碳纳米管共固定α-淀粉酶和糖化酶的研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wjh198004546
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α-淀粉酶和糖化酶是工业上生产葡萄糖的两个关键酶,有研究表明,当两个酶用来一步催化分解淀粉,生成葡萄糖时,具有一定的协同作用,能够提高反应速率。碳纳米管具有生物相容性好,易于功能化,性质稳定等特点,因此本文选择碳纳米管作为载体,制备了共固定化α-淀粉酶和糖化酶,并研究了共固定化酶的性质。本文用硝酸回流法对碳纳米管进行纯化,再用混酸法对其进行氧化,在碳纳米管上引入羧基,用于共价结合酶。通过对α-淀粉酶与糖化酶分别固定时的最佳pH值的考察,得出了两个酶分别在pH为5.5和4.5时固定最好,此时交联量和反应速率均较高,进而选取5.0作为共固定化时的pH,固定时温度为20℃。α-淀粉酶与糖化酶共固定化时,质量比为1.5:1反应速率最高;总酶量为25mg,载体质量为50mg时,固定化效果最好,又不会浪费酶。研究了共固定化酶的最适温度,最适pH,以及共固定化酶的温度和pH稳定性。对同样条件下的游离酶和共固定酶的反应速率进行了比较,共固定化酶的酶活能保持60%以上,共固定化酶比固定化单酶生成葡萄糖的速率高15%。运用紫外、红外、圆二、电镜、拉曼、XPS等仪器,对氧化碳纳米管及其固定化酶进行了分析。用紫外、红外、XPS对固定化酶进行定性研究,进一步证明酶成功的固定在载体上;用圆二图谱分析了酶在固定前后其蛋白二级结构的变化,得到了其α-螺旋的保持率均在60%以上;并通过透射电镜,观察氧化碳纳米管的形态和其固定化酶的情况,得出氧化碳纳米管的分散性较好,在其表面成功的固定了酶蛋白;用拉曼图谱说明了固定酶以后,碳纳米管石墨化程度有一定的降低,缺陷度有所提高。
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