土壤腐殖酸对脲酶活性和稳定性的影响

论文摘要

本课题以土壤腐殖酸和脲酶为试验材料,利用红外光谱、透射电镜、荧光光谱等方法研究了腐殖酸的基本性质,探讨了不同pH值、离子强度、时间、铜离子及其不同类型腐殖酸对脲酶活性和稳定性的影响,分析了不同条件下腐殖酸与脲酶相互作用特点。取得的主要结果有：1.脲酶-腐殖酸复合物中酶活性随体系腐殖酸量的增加而逐渐减弱,但不同pH条件下减弱的程度不同。pH4.0时,腐殖酸与酶的质量比（f=mHS/m）≥0.1时,脲酶的相对活性降为0；pH5.0时,脲酶的活性随f的增加快速减弱,f>0.4时相对活性在0.5%-1.5%之间；pH7.0时,脲酶-胡敏酸复合物中酶的活性略有减小,相对活性稳定在93.0%左右,而脲酶-富里酸复合物中酶活性无明显变化；pH8.0时,腐殖酸对脲酶有一定程度的激活作用,相对活性可高达113.1%。脲酶与腐殖酸结合后导致活性位点减少,腐殖酸和脲酶的底物形成了竞争作用,导致酶活性下降。2.不同的pH下,离子强度对复合物中脲酶产生活化或抑制作用。pH5.0时,随着f的增加,KCl=0.05M时脲酶-胡敏酸复合物中酶活性变化不明显,而脲酶-富里酸复合物中酶产生活化作用,相对活性增加3.0%-8.14%；当pH7.0时,KCl=0.05M时对复合物中酶产生抑制作用,但随着f的增加,复合物对脲酶活性活化程度出现先增加后减弱的趋势。3.在pH7.0、8.0时,游离脲酶和复合物随时间的延长活性逐渐减弱,其中胡敏酸对脲酶的保护作用最显著。pH7.0时,高f下复合物中酶活性下降缓慢,到12d.时,脲酶-胡敏酸复合物酶活性降为0,而脲酶-富里酸复合物中f≥0.8时脲酶活性可达16.9%。当pH8.0时,脲酶-胡敏酸复合物中酶活性随着时间的延长下降缓慢,至12d.时,复合物中脲酶的活性随着f依次增加,f=1.0时高达59.0%；而脲酶-富里酸复合物中酶活性与pH7.0相似。4.在不同浓度铜离子存在下,脲酶-腐殖酸复合物中酶活性随f的增加而逐渐增加,腐殖酸对脲酶有较强的保护作用。铜离子加入到复合物中酶的活性比脲酶、胡敏酸、铜离子同时加入时的要高,并且随着f的增加酶活性逐渐增加。5.由同步荧光光谱可得酪氨酸和色氨酸的荧光强度在pH=7.0时最大。脲酶-胡敏酸复合物的激发光谱中荧光强度随着f的增加出现逐渐减弱的趋势,当f=1.0时,脲酶中氨基酸的荧光强度降为0。这主要是由于腐殖酸对脲酶的包裹和碰撞照成的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 酶与土壤粘粒矿物相互作用特点
• 1.2 酶与土壤腐殖酸的作用特点
• 1.3 脲酶的研究意义
• 1.4 脲酶的结构与基本特征
• 1.5 脲酶活性的影响因素
• 1.5.1 pH值的影响
• 1.5.2 重金属的影响
• 2 材料与方法
• 2.1 酶试剂
• 2.2 土壤胡敏酸和富里酸的提取与纯化
• 2.3 土壤中胡敏酸和富里酸的基本性质的测定
• 2.3.1 元素组成的测定
• 2.3.2 官能团的测定
• 2.3.3 表面基团的测定
• 2.3.4 形貌观察
• 2.3.5 腐殖酸表面电荷测定
• 2.4 脲酶活性测定
• 2.5 脲酶与腐殖酸复合物中脲酶的活性
• 2.5.1 pH值影响
• 2.5.2 复合时间影响
• 2.5.3 离子浓度影响
• 2.6 铜离子对复合物中脲酶活性的影响
• 2.6.1 脲酶、腐殖酸、铜离子同时加入时对脲酶活性的影响
• 2.6.2 铜离子对复合物中脲酶活性的影响
• 2.7 荧光光谱测定
• 3 结果与分析
• 3.1 胡敏酸和富里酸基本性质
• 3.1.1 元素组成特点
• 3.1.2 官能团特点
• 3.1.3 红外光谱特征
• 3.1.4 透射电镜特征
• 3.1.5 腐殖酸表面的质子吸附
• 3.2 脲酶-腐殖酸复合物中脲酶的活性
• 3.2.1 pH值影响
• 3.2.2 离子强度的影响
• 3.2.3 时间对脲酶-胡敏酸复合物的影响
• 3.2.4 时间对脲酶-富里酸复合物的影响
• 3.3 铜离子对脲酶-腐殖酸复合物酶活性影响
• 3.3.1 铜离子对脲酶活性影响
• 3.3.2 胡敏酸对脲酶的影响
• 3.3.3 富里酸对脲酶的影响
• 3.4 脲酶的荧光光谱特征
• 4 讨论
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢