《葡萄糖氧化酶》PPT课件

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1、第十二章葡萄糖氧化酶2011年5月4日高丽萍GlucoseoxidaseGOD氧化还原酶系统命名为β-D-葡萄糖：氧1-氧化还原酶，编号：[EC1.1.3.4]催化葡萄糖与氧反应，生成葡萄糖酸和过氧化氢。C6H12O6+O2C6H12O7+H2O2一、发现与历史1928年由Muller首先从黑曲霉（Aspergillusniger）的无细胞提取液中发现葡萄糖氧化酶。随后Kusai等、Pazur和Swobod-da等分别从青霉素（P.Variable）和黑曲霉中提纯葡萄糖氧化酶。其他霉菌，象米曲霉和点青霉也能产生葡萄糖氧化酶，然而在高等植物和动物体内还没有发现葡萄糖氧化酶。早在二十世纪四十年代就

2、开始有葡萄糖氧化酶产品出售五十年代日本获得了结晶葡萄糖氧化酶六十年代日本长赖工业公司也开始有葡萄糖氧化酶商品出售。七十年代葡萄糖氧化酶在国外应用已很广泛。在国内，1960年以后有些单位也做过不少工作，主要用于蛋白片脱糖工序中。80年代，河北省微生物研究所在葡萄糖氧化酶的制备和应用方面作了许多深入地研究，取得了突破性的进展，先后制备了诊断用的葡萄糖氧化酶、食品用葡萄糖氧化酶等多种剂型，目前已成为葡萄糖氧化酶专业化生产基地。二、葡萄糖氧化酶催化的反应葡萄糖氧化酶的催化反应，按条件不同有如下三种形式：在没有过氧化氢酶存在下，每克分子葡萄糖氧化酶氧化时消耗1mol氧。C6H12O6+O2→C6H12

3、O7+H2O2在有过氧化氢酶存在下，每克分子葡萄糖氧化酶氧化时消耗0.5mol氧。C6H12O6+1/2O2→C6H12O7在有乙醇和过氧化氢酶存在下，过氧化氢同时被用于乙醇的氧化作用，此时，每克分子葡萄糖氧化酶氧化时消耗1mol氧。C6H12O6+C2H5OH+O2→C6H12O7+CH3CHO+H2O三、分子组成及其作用机制以FAD为辅基，每克分子酶含2克分子FAD，来源不同分子量不同，目前工业酶制剂主要来源于黑曲霉，分子量为16万左右；点青霉葡萄糖氧化酶，152000；尼崎青霉葡萄糖氧化酶154000；黑曲霉葡萄糖氧化酶186000。结合在葡萄糖较深处FAD是此氧化反应的辅助因子，图中红

4、色所指部位，葡萄糖结合的活性位点在FAD的上面，处于较深的立体结构中，图中星号位置所示。葡萄糖氧化酶像很多在细胞外发挥作用的蛋白质一样，表面被糖链覆盖，图中用绿色表示糖链。葡萄糖氧化酶催化反应分子机制：四、性质高纯度葡萄糖氧化酶为淡黄色粉末。易溶于水，完全不溶于乙醚、氯仿、丁醇、吡啶、甘油、乙二醇等有机溶剂。50％丙酮、66％的甲醇能使其沉淀。1.葡萄糖氧化酶的催化特异性它对β-D-吡喃葡萄糖表现出高度的专一性。羟基处在β-位时酶的活力比处在α-位时高约160倍。底物分子中的任何一点改变都会显著降低其氧化速率。表7-14葡萄糖氧化酶的底物特异性葡萄糖改性的位置化合物同β-D-葡萄糖的差别相对高

5、度β-D-葡萄糖1001α-D-葡萄糖C（1）上OH的构型0.6411,5-脱水-D-葡萄糖醇C（1）上OH被H取代022-脱氧-D-葡萄糖C（2）上OH被H取代3.32D-甘露糖C（2）上OH的构型0.9822-O-甲基-D-葡萄糖C（2）上OH的H被甲基取代033-脱氧-D-葡萄糖C（3）上OH被H取代14D-半乳糖C（4）上OH的构型0.544-脱氧-D-葡萄糖C（4）上OH被H取代255-脱氧-D-葡萄糖C（5）上OH被H取代0.055L-葡萄糖C（5）上CH2OH的构型066-脱氧-D-葡萄糖C（6）上OH被H取代06木糖C（6）被H取代0.982、pH对葡萄糖氧化酶作用的影响最适p

6、H值5.6。在pH3.5-6.5，具有很好的稳定性。大于8或小于2，会导致酶的迅速失活。底物葡萄糖对酶活有保护作用。例如，在pH8.1和不存在葡萄糖的条件下，10分钟内酶活力损失90%；而在相同pH和存在葡萄糖的条件下，40分钟内酶活力仅损失20%。在实际工作中的特定环境下，低pH时也可以使用葡萄糖氧化酶。例如，30℃时的霉菌葡萄糖氧化酶制剂在pH2.6条件下的可乐饮料和pH3.2的葡萄饮料中的酶制剂仍具有较高的稳定性（见表7-15）。尽管在该环境下葡萄糖氧化酶的反应速度较慢，但它仍能起催化作用。表7-15葡萄糖氧化酶的相对稳定性介质时间（小时）0244872100可乐饮料1009087725

7、5葡萄饮料100938679663温度对葡萄糖氧化酶作用的影响葡萄糖氧化酶的作用温度范围较宽，最适作用温度为30～50℃，葡萄糖氧化酶在低温下有很好的稳定性。固体酶制剂低温下（-15℃）可保存8年，0℃可保存2年以上，温度高于40℃活力下降，酶的水溶液在60℃保持30min，酶的活力损失80%以上。葡萄糖氧化酶催化反应需要氧的参与，反应温度改变将导致反应体系中氧的浓度发生改变，从而影响酶活性。温度