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《南京林业大学》 2007年
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亲和微滤分离木聚糖酶

薄开静  
【摘要】: 半纤维素的主要成分是木聚糖,它是地球上第二大可再生碳源。自然界中能降解半纤维素的微生物种类很多,它们都能分泌多种木聚糖酶。木聚糖酶可将木聚糖降解成低聚木糖和木糖等小分子物质,它在生物转化、食品、饲料、医药、能源、造纸、纺织等行业中有着广泛的应用,具有广阔的开发前景。 本文中,研究了木聚糖对木聚糖酶的吸附和解吸作用。分别考察了溶液盐浓度、盐种类、pH值、温度、盐酸胍以及离子强度对蛋白质在吸附剂上吸附的平衡行为的影响。通过实验证实吸附在三小时内达到平衡。木聚糖酶的吸附平衡行为可由Langmuir吸附等温式较好的描述。随体系盐浓度的减小,木聚糖对木聚糖酶的吸附容量升高。随缓冲体系pH值升高,木聚糖酶与木聚糖之间的亲和作用减弱。盐种类及盐浓度对木聚糖酶吸附平衡的影响可以由亲和吸附理论较好的解释。而木聚糖对木聚糖酶的吸附中存在静电相互作用。通过改变洗脱液的离子强度和pH值,使木聚糖酶从木聚糖上解吸下来。 亲和过滤技术把亲和色谱与膜分离技术结合起来,利用生物分子的识别功能分离低浓度的生物产品,并以对流传质方式实现快速分离,是备受关注的生物产品纯化分离技术。本文中,利用燕麦木聚糖与木聚糖酶的亲和作用,在pH值3.0的缓冲体系下达到分离木聚糖酶的目的。使用0.22u的滤膜微滤,木聚糖-木聚糖酶复合物留在截留液中,从而与其它小分子物质分离。改变pH值和离子强度,木聚糖-木聚糖酶复合物解离,通过微滤,木聚糖酶分离到滤过液中,木聚糖作为截留而回收。通过对浓缩、洗涤、洗脱过程的研究选择最佳试验方案。最佳吸附条件为进料速度为300 ml/min,最佳浓缩条件为进料速度为390 ml/min,最佳洗涤方法为使用两倍浓缩液的体积的去离子水进行洗涤,最佳洗脱方法为使用高离子强度的洗脱液进行三次洗脱。底物循环利用的次数为三次。试验表明使用亲和微滤纯化木聚糖酶可获得高的产率,和传统的方法相比具有简单、经济、省时、高效等特点,且容易放大。 本文同时研究了木聚糖酶组分的基本酶学性质。组分Ⅰ对低聚合度的木聚糖的亲和性较好,而组分Ⅱ对高聚合度的木聚糖的亲和性较好。它们的降解模式有所差异,组分Ⅱ降解木聚糖,优先生成聚合度较高的低聚木糖;而组分Ⅰ降解聚合度较低木聚糖,优先生成聚合度更低的低聚木糖。分别测得组分Ⅰ、组分Ⅱ的Km值为1.73mg/ml,3.16mg/ml。表明组分Ⅰ对底物的亲和力大于组分Ⅱ的亲和力。SDS-PAGE电泳测得酶组分分子量分别为26.9、29.5kDa。最适反应温度为45℃、55℃,最适pH值为5.5,4.5。同时还研究了酸碱稳定性,组分Ⅰ在保温1小时后,在pH5.5-6范围内活力可以保持90%以上,保温5小时后,在pH4.5-7范围内,活力仍可以保持在60%以上。组分Ⅱ在保温1小时后,在pH3-5.5之间,活力可以保持在90%以上,保温5小时后,在pH2-6.5范围内酶活可以保持60%以上。
【学位授予单位】:南京林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ202

【引证文献】
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【参考文献】
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