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《浙江工业大学》 2010年
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碳酸酐酶的固定化及其酶学性质研究

高伟芳  
【摘要】: 碳酸酐酶(Carbonic anhydrase, CA,EC 4.2.1.1)是一种含Zn2+金属酶,能有效地催化CO2的可逆水合反应,是已知的催化速率最快的酶之一,同时它还在光合作用、钙化作用、维持酸碱平衡、离子输送等生物过程中发挥着重要的作用。但游离酶在反应中很难反复使用,也难以实现连续化、自动化操作,故有必要对其进行固定化。本论文从固定化载体、固定化方法以及固定化酶的酶学性质等方面进行了研究。 以酸性氧化铝为吸附载体,戊二醛为交联剂,最优的固定化条件为:吸附温度25℃,吸附时间6 h,pH 8.0,加酶量4 mg/g(载体),戊二醛终浓度0.2%,交联时间1 h,交联温度25℃。在此条件下制得的固定化碳酸酐酶活力为0.31 U/g ,活力回收率可达到34.08%。固定化酶的最适反应温度为30℃,较游离酶高了5℃;固定化酶的最适反应pH为8.0,与游离酶一致。酶经固定化后,热稳定性、酸碱稳定性、操作稳定性和贮存稳定性都有了一定程度的提高。 以烷基化硅藻土为载体,采用共价结合法制备固定化酶。选取反应温度,反应时间,pH,加酶量这四个因素进行正交试验。结果表明:加酶量和反应时间对固定化酶活力有较大的影响。最佳的固定化条件为加酶量6 mg/g(载体),反应时间16 h,反应温度37℃,pH 7.0,固定化酶活力和酶活回收率分别为0.46 U/g和33.71%。固定化酶的最适反应pH为6.0;最适反应温度为30℃,比游离酶高了5℃。固定化酶的pH稳定性有所提高,既耐酸又耐碱;热稳定性范围也变宽了。在60℃温浴1 h后,仍能保持54.19%的相对活性。操作稳定性也得到显著提高,重复使用6次,仍能保持45.58%的相对活性。 本论文还以海藻酸钠-聚乙烯醇(PVA)为载体,采用包埋-交联法对该酶进行固定化。固定化效果较好的条件为:海藻酸钠浓度为2%,PVA浓度6%,CaCl2浓度2%,戊二醛浓度1%,固化时间40 min,加酶量10 mg/mL海藻酸钠-聚乙烯醇溶液,交联时间1 h。固定化酶活力为0.28 U/g,活力回收率为10.20%。固定化酶的最适反应pH为7.0,最适反应温度为30℃。固定化酶具有较好的耐酸性,热稳定性和操作稳定性。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:Q814.2

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