《基於分子自組裝及氧化還原控制的軟固定化酶的構建》是依託華僑大學，由趙珺擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於分子自組裝及氧化還原控制的軟固定化酶的構建
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：趙珺
- 依託單位：華僑大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目採用分子自組裝技術，構建受氧化/還原控制的新型智慧型型環糊精/聚乙二醇準聚輪烷水凝膠，並以其為可回收載體，開展酶分子的軟固定化研究，為酶的固定化提供了一種嶄新的思路。擬構建三類結構不同的軟固定化酶，I型是聚乙二醇修飾酶與環糊精自組裝並通過二硫鍵相互連線而封端的產物；II型由環糊精、單鏈聚乙二醇與酶組裝而成；III型為多臂聚乙二醇、環糊精與酶共同組裝而成的格線結構水凝膠。其共同特徵是通過“巰基/二硫鍵”氧化/還原控制實現酶與載體的結合與回收。以螢光光譜、圓二色譜、Zeta電位分析、X射線粉末衍射等方法測定軟固定化酶結構及酶分子構象的變化，研究水凝膠相變過程的機理和規律，分析軟固定化酶分子結構和活性的變化，探討環糊精、聚乙二醇與酶三者之間的相互作用。本項目構建的準聚輪烷水凝膠是一種柔性載體，通過氧化/還原開關控制，可在溫和條件下形成與解體，有望成為一種通用型固定化載體。
結題摘要
本項目將環糊精和聚乙二醇衍生物自組裝，通過巰基氧化法，或基於“酶催化自固定化”的巰基-烯點擊反應，構建出聚輪烷水凝膠固定化酶。對水凝膠固定化酶進行了FTIR、XRD、SEM等結構表征，測定了其酶學性質，並將水凝膠固定化的漆酶套用於某些染料的脫色研究。 以胰凝乳蛋白酶、刀豆脲酶、葡萄糖氧化酶和漆酶等四種酶為代表，較為系統地考察了（準）聚輪烷對酶活性和穩定性的影響，分析了環糊精、聚乙二醇與酶分子三者之間的相互作用，並進一步用圓二色譜和同步螢光光譜考察了胰凝乳蛋白酶和脲酶在準聚輪烷影響下的構象變化和表面親疏水性變化。實驗發現準聚輪烷對酶的活性和穩定性基本無明顯影響，但聚乙二醇硫醇及其與α-環糊精自組裝形成的準聚輪烷卻對胰凝乳蛋白酶具有穩定作用，據此提出了胰凝乳蛋白酶與巰基準聚輪烷的可能結合模式，為酶的穩定化提供一種新思路。發現了脲酶表面存在由多個非極性胺基酸殘基組成的“疏水穴”。通過螢光探針法，考察了準聚輪烷等添加物對脲酶表面疏水度的影響，對準聚輪烷-脲酶相互作用體系進行了半定量化處理。此法可嘗試推廣到對多種酶的表面性質研究和酶與其他物質的相互作用研究。 針對漆酶的催化特性而設計了“酶催化自固定化法”，利用漆酶催化過程中產生的自由基中間體引發聚乙二醇硫醇/聚乙二醇丙烯酸酯端基之間的巰基-烯點擊化學反應，同時將漆酶自身包埋於聚輪烷水凝膠中。這種固定化漆酶的方法反應迅速，固定化效率高，可為某些類似酶的固定化提供了一種可借鑑的新方法。聚輪烷水凝膠固定化漆酶對三苯甲烷類染料具有一定的脫色效果，對孔雀石綠的脫色效果尤其突出，在微量Cu2+激活下，孔雀石綠的12 h脫色率可接近90%，顯著高於游離漆酶的表現，表明聚輪烷水凝膠載體對漆酶具有較好的保護作用，能夠減輕染料對漆酶的抑制，提高漆酶對染料的脫色效果。但水凝膠固定化漆酶的重複使用能力尚待提高。
