全 文 ：核 农 学 报
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低温辐射聚合法固定糖化酶
李 正 魁
江苏省农业科学院原子能农业利用研究所 南京 。。
本文应 用低温辐射找术诱导不 同亲
、
硫水性高分子 玻璃 态单体 聚合固定黑曲糖
化晦 , 研 究 了不 同实验条件珍辐射 米合固定伟黑曲格化晦相 甘活性 的影响 二 结果表
明 , 在 种亲疏水性程度不 同的玻璃 态高分子 单体 一 。 ,
和 , , 中 , 亲 水 性
的 、 的 固定化效果较好 在 高分子 单体 浓度 为 , 相 应 聚合 物 载体空
孔率为 时 , 固定化糖化酶与底物 次反应 的平均活性产率最 高 , 达 左右
当辐照温度 为一 ℃ 辐照 剂量 为 ‘ 汉 , 为东 时 , 可 以 得到相 对活性较高
二
,
的 固
,
定化 黑 曲糖化 酶 。 文中还讨影响嗽定化糖化酶相 时活性 的原 因进行 了探讨
·
关键词 固定化晦 低温辐射诱导聚合 黑 曲糖化酶
前 气兰日
固定化酶的方 法有吸附 法 、共价键结合法
、 包埋法和辐射聚 合法等 〔‘ 。 年 。博 士
用 射线聚合丙烯酞胺 , 完成了胰肮酶的固定 , 自此辐射聚合固定化酶 以其独特的优点越 来
越受到各国科学家的重
一
视
。 ‘
进 、 年代 以来 美国 的 〔 ’和 日 本 的 印 ’尹‘ ,
等使用亲水性和弱疏水性玻璃态单体在低温下用辐射聚合方法固定化酶 , 取得了令 人满意的
效果 。
本文采用亲 性玻璃态单体甲基丙烯酸 日一经乙醋 〔一 。 一 。
〕和亲疏水性程度不同的聚乙二醇二甲丙烯酸醋系列 单 体
、 、 论
” 、 ‘ 、 作为载体 , 在低温下辐射聚合固定化 黑
曲糖化酶 城究了各种实验条件对其相对活性的影响
, 并利用扫描电子显微镜观察了聚合物
载体的薇孔结构
一
, 探讨了兼合物载体的空孔率与固定化糖化酶活性之 间的关系
。
材 科 与 方 法
试验材料 单体为聚乙二醇二甲基丙烯酸醋系 列 单体 。 一
争 ,
,
, 和 甲基丙烯酸 日一经 乙醋 一 交
此文于一 。土年 月 日收到 。
之 ’
‘
核 农 学 报 后卷
固定的酶为黑曲糖化酶 , 底物为淀粉溶液 。
固定化方法 用重蒸馏 水溶解。 黑曲糖化酶 , 再按照
、 、 的体积 比分别
将此酶溶液与单体
、 、 、 混合均匀后置于反应器中 , 抽真空 后再用 高 纯 氮
气饱和 , 分别置于一 ℃ 乙醇一干冰 、 一 ℃ 氯化钠一冰
、 ℃ 冰 、 ℃ 水 保 温
瓶中 , 用 “ , ‘ , ‘ 了 , ‘
一
, “ 性 ‘ 。 、射线辐 照使聚
合 , 辐 照结束后 , 立即取出并切成 厚的薄片 , 用蒸馏 水洗涤数次飞洗去残余未固定的
酶后 , 得到片状富有弹性的固定化 黑曲糖化酶 。
固定化黑曲糖化酶活性的测定 将固定化酶置于反应器中 加 淀粉溶液 , 并 加
醋酸缓冲液 , 在 ℃的恒温水浴中反应 , 取 溶液加 显 色
剂于沸水 中显色 , 用蒸馏水稀释至 后用数字式分光光度计在 波长处测 其 光
密度值 〔”
‘ 。 固定化酶相对活性是指经辐照聚合固定化后的酶活性与游离酶活性之 比
。
聚合物载体空孔率的浏定 聚合物截体的空孔率为聚合物截体的空孔径与空 孔 数 的 乘
积 。 采用扫描电子 显微镜观察侧定
。 于 一
‘
结 卜果 与 讨 论
一 辐照温度对固定化糖化酶相对活性的形响
、 ·
辐 照温
、
度与固定化黑曲糖化酶相对活性之 间的关系如图 所示
。 当辐照剂量为 ‘
时 , 在 ℃、一 ℃范围内 , 固定化糖化酶的相对活性逐步增加 , 当辐照温度 为 一 ℃左 右
时 , 固定化糖化晦 的相对活性急剧变化 , 而在一 ℃以下的低温条件下 , 相对活 性 变 化 较
小 。 另外随着辐照温度的变化 聚合物载休的外观结构变化较大 , 其结构随着温度的下降弹
性逐渐 增加 , 在扫描电子显微镜下观察尤如海绵体 , 当辐 照温度为一 ℃时 , 聚合物的 强 度
才丫 卜卜
,
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图
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辐照沮度 获 二 。比
辐照聚合温度对固定化糖化酶活性的影响 图
和弹性最好
。 因此在一 ℃、一 ℃温度区域内聚合载体
活性 。
辐照剂量对固定化糖化酶活性的影响
辐照温度一 ℃
一 ,
可使固定化糖化酶有较高 的 相 对
二 辐照剂通对固定化糖化酶相对活性的影响
期户 。 低温辐射聚合法固定糖化酶
当辐照温度确定为一 ℃ , 单体 浓度为 时 , 车戛照剂量与固定化糖化 酶 相 对
活性之 间的关系如图
。 当辐照剂量从 。“ 逐步 增加到 。心 时 , 甲定化糖酶 的 相
对 活性在 ‘ ‘ 附近最高 。 这表明 在 此剂量区域内辐照剂量对糖化酶活性的影咱和对聚
合度的影响达到平衡 , 表现出固定化糖化酶既有较高的相对活性 , 其载体 又有较 高
‘
的 聚 合
度 , 使得 包埋于载体内的塘化酶不容易泄漏 , 增加了固定化酶的反应次数 。
三 值对 固定化糖化酶活性的影响
值对固定化糖化酶的相对活性的影响如图 。 结果表明 , 当 值为 时 , 固定化搪
化酶有最高相对活性 , 与游离酶的最适 值是一致的。
四 不 同性质的单体对固定化糖化酶相对活性的影响
实验结果表明 , 由于单体性质的不同 , 制备成固定化黑 曲糖化酶 的相对活性也有明显 的
不 同 , 以 浓度单体为例 , 固定化酶的活性高低顺序为
, 告 , , 表 现 为
单体的亲水程度越高 , 制备成固定化酶的活性越高
。
五 固定化糖化酶的平均活性与聚合物载体空孔率
、
单体浓度之间的关系
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固定化黑曲糖化酶的平均活性与聚合物载体空孔率 、 单体浓度之间的关系见图
。 ‘ 由图
空孔率 二 环
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图 值对固定化糖化酶活性的影响
辐照温度 一 ℃ 一 , ℃
辐照剂量 一。吞 一 ‘
单体浓度
。
、
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’
图 单体浓度
酶活性的影响
、 空孔率对固定化。花
可见 , 固定化黑曲糖化酶 次反应的平均活性值在单体浓度 为 , 对应 聚 合
物载体的空孔率为 左右 时最
一
大 。 单体的浓度越低 , 其对应聚合物载体单位面积上的孔数
越多 , 平均孔径越 从 空孔率则越大 , 固定化糖化酶最初的相对活性高 , 但随着反应次数
增加活性急剧下降 , 所 以其平均活性较低 随着单体浓度的增加 , 其单体一缓冲液组成 中 的
含水率下降 , 而平均孔径及空孔数依赖 于含水率的多少 , 所以空孔率随单体浓度的增加而下
降 见图版 一
, 表现 出的固定化酶相对活性逐步下降
, 固定化糖化酶的平均活性也较
低 。 这是因为空孔率越大造成的酶泄漏越多 , 表现 出随着反应次数的增加 , 固定化糖化酶的
相对活性降低 反之空孔 率越小 , 酶的泄漏越少 , 但 因包埋在载体内部不 能接 触底物 , 失活
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图版 帕 聚合物
结构的电子显微镜照片
呱
图版 肠 聚合物 图版 如 聚合物
结构的电子显微镜照片 结构的 电子显微镜照片
呱 肠
的酶则越多 , 表现出固定化糖化酶的相对活性基本不随反应次数的增加而变化 , 但都较低
。
而单体浓
「
度为 , 对应的空孔率为 左右时 , 包埋和泄漏这两种制约因素得到了最优化
平衡 , 所以固定化糖化酶相对活性最高 , 并且随反应次数的增加酶的活性基本保持不变 。
致谢 感谢 日本高崎辐射化学研究所的 先生提供单体和指导 。
参 考 文 献
李正魁
、
辐射聚合固定化 一淀粉酶探讨 江苏农业学报 , ,
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张龙翔 张庭芳 , 李令媛 生化实验方法和技术 北京 高等教育出版社 , ,
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