论文部分内容阅读
吩噁嗪酮合成酶(Phenoxazinone synthase,PHS)是一种多铜氧化酶,属于细菌漆酶类。它是由抗生素链霉菌(Streptomyces antibioticus)产生的,能催化抗肿瘤药物放线菌素D生物合成的最后一步一将两分子的3-羟基-4-甲基氨基苯甲酸五肽内酯氧化形成吩噁嗪酮发色团。和其他漆酶一样,PHS在环境、造纸、食品、化学合成等方面具有潜在的应用价值。本研究将实验室优化表达得到的PHS纯化后,然后采用水相原位聚合法制备得到PHS纳米凝胶,对PHS纳米凝胶和PHS的酶学参数从最适温度、最适pH、热稳定性、pH稳定性、有机溶剂耐受性和贮藏稳定性等方面进行了比较,同时对物理学参数也进行了初步的表征,最后利用得到的PHS纳米凝胶和PHS对染料降解进行了研究,为其工业化应用奠定理论基础。 采用镍柱纯化表达的PHS,选用500 mM的咪唑洗脱PHS。将纯化后的PHS通过与N-丙烯酰氧基琥珀酰亚胺反应在其分子表面修饰上丙烯酰基,然后通过水相原位聚合法制备PHS纳米凝胶。实验结果显示,当修饰条件为pH9.3,丙烯酰胺单体浓度为20 mg/mL时得到的PHS纳米凝胶的平均粒径为50.08 nm,其催化活性为天然酶的88.2%。荧光光谱结果显示,PHS纳米凝胶的结构与天然酶类似,说明纳米凝胶层并没有改变PHS的天然结构。 对PHS和PHS纳米凝胶的酶学性质进行了考察。结果显示,PHS纳米凝胶的最适反应温度为50℃,比PHS提高了10℃,60℃下PHS纳米凝胶的酶活半衰期比PHS提高了9倍,这说明了PHS纳米凝胶较天然酶具有更好的热稳定性。以ABTS为底物,PHS纳米凝胶的米氏常数Km为52.09μmol/L小于PHS的76.83μmol/L,表明PHS纳米凝胶比PHS具有更好的底物亲和力。除此之外,PHS纳米凝胶的pH稳定性和贮藏稳定性也得到了较大的提高。 利用制备的PHS纳米凝胶进行染料降解研究。分别选取不同小分子介质、染料浓度等考察对PHS纳米凝胶降解染料的影响,结果显示,选取VOI(1×10-3mol·L-1)作为小分子介质,酶用量为500 U·L-1,当染料浓度为1×10-4 mol·L-1时,PHS纳米凝胶对AB74和直接黑19的降解率能分别达到94%和79.25%,而PHS对AB74和直接黑19的降解率分别为83.5%和62.6%。