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1、第18卷 第1期甘肃科学学报Vol.18No.12006年3月JournalofGansuSciencesMar.2006无载体固定化酶的研究进展魏甲乾,周剑平,张文齐(甘肃省科学院生物研究所,甘肃兰州 730000)摘 要:综述了近年来有关无载体固定化酶的最新研究进展及其应用,包括CLEs、CLECs、CLEAs和CLSDs等,并对其固定化方法进行了比较,对其应用前景做了展望.关键词:无载体;固定化酶;进展中图分类号:Q814.2文献标识码:A文章编号:100420366(2006)0120066205ProgressontheStudy
2、ofImmobilizedEnzymesWithoutCarriersWEIJia2qian,ZHOUJian2ping,ZHANGWen2qi(InstituteofBiology,GansuAcademyofSciences,Lanzhou730000,China)Abstract:Theprogressontherecentstudiesofimmobilizedenzymeswithoutcarriersisreviewed,includingCLEs,CLECs,CLEAsandCLSDs,andtherelatedmethods
3、arecompared.Theirprospectinindustrialappli2cationsispredicted.Keywords:withoutcarrier;immobilizedenzyme;progress 固定化酶作为酶应用领域中的一个主要研究方白酶中的操作稳定性.向,目前大都通过将酶固定在不溶性聚合物或无机以下就近年来有关无载体酶的研究进展作如载体上,形成的固定化酶在大分子底物转化中由于下概述,希望就此为从事该领域的研究工作者提供聚合物载体的存在而大大降低了酶的结合容量和反参考.应能力,早在1960年人们利用交联剂如
4、成二醛对晶1 无载体酶的研究体酶和溶解酶交联后就形成今天所说的能保持一定催化活性的交联酶晶体CLECs(Cross2LinkedEn21.1 交联溶解酶zymeCrystals,CLECs)和交联溶解酶CLEs(Cross2交联溶解酶(CLEs)是人们研究最早的一种无LinkedQissoluedEnzyme,CLEs),从而有关无载体载体酶,其作为加强酶稳定化作用的一种固定化方固定化酶的研究就引起众多国外研究者的关注.法是通过交联剂对酶分子直接交联而获得,也是操顾名思义,无载体固定化酶通常直接利用交联作最简单的一种方法(图1).到目前为止
5、,已有20溶解酶、晶体酶、物理聚集酶和喷雾干燥酶而形成多种酶可通过交联直接形成CLEs或先吸附在惰性[1][2][1]CLEs、CLECs、交联酶聚集体CLEAs(Cross2膜载体上再经交联形成有载体的CLEs形式.[3]LinkedEnzymeAggregate,CLEAs)和交联喷雾干燥酶CLSDs(Cross2LinkedSprag2driedEnzyme,[9]CLSDs)等4种无载体酶系统.与传统固定化酶相比无载体酶具有以下一些优点:①可得到较高的催化剂比表面;②有较高的酶催化活性,成本低;③可实现多种催化剂的注入;④受底物扩散
6、限制的影响图1 交联溶解酶形成较小;⑤提高了酶在极端条件下及有机溶剂中和蛋收稿日期:2005-08-18第18卷 魏甲乾等:无载体固定化酶的研究进展 67 在CLEs制备过程中,交联剂的浓度、交联温度PEG24000的浓度为10%～14%(WöV)时形成的晶及pH值等是影响固定化酶稳定性及活性最重要的体是六角形的.说明pH值和结晶化试剂的浓度不因素.除此之外,还受到溶解酶的浓度以及交联酶分同时形成的晶体形状和大小也不同.另外,其它因素子大小的影响.如果溶解酶的浓度过高,则易
7、造成酶都有可能向溶液环境中引入不同成分而阻碍结晶化活回收率、稳定性和重复使用性降低.故要获得高活的进行,如酶表面的微分糖基化、酶结构的改变、其[5]性及稳定性较好的CLEs,首先要控制好CLEs交联他蛋白质的存在、酶变性及酶降解等因素.处理程度和考虑到待交联酶的几何参数.结晶操作是纯化酶的重要手段之一,通过结晶CLEs唯一的缺点就是机械稳定性较差,不过可有效地防止由于粗酶制品中的杂蛋白的存在而降可以通过一些方法对CLEs进行改进,如先将CLEs低了酶的对映选择性,由于晶体酶纯度高,所以其选包埋在凝胶网格中或吸附在惰性载体上,再进行交择性和稳
8、定性都大大提高.联均可强化其机械稳定性,但是这种采用外加载体化学交联是保持酶晶体结构的有效措施,常用的方法会明显地降低单位体积的酶活性水平,所以的交联剂是成二醛,其作用机理目前还
