:⑴相同点:①、改变化学反应速率,本身几乎不被消耗;②、只催化已存在的化学反应;③、加快化学反应速率,缩短达到平衡时间,但不改变平衡点;④、降低活化能,使化学反应速率加快。
5)都会出现中毒现象。
⑵、不同点:①、高效性:酶的催化效率比无机催化剂更高,使得反应速率更快;②、专一性:一种酶只能催化一种或一类底物,如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽;③、多样性:酶的种类很多,大约有4000多种;④、温和性:是指酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的。
⑤、活性可调节性:包括抑制剂和激活剂调节、反馈抑制调节、共价修饰调节和变构调节等。
一般来说,动物体内的酶最适温度在35到40摄氏度之间,植物体内的酶最适温度在40-50摄氏度之间;细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大,有得酶最适温度可高达70摄氏度。
酶工程综述论文

脂肪酶的研究进展及其在饲料中的应用项伟波(浙江大学宁波理工学院生物与化学工程分院浙江宁波315100)摘要:脂肪酶(triacylglycerol acylhydrolases,E.C.3.1.1.3)在自然界广泛的存在,它可催化三酰甘油酯的水解和合成。
脂肪酶在生活、生产的各个领域中具有重要的作用,有很高的商业使用价值,本文从脂肪酶的来源、结构、性质、制备方法入手,重点论述了其在猪、禽、鱼类饲料方面,国内外所得到的研究成果,为我们以后在饲料中开发应用脂肪酶提供一些参考。
关键词:脂肪酶、应用、饲料、微生物脂肪酶(1ipase EC 3.1.1.3)是广泛存在于动植物和微生物中的一种酶,在脂质代谢中发挥重要的作用。
在油水界面上,脂肪酶催化三酰甘油的酯键水解,释放含更少酯键的甘油酯或甘油及脂肪酸。
除此之外,还有多种酶活性,如催化多种酯的水解、合成及外消旋混合物的拆分。
脂肪酶在生物体内具有相当重要的生理功能,外源脂肪需要经过脂肪酶消化分解后才能透过细胞膜,体内脂肪的储藏和水解也需要脂肪酶,脂肪酶也参与细胞内脂类代谢。
脂肪酶分解三酰甘油产生的单酰甘油、脂肪酸和甘油除了作为生物体的能源外,还是合成磷脂、鞘脂等具有重要生理功能的类脂的前体。
脂肪酶反应条件温和,具有优良的立体选择性,并且不会造成环境污染,因此,在食品、皮革、医药、饲料和洗涤剂等许多工业领域中均有广泛应用。
但由于脂肪酶结构和性质的多样性、稳定性较差、底物不溶于水、提纯困难,以及生产成本较高等问题,其研究和应用相对蛋白酶和淀粉酶要少,在饲料中的应用研究还处于起步阶段。
一、脂肪酶的来源脂肪酶广泛地存在于动植物和微生物中。
植物中含脂肪酶较多的是油料作物的种子,如蓖麻子、油菜子,当油料种子发芽时,脂肪酶能与其他的酶协同发挥作用催化分解油脂类物质生成糖类,提供种子生根发芽所必需的养料和能量;动物体内含脂肪酶较多的是高等动物的胰脏和脂肪组织,在肠液中含有少量的脂肪酶,用于补充胰脂肪酶对脂肪消化的不足,在肉食动物的胃液中含有少量的丁酸甘油酯酶。
酶的应用及酶工程的研究进程

酶的应用及酶工程的研究进程第一部分:酶的应用酶是生物催化剂,可以加速化学反应的速率,并在温和条件下进行。
由于其高效、选择性和环境友好性等特点,酶在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的酶应用:一、食品工业:酶在食品加工中起到重要作用。
例如,淀粉酶可将淀粉分解为糖类,增加产品甜度;蛋白酶可用于肉类嫩化或乳制品凝固等。
是的,酶在食品工业中发挥着重要作用。
以下是一些常见的酶在食品加工中的应用:1.淀粉酶:淀粉酶可以将复杂的淀粉分子降解为较简单的糖类,如葡萄糖和麦芽糖。
这种转化过程被广泛应用于面包、啤酒、乳制品和果汁等产品中,以增加甜度、改善口感或促进发酵。
2.蛋白酶:蛋白质水解酶可以将肉类中较大分子量的蛋白质分解成更小的片段。
这种嫩化处理可使肉质变得更加柔软,并提高其口感和咀嚼性。
3.凝固剂:某些特定类型的微生物产生了能够凝结牛奶或豆浆等液体的特殊凝固剂(例如拉丁语"rennet")。
这些凝固剂主要含有胰凝乳素(chymosin),它可以水解牛奶中存在的一种叫做κ- 链球菌素(k-casein) 的蛋白质,在此过程中形成凝固物。
4.果汁澄清酶:果汁中的浑浊物质可以通过果汁澄清酶来降解和去除。
这种酶能够分解果胶、纤维素等多糖类,从而使果汁更加透明和清澈。
这些是食品工业中常见的一些酶应用,它们帮助改善产品的口感、稳定性和质量,并提高生产效率。
二、制药工业:许多药物合成过程需要使用特定的酶来催化关键步骤。
此外,生产抗体、激素和维生素等也需要借助酶。
在制药工业中,酶的应用非常广泛。
以下是一些常见的酶在制药工业中的应用:1.合成酶:许多药物的生产需要使用特定的酶来催化关键步骤。
例如,通过利用氨基转移酶和脱水氢化酶等,可以合成抗生素、激素和维生素等重要药物。
2.抗体生产:单克隆抗体是治疗和诊断许多疾病所需的重要工具。
在抗体生产过程中,将目标蛋白注射到动物或人体内后,通过特定细胞分泌出相应抗体。
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酶与酶工程课程综述题目:大蒜超氧化物歧化酶的提取及分离纯化方法研究姓名:保勇学院:农学院班级: 生物技术102班学号: 103135202大蒜超氧化物歧化酶的提取及分离纯化方法研究综述作者:保勇指导老师:苏豫梅摘要:本文归纳了大蒜超氧化物歧化酶的提取及分离纯化的多种方法,并对这些分离纯化的方法进行简要概述,概括了几种方法的优缺点,总结最适合用于提取大蒜超氧化物歧化酶的方法。
阐述了大蒜SOD的理化性质及其种类和分布,对各种方法进行对比分析。
并对其以后的发展前景作了简要的概述和分析。
关键词:超氧化物歧化酶;大蒜;分离纯化;方法Research Progress on Isolation and Purification of Superoxide Dismutase(SOD) from GarlicAbstract: This article summarizes a variety of methods Garlic superoxidedismutase extraction and separation and purification, and separation andpurification methods brief overview summarizes the advantages anddisadvantages of several methods, sum up the most suitable for theextraction of garlic superoxide dismutasethe enzyme method. TheGarlic SOD physical and chemical properties, their types anddistribution, comparative analysis of the various methods. And gave abrief overview and analysis of its future development prospects.K ey words: Superoxide dismutase; Garlic; Isolation and purification; Method超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase, EC1.15.1.1)简称SOD,是一种广泛存在于动物、植物和好氧微生物细胞中的金属酶,能够催化超氧阴离子自由基O2-发生歧化反应,平衡机体代谢过程中产生的过多自由基,减轻或消除自由基对机体的危害,具有抗衰老、免疫调节、抑制肿瘤、调节血脂、抗辐射、消炎和美容等功效。
SOD 是当前生物学、医学以及化学研究领域中世界级的课题之一,且在我国已有专著问世[1]。
大蒜是百合科(Liliaceae)葱属植物生蒜(Allium sativum L.)的鳞茎,大蒜中SOD的含量比其它植物相对较高[2]。
从大蒜中提取SOD,成本低廉,因此研究大蒜SOD的分离纯化方法,对SOD生产工艺优化及应用具有重要意义。
1 SOD与氧自由基自由基是指带有未成对电子的分子、原子或离子。
因为未成对电子具有成双的趋向,因此常易发生失去或得到电子的反应而显示出较活泼的化学性质。
在生物体内,氧分子可以通过单电子接受反应,依次转变为O2ˉ、H22与·OH等中间产物。
由于这些物质都是直接或间接地由分子氧转化而来,而且具有比分子氧更活泼的化学反应性,遂统称为活性氧,其中O2ˉ为主要的氧自由基[3]。
1.1.1氧自由基的产生与危害自由基的产生,从物理化学的角度,通常有下列几种方式:(1)共价键的热分解。
原则上只要有足够的温度,任何共价键都可以裂解而产生自由基。
(2)辐射分解。
电离辐射可使许多物质发生分解而产生自由基,紫外线对人体的损伤亦然。
(3)单电子氧化还原反应。
体内许多酶的反应是进行单电子转移,此过程可产生自由基。
从细胞生物学与生物化学的角度,所有细胞内线粒体、内质网、细胞核、质膜和胞液中,都可产生自由基,也可出现在胞浆代谢及呼吸链中,体内[4]。
氧自由基过剩时,可使体内许多重要的生物大分子发生超氧化反应,如使核酸、蛋白、膜多聚不饱和脂肪酸等生物大分子出现交链或断裂,导致细胞结构和功能的破坏,引发各种疾病[5]。
1.1.2 氧自由基的清除生物体清除氧自由基的功能是由一些抗氧化剂和完整的酶系统来组成的。
抗氧化剂包括维生素C和E、谷光甘胍以及B一胡萝卜素等,酶系统包括SOD、过氧化氢酶(CAT)、谷光甘肽过氧化物酶(GSH.Px)等。
SOD组成了防御自由基损伤的第一道防线,SOD的催化过程如下[6]:O2ˉ+ O2ˉ+2H+→H22+ O2SOD将02歧化生成H22,CAT的功能是催化H22生成水,该步骤需谷光甘肽作为供氢体,而GSH--Px则将H202还原为无毒的羟基化合物,以免它们重新分解成自由基,所以CAT和GSH--Px构成了机体防御自由基损伤的第二道防线[7]。
2SOD的种类和分布SOD广泛存在于各种生物体中,人们发现所有需氧细胞中都存在SOD。
迄今为止,人们已经从细菌、真菌、原生动物、藻类、昆虫、植物和动物等生物材料中分离得到SOD。
根据所结合的金属辅基不同,将存在于高等生物体内的SOD 分Fe- SOD、Mn- SOD和Cu/Zn- SOD 3 种,大蒜SOD 属于Cu/Zn- SOD。
Cu/Zn- SOD是由两个相同亚基构成的二聚体蛋白,每个亚基含一个铜原子和一个锌原子,相对分子质量约为16 kD。
通过对其构象熔点温度的研究表明,Cu/Zn- SOD 是迄今发现热稳定性最高的球蛋白之一。
Cu/Zn- SOD的等电点在pH 5.3 左右,其酸碱稳定性好,在pH 5.2~9.6 之间其催化速率与pH 无关,在pH 4.5~11.0 之间能稳定存在。
与Fe- SOD、Mn- SOD 相比,Cu/Zn- SOD 对一些化学试剂或变性剂的敏感性有明显的差别。
DTT(二巯基苏糖醇)、氰化物、H202、SDS(十二烷基硫酸钠)和DTDM(4,4′- 二硫代二吗啉)等对SOD的活力影响显著,并可将其沉淀,但它在其它理化因素作用下相对较稳定。
以上性质也决定了大蒜SOD来源丰富、易于处理,生产工艺也易得到简化。
3SOD的理化性质SOD足一种酸性蛋白,在酶分子上共价连结金属辅基,因此它对热、PH以及某些理化性质有很强的稳定性。
3.1.1 SOD具有短时间的耐热性能SOD对热稳定,天然牛血SOD在75℃下加热数分钟,酶活丧失很少。
如果离子强度很低,即使加热到95℃,其活性亦无明显影响。
在55℃保存15~30min,60℃保存10~25min,65℃保存10--15min对酶的活性影响不大。
3.1.2 pH对SOD活性的影响一般认为SOD在pH5.3~9.5范围内,其稳定性较好,对pH不甚敏感。
Salin等报道Cu/Zn-SOD在pH5.3—9.5范围内基本稳定,在此范围内可见紫外光谱和电子自旋共振波几乎不发生改变,显示较强的结构稳定性[8]。
李泽浩报道在pH为3.6时,Cu/Zn—SOD中95%的Zn2+要被脱落,在pH小于6.0时Cu2+的结合位点仅要移动,pH 大于12.2时,酶会因构象发生变化而失活[9]。
3.1.3 某些变性剂对SOD活性的影响氯仿~乙醇可以使Mn-SOD活性丧失,但不会影响Cu/Zn—SOD的活性。
B.毓基乙醇可以使Cu/Zn-SOD失活,但不会影响Mn—SOD的活性。
金属螯合剂EDTA非常容易同金属离子结合,使酶失活。
尿素对SOD的影响也很大,一般6mM的脲就可以使SOD开始变性失活。
3.1.4SOD的免疫原性SOD具有较高的异源蛋白免疫原性。
徐军发等将伤寒沙门菌SOD进行免疫家兔,制备兔抗SOD血清,并用免疫酶标记技术(ELISA)检测抗血清,效价高达1:20240[10]。
阎家麒等用天然牛血SOD对小鼠作皮肤过敏试验(PCA法),有抗体产生,说明牛血SOD对小鼠有较强免疫原性[11]。
李培峰等用胰蛋白酶将cu/Zn-SOD切割成肽段,经用4株单克隆抗体鉴定,其中有3个肽段能分别与3株单抗反应.表明酶分子至少存在有3个以上的抗原决定簇[12]。
目前认为SOD蛋白质表面的抗原决定簇大多为亲水性氨基酸,特别是亲水性较强的Lys组成,同时还与SOD的金属离子有很大的相关性。
4.1 磷酸缓冲液提取法磷酸缓冲液提取法大蒜SOD 极性较大,易溶于水,根据“相似相溶”原理,可用水来浸取大蒜SOD。
但磷酸缓冲液可提高浸取效能,增加制品的稳定性,减少杂质,因此实际操作中常采用pH 7.8 的磷酸缓冲液代替水来浸取大蒜SOD,得到粗提取液。
但该方法的缺点是浸出范围广,选择性相对差,容易浸出大量的无效成分,且会引起一些有效成分的水解。
4.2 超声波破碎法超声波破碎法是一种辅助浸取技术。
超声波的“空化作用”产生极大的压力造成被粉碎物细胞壁或整个细胞的破碎,而且整个破碎过程在瞬间完成。
超声波产生的振动作用增加了溶剂的湍流强度及相接触面积,加快了细胞内物质的释放、扩散及溶解,从而强化了传质,有利于细胞内有效成分的提取[13]。
冯艳伟等以超声波破碎法辅助磷酸缓冲液提取大蒜SOD,并通过单因素试验法得出最佳破碎功率为300 W,最佳破碎时间为5min,同时也指出超声波会使部分酶失活[14]。
4.3 热变性法热变性法是依据SOD的热稳定性原理设计的。
SOD的热稳定性高,当温度低于60 ℃时,短时间的热处理不会使酶活力有明显的变化,而一般的杂蛋白却在温度高于55℃时就易变性沉淀,因此,对大蒜粗提液进行短时间的热处理可以达到去除杂蛋白的目的。
孙永君研究得出提取植物SOD的最适宜温度为55~65℃,最适宜的热变时间为15 min[15]。
张书文等则采用二次变温热变性法分离SOD,大大缩短了生产周期,降低了生产成本,提高了产品的收率和质量[16]。
热变性法作为一种初步的纯化手段,操作简便,经济实惠,是工业上常用的分离SOD 的方法。
4. 4 有机溶剂分级沉淀法4.4.1 丙酮沉淀法利用向蛋白质溶液中加入弱极性的有机溶剂,改变溶液的介电常数,使不同种类蛋白质的溶解度产生不同程度降低的原理可进行蛋白质的纯化。
在粗酶液中逐量加入丙酮,可使SOD及其他杂蛋白的溶解度发生变化,依次从溶液中沉淀出来。
邓旭等研究认为,当丙酮加入量达到l.0(V/V)时,SOD比活最高,再加入丙酮将导致SOD活力急剧下降,因此当以去除杂蛋白为目的时,丙酮的加入量不宜超过1.0 (V/V)。
原龙等通过实验进一步得出,不同的丙酮加入量与搅拌时间会影响SOD的纯化结果,其最佳条件是加入0.6倍体积的丙酮,搅拌15 min[17]。