海藻酸-二氧化硅杂化凝胶固定化脱氢酶研究

《海藻酸-二氧化硅杂化凝胶固定化脱氢酶研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、⑧中国近代第一所大学FOUNDEDN1895天洋大蓥TlANJlNUNlVERSlTY博士学位论文■a●-一●■■—瞌曩j：●■：一级学科：丝雯三猩皇撞盔学科专业：丝茔王苎作者姓名：监控住指导教师：姜皇竖麴攫天津大学研究生院2005年12月摘要包埋法作为非常有效的酶固定化方法之一，目前在生物工程和技术领域应用广泛，且倍受众多研究者的关注。酶包埋过程的关键因素是酶固定化载体设计和制备，为酶创造出适宜的微环境。论文首先分析并提出了影响固定化酶所处载体微环境的主要因素，包括载体的亲疏水性、结构形态_和剐柔性以及反应活性。设计并制备出三类海藻酸．二氧化硅杂化凝胶用于三种

2、脱氢酶的分别固定化和共固定化，系统考察了有机．无机杂化载体对酶活性和稳定性的影响。由海藻酸和二氧化硅以不同的杂化方式制备出的三类凝胶分别为：(1)在海藻酸凝胶中掺杂二氧化硅胶体颗粒和二氧化硅纳米管的I型ALG．Si02杂化凝胶；(2)二氧化硅前驱体水解缩聚和海藻酸交联同时进行的双交联法制备的II型海藻酸．二氧化硅杂化凝胶；(3)将二氧化硅涂覆于海藻酸凝胶颗粒表面得到的III型海藻酸．二氧化硅杂化凝胶。采用FTIR、SEM、TEM、DMA以及BET等多种手段对杂化凝胶进行表征，比较不同的制备方式对所得杂化材料的结构及物理化学性质的影响。以辅酶NADH为探针分子，考

3、察了杂化凝胶的扩散性质。以酵母醇脱氢酶为模型蛋白，分别考察了空白海藻酸凝胶以海藻酸．二氧化硅杂化凝胶固定化酶时的包埋率、酶活性、稳定性以及固定化酶酶促反应的动力学性质等。结果表明，醇脱氢酶在空白海藻酸凝胶中的包埋率仅为68．4+3．9％，在三类海藻酸．二氧化硅杂化凝胶中的包埋率都有不同程度的提高，尤其在II型海藻酸．二氧化硅杂化凝胶中，醇脱氢酶的包埋率最高，达到了93．3士1．6％。并且由于杂化凝胶能够为酶创造出更为适宜的微环境，酶的活性和稳定性因而得到了显著提高。相比之下，以II型ALG．Si02杂化凝胶提供的微环境最为适宜，所以II型ALG．Si02杂化凝胶

4、包埋酶的活性和稳定性最高。本论文还对二氧化碳的酶法转化进行了研究，采用II型ALG-Si02杂化凝胶将三种脱氢酶(酸脱氢酶、醛脱氢酶、醇脱氢酶)共同包埋，在常温常压下，通过三步酶促连串反应催化二氧化碳转化为甲醇，以NADH为基准的甲醇收率高达97．2％。，关键词：海藻酸二氧化硅杂化微环境脱氢酶包埋二氧化碳甲醇ABSTRACTEnzymeencapsulation,asoneoftheeffcctiveimmobilizationmethod,hasbecomeapopularapproachwimwidelybiotechnologicalandbioengin

5、eeringapplications．Itisveryimportantto．designthenovelcardersforgTizynleencapsulation，especiallytocreatetheappropriatemicroenvironmentforencapsulatedenzymesinthecarder。Themicroenvironmentforenzymeencapsulationinthecarderswasaffectedbymanyfactors，includingthehydrophilicity，thestructure

6、andmorphology,andthereactivityofthecarriers．Tothisobjective,inthisthesis，thebiocompatibleandwidelyusedsilicagel(Si02)andalgihate(ALG)gelwereusedtopreparethenovelalginate-silica(ALG-SiODhybridcompositesaccordingtothefactorsaffectingthemicroenvironment．Theactivityandstabilityofthreedeh

7、ydrogenasescoencapsulatedorencapsulatedseparatelyinALG—Si02hybridcompositespreparedbydifferentmethodswcgecompared．‘ThreetypesofALG-Si02hybridcompositesweFeprepared：(1)classIALG—Si02hybridcompositewaspreparedbydopingofsilicagel(SG)orsilicananotubes(SiNrs)intoalginategeltoformALG—SGhyb

8、ridcomposite