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β-葡萄糖苷酶(EC3.2.1.21)又被称为β-D-葡萄糖苷水解酶,广泛应用于医疗、食品、生物质转化等各个领域,但是它在纤维素酶组分中的含量少、酶活低、稳定性差、不易回收、使用费用高等限制了β-葡萄糖苷酶的工业化应用。本文通过对β-葡萄糖苷酶进行化学修饰和固定化以改善其缺点。以单甲氧基聚乙二醇马来酰亚胺(mPEG-MAL)、单甲氧基聚乙二醇琥珀酰亚胺(mPEG-SPA)、单甲氧基聚乙二醇丙醛(mPEG-ALD)、单甲氧基聚乙二醇酰肼(mPEG-HZ)为修饰剂对β-葡萄糖苷酶进行化学修饰。以纤维二糖为底物,考察了不同修饰剂投料比和分子量对修饰酶催化活性的影响,通过红外光谱、紫外光谱、荧光光谱、圆二色谱对修饰酶进行表征,并且对修饰酶的最适反应条件、稳定性、动力学及等电点进行了测定。结果表明:修饰剂与β-葡萄糖苷酶发生了共价结合反应,改变了酶的内部结构,修饰酶的最适反应温度和反应pH值未发生改变,其中mPEG-ALD 5K的修饰效果最好;相对于天然酶,催化活性提高了33.1%;在60℃下保温16 h后,CB保留65.2%的初始酶活,CB-ALD5K保留72.1%的初始酶活;在pH=13.0下保存16 h后,CB保留4.5%的初始酶活,CB-ALD 5K保留58.0%的初始酶活;CB的Km和Kcat/Km分别为60.74 mg/L和2.23(mM*S)-1,CB-ALD 5K的Km和Kcat/Km分别为50.78 mg/L和3.09(mM*S)-1。以mPEG-MAL、mPEG-SPA、mPEG-HZ为修饰剂对CB-ALD 5K进行化学修饰,考察了不同修饰剂对CB-ALD 5K催化活性的影响,通过红外光谱、紫外光谱、荧光光谱、圆二色谱对修饰酶进行表征,并且对修饰酶的最适反应条件、稳定性、动力学及等电点进行了测定。结果表明:修饰剂与CB-ALD 5K结合后改变了酶的内部结构,修饰酶的最适反应温度和反应pH值未发生改变,其中mPEG-ALD-HZ 5K的修饰效果最好;相对于天然酶,催化活性提高了2.7%;在60℃下保温16 h后,CB-ALD-HZ 5K保留74.3%的初始酶活;在pH=13.0下保存16 h后,CB-ALD-HZ 5K保留60.5%的初始酶活;CB-ALD-HZ 5K的Km和Kcat/Km分别为53.18 mg/L和2.92(mM*S)-1。以Eudragit L-100为载体对CB和CB-ALD 5K进行固定化,优化了固定化条件,通过红外光谱、紫外光谱、荧光光谱、圆二色谱对固定化酶进行表征,并且对固定化酶的最适反应条件、稳定性、动力学进行了测定。实验结果表明:酶经过Eudragit L-100固定化后,改变了酶的内部结构,固定化酶的最适反应温度未发生改变,最适反应pH值向碱性方向偏移了0.7个单位;在60℃下保温16 h后,E-CB保留66.1%的初始酶活,E-CB-ALD 5K保留79.0%的初始酶活;在pH=13.0下保存16 h后,E-CB保留7.2%的初始酶活,E-CB-ALD 5K保留63.2%的初始酶活;E-CB的Km和Kcat/Km分别为58.11 mg/L和2.39(mM*S)-1,E-CB-ALD 5K的Km和Kcat/Km分别为47.66 mg/L和3.36(mM*S)-1;E-CB和E-CB-ALD 5K重复使用5次后分别保留53.1%和70.2%的初始酶活。综上所述:β-葡萄糖苷酶经过mPEG-ALD 5K修饰后,再经Eudragit L-100固定化,提高了酶的催化活性、热稳定性、碱性稳定性,并且可以对固定化酶进行回收利用,大大节约了β-葡萄糖苷的使用成本,为其工业化应用提供了一种有效的途径。