铂纳米酶的合成及其类漆酶活性研究

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漆酶是含多铜的酚类氧化酶,在生物检测、生物修复、木材脱木质化、绿色合成、纺织染料漂白、纸浆漂白和废水解毒等领域是一种非常有前景的酶。在低温有氧条件下,漆酶能够氧化邻苯酚类、对苯酚类、氨基酚类、多酚类和多胺类化合物。由于长的发酵时间、低产量和差的稳定性,因此,在工业领域开发具有高催化活性和稳定性的人工仿生漆酶来替代天然漆酶显得尤为重要。本文中选取寡核苷酸和辅酶A(CoA)作为模板,分别合成具有类漆酶活性的铂纳米颗粒,并评估它们的仿漆酶活性。首先,选用不同的寡核苷酸序列A10,T10,C10和G10为模板合成了一系列Pt纳米颗粒,其具有不同的粒径和表面电荷分布,在低温、空气存在下能氧化醌类和芳胺等底物。平均粒径为4.6 nm的d(C10)-Pt纳米酶在底物2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的氧化反应中拥有最高活性,其起始速率为0.66 nM min-1。d(C10)-Pt4.6对2,4-DCP的Km值为0.12 mM,其表现出来的亲和力是天然漆酶的3倍。在d(C10)-Pt4.6和天然漆酶的用量分别为1.4μg/m L和20μg/mL时,d(C10)-Pt4.6对底物多巴胺、儿茶酚、氢醌和对苯二胺的催化活性分别是天然漆酶的3.7、2.3、1.2和1.5倍。与天然漆酶相比,DNA稳定的铂纳米酶在温度2590 oC和pH 39内具有更高的稳定性。其次,利用含有巯基的生物分子CoA为模板合成了尺寸分布为3.55.4 nm的Pt纳米颗粒,其类漆酶活性依赖于纳米Pt的粒径和表面电荷分布。平均粒径为4.7 nm的CoA-Pt纳米酶对2,4-DCP的Km值为0.08 mM,其表现出来的亲和力分别是天然漆酶和d(C10)-Pt4.6的5倍和1.5倍;在CoA-Pt4.7和天然漆酶的用量分别为1.1μg/mL和20μg/m L时,其对底物多巴胺、儿茶酚、氢醌和对苯二胺的催化活性分别是天然漆酶的12.8、6.7、3.9和2.0倍。与天然漆酶相比,CoA稳定的铂纳米酶在温度2590 oC内具有更高的稳定性。
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