论文部分内容阅读
阿魏酸酯酶(EC 3.1.1.73,Ferulie acid esterases,FAE)又称肉桂酸酯酶,是一类能水解阿魏酸甲酯、低聚糖阿魏酸酯和多糖阿魏酸酯中的酯键,将阿魏酸游离出来的酶,也是降解植物细胞壁木质化纤维素的重要酶类之一,属于水解酶类的羧酸酯水解酶亚类。本文以大麦芽(甘啤5 号)为主要原材料,对大麦芽中阿魏酸酯酶的提取条件、分离纯化、理化和酶学性质、以及阿魏酸酯酶辅助水解纤维素的应用进行了研究。所得结果如下:
1、阿魏酸酯酶提取条件的优化
分别从提取的时间、温度、固液比及pH 值4个因素进行研究,获得了大麦芽阿魏酸酯酶的最佳提取条件为:大麦芽与0.02 mol/L,pH 6.0的磷酸缓冲液以1:5(mg/mL)提取比例混合后,在0℃水浴中提取40 min,于4℃,12000 rpm 冷冻离心20 min,得到的酶液活力最佳。
2、阿魏酸酯酶的分离纯化及纯度鉴定
提取粗酶液后,分别采用硫酸铵分级沉淀、DEAE-52 离子交换柱层析和Sephadex G-100 凝胶过滤等方法对大麦芽阿魏酸酯酶进一步分离纯化,纯化了34 倍,回收率为11.6%。经SDS-PAGE 电泳检测得到清晰的单一蛋白条带,纯化后酶蛋白的分子量为29.3 kD。
3、阿魏酸酯酶蛋白的理化性质
以阿魏酸乙酯为底物,对阿魏酸酯酶最适温度,最适pH 值,金属离子的影响及动力学等基本特性进行了初步研究,并采用双倒数作图法得到阿魏酸酯酶在最适条件下的动力学参数Km为0.344 mmol/L,Vmax 为15.65 μmol/mg·min。该酶的最适温度为50℃,最适pH 为5.5。该酶在50℃以下,pH 4.0~7.0 之间较稳定。Zn2+,Cu2+,Fe3+对该酶有很强的抑制作用,Na+和EDTA对酶有一定的激活作用。
4、阿魏酸酯酶对木质化纤维素水解率的影响
阿魏酸酯酶辅助纤维素酶处理玉米秸秆时,混合后总酶活力均有所变化。其中阿魏酸酯酶与纤维素酶液以3:7(w/w)混合后总酶活力最高,较混合前纤维素酶活力增加了20.22%,其水解率也提高了14.32%。当两种酶液以7:3 混合后,总酶活力较混合前纤维素酶活力减少了24.28%,其水解率也随之降低了4.57%。当两种酶液以5:5 混合后,酶液的总活力变化不大,仅比混合之前纤维素酶活力增加了3.15%,其水解率也仅提高了7.08%。