壳聚糖微球的制备及其固定化多功能淀粉酶OPMA-N的研究

【摘要】多功能淀粉酶是α-淀粉酶家族中的一员，同时具有多种催化活性，包括水解α-1,4糖苷键或α-1,6糖苷键，转糖苷形成α-1,4糖苷键或α-1,6糖苷键。目前已经发现的多功能淀粉酶亚家族的成员多数是嗜热酶或中温酶，它们的催化性质比较接近，分子量一般在60kD～70kD。多功能淀粉酶对人类的健康生活具有重要的意义，在工业生产中可最大限度地节约资源，催化淀粉降解、转化，生成异麦芽低聚糖和麦芽低聚糖产物，具有重要的生理功能和药用价值，但在实际应用中，多功能淀粉酶的催化活性受到很多因素的限制，使其不利于应用和生产。酶工程领域的固定化技术是上世纪中期发展起来的一项技术，它针对酶在催化过程中的诸多缺点进行改良，在保留酶催化高效性的同时也提高了它的稳定性和重复使用性，大大节约了反应的成本，使酶在工程领域的应用得到了极大的发展，得到了人们的广泛关注。研究中，除了根据酶的性质选择合适的固定化方法以外，载体的选择尤为重要。壳聚糖是一种常见材料，它是从甲壳类动物、昆虫外壳或真菌的细胞壁中提取的一种氨基多糖（2-氨基-2,4-β葡聚糖），来源丰富、制备简单、价格低廉，并具有诸多优良特性，如生物兼容性、生理惰性、无毒副性、抗菌性、良好的机械性、可天然降解并且降解产物亦无毒等，因此长期以来备受关注。本文以壳聚糖为载体，通过中和滴定法制备壳聚糖凝胶微球，对实验室保存的多功能淀粉酶OPMA-N进行固定化。通过改变壳聚糖凝胶微球制备过程中的一些成球条件，选择最佳的成球组合。设计正交实验，确定固定化过程中的主要限制因素，确定最佳固定化条件的组合。以最佳条件进行固定化后，我们对该固定化多功能淀粉酶OPMA-N进行酶学性质的测定与分析，与其游离形式进行比较，观察固定化后性质的变化。实验后我们发现，固定化多功能淀粉酶OPMA-N性质优越，比活力较其游离形式提高了近3倍；在重复使用15次以后，酶活力较初始相比仍然能够保持75%；游离多功能淀粉酶OPMA-N在4℃条件下储存5天后，活力基本丧失，而固定化多功能淀粉酶OPMA-N在4℃条件下的储存半衰期达到了31天；pH稳定性也得到了明显的提高。综上所述，本文通过中和滴定法得到了壳聚糖凝胶微球，利用正交设计得到了固定化的最佳方案，在此方案的基础上我们得到了性能稳定的固定化多功能淀粉酶OPMA-N。这种固定化多功能淀粉酶OPMA-N不再局限于均一相的反应中，对反应条件的适应能力也得到了明显提高，该制备方法简单，成本低，具有很大的应用前景。
【作者】夏莹；
【导师】张应玖；
【作者基本信息】吉林大学，生物工程，2014，硕士
【关键词】多功能淀粉酶OPMA-N；壳聚糖；中和滴定法；固定化；

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