收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

受限空间中温敏性聚合物对酶的热保护作用

陶倩  
【摘要】:酶作为一种性能优越的生物催化剂,在科学研究和工业生产中有着广泛的应用,然而许多酶在高温时容易相互聚集而失去活性,这严重阻碍了酶的应用化。热聚集的发生是因为酶在变性时肽链展开暴露了其中的疏水位点,所以用疏水性材料将变性酶隔离开是防止酶失活的一种重要方法。然而在水溶液中,由于相转变速度的不同,温敏性聚合物在高温时不能有效地与变性酶(以碳酸脱水酶为模型酶)复合在一起,以实现随环境温度变化自发保护酶的目的。因此,我们设计了一种保护酶免受热失活的新方法。 首先,将温敏性聚合物聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)与碳酸脱水酶一同封装入由反相微乳液构筑的受限空间中,高温时PNIPAAm在受限空间中形成纳米尺度的聚集体,这种聚集体既有大的比表面积又有疏水表面,能够通过疏水相互作用吸附变性的酶,以防止酶分子之间发生聚集。低温时,PNIPAAm变得亲水,自发地将酶分子释放出来,使其恢复活性。经酶活性测试证明,这种保护方法可以有效防止碳酸脱水酶的热失活(保护效率可达83.2%)。 脂肪酶是一种具有油水界面活性的酶,对许多非水介质中的酶促反应非常重要,但是它的使用也因聚集失活而受到了诸多限制。利用两种具有不同LCST的温敏性聚合物PNIPAAm和聚2-(2-甲氧基乙氧基)乙基甲基丙烯酸酯(PMEO2MA),有效提高了两种脂肪酶在微乳液中的热稳定性,以及在环境温度下的储存稳定性,同时不会破坏酶自身的界面活性。这不仅证明了这种保护方法的有效性和通用性,而且扩展了该方法的实际应用价值。此外,我们还对可能影响热稳定性提高效果的几种因素进行了分析,并通过多种表征手段分析了整个保护过程,提出了作用机理。 多亚基酶的热失活过程比较复杂,其失活的第一步通常是亚基解离。仅凭借与材料的疏水相互作用不足以防止亚基解离的发生,因此我们合成了一种温敏性共聚物,接枝有PNIPAAm的壳聚糖(chitosan-g-PNIPAAm),它能随温度变化发生可逆的溶胶-凝胶转变。这种共聚物与多亚基酶共存于受限空间中时,能起到稳定多亚基酶的四级结构,防止其亚基解离的作用。这是因为chitosan-g-PNIPAAm在高温时形成了网状凝胶,包覆在多亚基酶的表面,即使亚基间的相互作用力减弱依然不能解离,而低温时,chitosan-g-PNIPAAm恢复为溶解状态,不会影响到多亚基酶发挥其活性。这种方法能有效防止葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶的热失活,是一种通用的保护多亚基酶,防止其亚基解离的方法。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈兆伟,陈明清,刘晓亚,杨成,朱雪燕;温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的合成与表征[J];功能高分子学报;2004年01期
2 卢滇楠,刘铮;温敏型聚合物PNIPAAm辅助的溶菌酶体外复性[J];高分子学报;2004年04期
3 许立新,王秀芬,甘霓,张立群;智能海藻酸钙/PNIPAAm互穿网络水凝胶微囊制备研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2005年01期
4 毛起炤,陈品华,赵斌元,李卓球,沈大荣;小应力下炭纤维增强水泥的压敏性和温敏性[J];材料研究学报;1997年03期
5 袁金芳,张锡兰,刘瑞雪,高青雨;两亲性聚异丙基丙烯酰胺的合成及其温敏性研究[J];胶体与聚合物;2004年03期
6 解光明;宋晓青;马宗斌;杨成;;羟乙基纤维素接枝N-异丙基丙烯酰胺的研究[J];化学研究与应用;2007年06期
7 刘维俊;黄永民;彭昌军;刘洪来;;多重响应壳聚糖微凝胶的制备及溶胀性[J];化工学报;2009年08期
8 林先凯;冯霞;陈莉;;ATRP法合成接枝共聚物PVDF-g-PNIPAAm及其分离膜的研究[J];高等学校化学学报;2010年02期
9 赵若红;傅继阳;段永定;高金盛;;融雪除冰用钢纤维石墨导电混凝土电热及温敏性能研究[J];混凝土;2011年06期
10 邵丽;杨银;邓阳全;张志斌;;温敏型聚合物PNIPAAM的合成及应用研究进展[J];化工新型材料;2008年11期
11 仲慧;张莉莉;张维光;王宝珠;朱玉兰;;Fe_3O_4/N-异丙烯酰胺(PNIPAM)纳米颗粒的合成[J];无机化学学报;2007年08期
12 刘崎;杨小敏;付海英;朱智勇;;氮-异丙基丙烯酰胺温敏凝胶的辐射合成与性能表征[J];核技术;2007年08期
13 汤玉峰;杜予民;;壳聚糖基可注射型温度敏感性水凝胶[J];化学进展;2008年Z1期
14 王国明;刘文博;蔡晴;金日光;;温敏性嵌段共聚物纳米胶束的制备及其稳定性[J];功能高分子学报;2008年03期
15 曹阳;任杰;徐敏明;;两亲性温敏嵌段共聚物P(NIPAAm-co-DMAAm)-b-PLA的合成与表征[J];材料导报;2010年18期
16 高青雨,刘瑞雪,史先进,张锡兰,袁金芳;N-异丙基丙烯酰胺/N-羟甲基丙烯酰胺共聚物及其水凝胶的合成及其温敏性研究[J];功能高分子学报;2003年04期
17 徐雅玲,李宝芳,曹堃,李伯耿;粒状温敏性水凝胶的溶胀行为[J];高校化学工程学报;2004年06期
18 向苗;卞凤玲;柳明珠;;基于温敏性双亲嵌段共聚物的纳米胶束作为药物载体的研究[J];高分子通报;2008年05期
19 王焕霞;刘守信;房喻;韩晓宇;张飒;;聚(N,N-二乙基丙烯酰胺)的合成及盐对其水溶液温敏性的影响[J];物理化学学报;2009年09期
20 李振泉;钱健;曹绪龙;宋新旺;吴飞鹏;;一锅法制备pH和热敏的P(NIPAM-co-AA)高分子空心球[J];高分子学报;2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈莉;;生物功能材料的设计及其对细胞行为影响的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
2 魏长征;侯春林;王文斌;蒋丽霞;朱彬;;温敏性几丁糖预防术后椎板粘连的实验研究[A];2009年上海市医用生物材料研讨会论文汇编[C];2009年
3 王宏炜;武照强;袁琳;陈红;;纳米生物材料[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
4 石军;刘小培;孙希孟;曹少魁;;温度响应杂化海藻酸钙微球的智能性药物释放[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
5 李建波;曹阳;任杰;;磁热触发的温敏性高分子载体及其药物控释行为[A];生物材料与再生医学的现状与未来——2010年第十届上海地区医用生物材料研讨会论文摘要汇编[C];2010年
6 支东彦;徐首红;刘洪来;;温敏性SiO_2-HA/PNIPAM核壳型微粒的合成和体积相变行为[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
7 贾梦虹;唐莉;滕新荣;任天斌;任杰;;具有磁响应性的聚乳酸基温敏性药物载体胶束的制备[A];2007年上海市医用生物材料研讨会论文汇编[C];2007年
8 郭泓雨;崔洁铭;周健;;温敏性两亲三嵌段共聚物相行为的耗散粒子动力学模拟[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
9 魏长征;侯春林;王文斌;蒋丽霞;朱彬;;温敏性几丁糖预防术后腹腔粘连的实验研究[A];2009年上海市医用生物材料研讨会论文汇编[C];2009年
10 杜滨阳;梅爱雄;陶彭均;赵斌;曹峥;聂晶晶;徐君庭;范志强;;聚[N-异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸(3-三甲氧基硅)丙酯]修饰的水分散温敏性Fe_3O_4纳米颗粒[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陶倩;受限空间中温敏性聚合物对酶的热保护作用[D];南开大学;2013年
2 马丹;温度敏感性PNIPAAm-g-PDMS智能表面的制备、性能研究及在细胞培养中的应用[D];浙江大学;2010年
3 杨磊;新型温敏膜的构建及其培养收获干细胞的研究[D];大连理工大学;2012年
4 葛翔;N-异丙基丙烯酰胺类温敏型聚合物的制备及其协助蛋白质体外复性研究[D];浙江大学;2009年
5 李志明;温敏聚N-异丙基丙烯酰胺整体柱操控微流体的研究[D];浙江大学;2010年
6 张柯;基于刺激响应性的壳聚糖接枝共聚物的合成及性能研究[D];浙江大学;2012年
7 阳东;狭长受限空间火灾烟气分层与卷吸特性研究[D];中国科学技术大学;2010年
8 张高奇;海藻酸钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺)pH/温度敏感水凝胶的制备及结构与性能的研究[D];东华大学;2005年
9 李翠珍;CRP与ROP联用制备PCL嵌段共聚物及其性能和应用研究[D];华东理工大学;2011年
10 吴伟泰;刺激响应性聚乙烯醇缩丙酮及其衍生功能性材料的研究[D];中国科学技术大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 乔盼;温度敏感性PNIPAAm-b-PA1a材料的制备、性能及药物控释应用研究[D];北京化工大学;2010年
2 程言;静电纺丝法制备温敏性PNIPAAm/PAMPS纳米纤维及其性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 武爽;温敏性表面的制备及其在贴壁型细胞培养与收获中的应用[D];大连理工大学;2013年
4 郑勤勤;具有快速响应性聚合物水凝胶的制备及其凝胶行为研究[D];上海交通大学;2012年
5 齐雯妍;仿生矿化PNIPAAm微纳米杂化材料的制备及智能性药物释放[D];郑州大学;2012年
6 欧阳秀;温敏性聚合物的合成及性能研究[D];南京理工大学;2013年
7 王伟;PNIPAAm温敏培养皿的制备及其细胞片的研究[D];暨南大学;2010年
8 刘发文;载药缓释高分子材料的制备与性能研究[D];山东大学;2012年
9 李延顺;壳聚糖交联温度和pH双重敏感水凝胶的合成和性质研究[D];青岛科技大学;2010年
10 李明明;基于ATRP和点击化学的脂肪族聚酯接枝共聚研究[D];浙江大学;2014年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;受限空间里的受限抢险[N];中国安全生产报;2006年
2 本报记者 张广泉;团团浊气为何连连吃人[N];中国安全生产报;2005年
3 记者 王东亮;本市发布生产安全警告[N];北京日报;2008年
4 本报记者 韩迪 赵鹏璞 张安妮 王谦 吴芳 通讯员 张煜;小视频 大课堂[N];中国安全生产报;2009年
5 郑相华;广东石油落实安全规定夯实作业基础[N];中国石化报;2007年
6 记者 刘宏;“租赁型企业”太危险[N];中国安全生产报;2008年
7 通讯员 李国忠 记者 阎世存;牡丹区集中治理硫化氢中毒安全隐患[N];菏泽日报;2009年
8 本报记者 冯淮河;“这些问题你们就看不出来?”[N];中国安全生产报;2008年
9 本报记者;实施安全达标 开展“零事故”活动[N];中国安全生产报;2010年
10 李晓文 通讯员 莫刚军;六建公司独山子项目部复工先抓安全[N];中国石油报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978