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人参皂苷是从人参属植物中分离的主要活性成分,相比于常见皂苷,稀有皂苷CK通常表现出良好的抗肿瘤、提高机体免疫力和增强神经系统功能等多种药理活性,但其天然来源受限,结构相似难以分离,且结构复杂难以合成。因此,本文采用条件温和、污染小且纯度与特异性较高的酶转化法获得稀有皂苷CK。通过筛选出高产β-葡萄糖苷酶的菌株,对转化人参皂苷Rb1的酶促反应进行条件优化,并对酶固定化特性进行了研究。主要结果如下:首先,筛选获得能够快速转化产生稀有人参皂苷CK的菌株Wu-16,ITS序列分析及其观察菌株形态,确定Wu-16为黑曲霉。对Wu-16产酶培养基成分和培养条件优化结果表明:培养基成分为2%麸皮、0.2%(NH4)2SO4和0.5%KH2PO4,在接种量3%、30℃、150 rpm和p H=5.5的培养条件下,酶活最高为0.71 U/m L。人参皂苷Rb1作为诱导物,对产β-葡萄糖苷酶促进作用最明显,Rb1为5 g/L时,酶活为1.287 U/m L。加入Fe3+后,酶活提高了40.89%,此外,对β-葡萄糖苷酶初步分离纯化后,采用G-25除盐柱除去硫酸铵,每纯化1 m L粗酶液,收集前3 m L酶组分。对蛋白质分子量测定结果可知,主要分子量为120、60、35和30 k Da。其次,为了提高酶催化人参皂苷Rb1的转化率,对酶促反应条件进行优化。单因素优化结果为:反应时间48小时、p H=3、温度为55°C和β-葡萄糖苷酶与底物的比值为0.8。此外,当反应时间为48小时,响应面优化结果为温度55.03°C、酶与底物的比值0.85和p H=3.4时,F2和CK的产率分别为50.11%、33.50%。在此基础上,0.5 m M Co2+显著增加了稀有人参皂苷CK产量,产率为56.10%。对游离酶稳定性实验数据表明,游离酶在各种苛刻条件下稳定性差。最后,采用MOFs共沉淀法固定化酶,金属与有机配体为Cu2+和对苯二甲酸时,可以短时间产生大量的沉淀。当金属和有机配体的摩尔比为2:1、共沉淀时间0.5 h时,包埋率达到71.43%,相对包埋量为171.78 mg/g,对β-G@Cu(PTA)生物复合材料进行结构分析,其中SEM表明固定后形貌没有改变,而孔隙率降低。XRD、IR和TGA分析表明,固定化前后未改变原有MOFs结构性质,也验证了酶被成功固定化。在高温、不同p H、化学变性剂以及长期储存等条件下,稳定性大幅度提高,解决了游离酶稳定性差的问题。固定化酶能够定向催化人参皂苷Rb1,并且完全转化为稀有皂苷CK,转化率可达49.46%。固定化酶具有重复稳定性,循环应用8次,酶活仍保持初始值的53%。因此,从黑曲霉Wu-16得到的β-葡萄糖苷酶,可用于催化常见皂苷Rb1转化为具有良好抗癌药效的稀有皂苷CK,酶固定化提高了游离酶的稳定性,重复性降低了酶的使用成本,此方法是一种简单、方便、快速的方式来生产稀有皂苷CK。