树脂DEAE-E/H固定化氨基酰化酶的研究与乙酰-DL-蛋氨酸酶拆分液分离

论文摘要

本文系统地测定了树脂DEAE-E/H的各种物理与化学参数对酶固定化可能产生的影响; 最终选定树脂8/4/12作为氨基酰化酶的固定化载体并作吸附研究和固定化酶评价; 改进了乙酰-DL-蛋氨酸的酶拆分液分离工艺,从而提高了分离效率和产品纯度。固定化载体决定固定化酶的酶活和性质,因此本文从载体筛选入手,在已有实验研究的基础上,选择树脂DEAE-E/H系列的三个产品:12/4/12、8/4/12、4/4/6为研究对象,从功能基含量,比表面,孔径分布,交联度,固定化酶活等多方面比较,最终选定树脂8/4/12作为氨基酰化酶的固定化载体,实验发现固定化酶活最高可达956U/g。通过对比实验分析确定,自由酶溶液浓度为2.0mg/ml时,能使固定化酶活和酶活力收率同时达到峰值; 振荡吸附达到最佳效果的时间确定为8小时。在测定吸附等温线过程中发现酶蛋白吸附属非单分子层吸附,并且上柱循环固定化的效果要好于振荡固定化。考察了固定化酶的最适反应温度、pH值、热稳定性等反应条件,确定固定化氨基酰化酶对乙酰-DL-蛋氨酸的拆分没有明显的底物抑制现象。采用阳离子交换树脂柱对乙酰-DL-蛋氨酸的酶拆分液进行分离,实验结果证实这一工艺不仅可以有效地分离纯化L-蛋氨酸,还可以兼得乙酰-D-蛋氨酸,且二者的收率分别达到了85%以上和75%左右。最后提出了双柱耦联模型,以期获得更高的拆分效率。总之,通过对树脂载体物理和化学性能的研究,不仅可以在一定程度上预测它作为载体的效果,也为拆分氨基酸工艺的改进提供了理论依据。固定化酶的反应条件及分离工艺中各个参数的优化组合可以很大程度提高产品的纯度和分离效果,为工业化的实现奠定基础。

论文目录

• 第一章 文献综述
• 1.1 手性药物的发展现状及前景
• 1.2 手性氨基酸的药用及制备方法
• 1.3 大孔树脂的性质及用途
• 1.4 氨基酰化酶的固定化
• 1.5 拆分液的分离研究
• 1.6 本文的研究工作及创新点
• 第二章 树脂结构的分析与比较
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料及方法
• 2.2.1 树脂来源
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 树脂的基本结构
• 2.3.2 三种树脂的结构比较与分析
• 2.3.3 三种树脂的SEM 比较
• 2.3.4 功能基对树脂的影响
• 2.4 小结
• 第三章 三种树脂的固定化效果比较
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料与方法
• 3.2.1 氨基酰化酶
• 3.2.2 树脂的预处理
• 3.2.3 氨基酰化酶的固定化
• 3.2.4 氨基酰化酶活力的测定
• 3.2.5 蛋白质的定量分析
• 3.3 固定化效果的比较
• 3.3.1 固定化酶活的比较
• 3.3.2 固定化酶活力收率的比较
• 3.3.3 残留液总酶活的比较
• 3.4 小结
• 第四章 氨基酰化酶的固定化及其性质研究
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 固定化载体
• 4.2.2 实验方法与分析方法
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 固定化研究
• 4.3.2 固定化酶学性质研究
• 4.4 小结
• 第五章 拆分液的分离研究
• 5.1 前言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 材料和仪器
• 5.2.2 实验和分析方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 上柱流出液的结果分析
• +的上柱量与交换容量比例对分离效果的影响'>5.3.2 Na⁺的上柱量与交换容量比例对分离效果的影响
• 5.4 小结
• 第六章 耦联反应器模型的设想
• 6.1 引言
• 6.2 实验装置设计与说明
• 6.2.1 固定化菌柱
• 6.2.2 固定化酶柱
• 6.2.3 取样槽
• 6.3 工作展望
• 第七章 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 附录一
• 附录二
• 致谢