《雙酶一體連續催化體系的建立及其研究》是依託北京化工大學，由馮嵬擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：雙酶一體連續催化體系的建立及其研究
- 依託單位：北京化工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：馮嵬
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
兩種酶共同作用以催化兩步反應過程。雙酶催化的優點是第一個酶催化後的產物可被第二個酶作為底物催化，這樣可更高效率地催化反應物。本項目擬建立並研究雙酶一體催化體系。擬研究的模式雙酶體系為D-胺基酸氧化酶/過氧化氫酶，過氧化氫酶/葡萄糖氧化酶，澱粉酶/糖化酶。在細胞外通過內含子自我催化，以短鏈肽把兩種酶緊密連線為一體，這是本項目的創新之處。擬研究的酶連線過程不需要其它酶和化學催化劑催化。由於是在細胞外通過自我剪接的方法把兩種酶連線起來，因而本項目有別於通過基因融合在細胞內表達融合蛋白的方法。本項目將比較研究雙酶一體體系與兩個酶混合使用的催化效率。研究酶連線效率及其影響因素、雙酶一體與底物的作用機理。期望本項目研究的酶連線方法能夠套用於多酶一體體系的構建。
結題摘要
酶作為生物催化劑在醫藥、食品和化學品製備等方面有著廣泛的套用。一些酶催化過程是由兩種或兩種以上的酶共同催化完成兩種。雙酶催化的優點是第一個酶催化後的產物可被第二個酶作為底物催化，這樣可更高效率地催化底物以及提高對底物的選擇性。在雙酶體系中，酶與酶之間的空間位置與距離對雙酶催化有著重要影響。本項目研究建立 雙酶一體催化體系。通過蛋白質剪接技術，D-胺基酸氧化酶亞基的N端通過肽鍵與過氧化氫酶亞基的C端相連線。這樣特異性地連線D-胺基酸氧化酶和過氧化氫酶，使得酶與酶之間活性中心的距離為分子間距離，十分有利於中間產物過氧化氫在兩種酶活性中心之間的傳遞。雙酶經過特異性連線後，原酶仍然保持了原有的二級結構。所構建雙酶一體結構提高了酶的穩定性。酶活研究結果表明，雙酶一體的催化效率是D-胺基酸氧化酶的效率22.4倍。另外，本項目還研究了把雙酶（澱粉酶和糖化酶）共固定在碳納米管/二氧化矽載體以及把超氧化物歧化酶和過氧化氫酶共固定在聚天冬氨酸微球上。共固定提高了雙酶的酶催化效率和穩定性。在細胞外通過內含子自我催化，以短鏈肽把兩種酶緊密連線為一體，這是本項目的創新之處。本項目在Green Chemistry和Bioconjugate Chemistry等期刊發表多篇文章。 本項目通過酶亞基特異性剪接把兩種酶連線在一起構建雙酶體系，是一全新的構建雙酶體系方法。該方法可用於構建其它雙酶體系，具有廣泛套用意義。本項目所構建的D-胺基酸氧化酶/過氧化氫酶雙酶體系，具有催化效率高和穩定性性強的特點，有希望在製備藥物中間體領域得到套用。
