[發明專利]離子液體用于玉米SOD酶的提取

無效

• 申請號: 201410029481.9
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN103740667A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 李美鳳
• 申請（專利權）人: 李美鳳
• 主分類號: C12N9/02
• 分類號: C12N9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種超氧化物歧化酶的提取方法，特別設及一種從植物中提取超氧化物歧化酶的方法，屬于精細化工技術領域。

背景技術

超氧化物歧化酶(SOD)是一種具有特定生物催化功能的蛋白質，為等電點偏酸性的酸性蛋白質，由蛋白質和金屬離子組成，它廣泛存在于自然界的動物、植物以及一些微生物體內。根據所含金屬離子(輔基)的不同，SOD可分為以下四種類型：第一類為Cu／Zn-SOD，呈藍綠色，相對分子量約為32k道爾頓，來源于動物血、豬肝、牛肝以及菠菜葉、面包酵母中，在某些原核生物中也存在；第二類為Mn-SOD，呈紫紅色，相對分子量約為40k道爾頓，主要存在于原核細胞和真核細胞以及線粒體的基質中，在高等植物中的過氧化物酶體中也含有。第三類為Fe-SOD，呈黃褐色，相對分子量約為38.7k道爾頓，主要存在真核生物如藻類，部分高等植物如油菜、檸檬、菠蘿、甜橙、番茄、銀杏等體內也存在。第四類為Ni-SOD，是近年來才發現的一種新型SOD，目前只有從鏈球菌中分離得到，對其研究及報道較少。

很多研究表明，活性氧(O₂^-、·OH、H₂O₂、¹O₂、ROO·)能與蛋白質、核酸和脂類發生反應，導致膜脂過氧化、堿基突變、DNA鏈的斷裂和蛋白質的損傷等。在動物體，活性氧導致細胞壞死、過敏反應、癌變或其他病理過程。在植物體內，活性氧可導致植物代謝失活、細胞死亡、光和作用速率降低，甚至造成植物品質降低、產量下降等。超氧化物歧化酶是能夠催化超氧陰離子自由基O₂^-發生歧化反應，平衡機體代謝過程中產生的過多自由基，減輕或消除自由基對機體的危害，受到全世界學術界廣泛關注，使之成為涉及分子生物學、微生物學、醫學等學科領域及醫藥、化工、食品等生產行業的一個熱門研究課題。超氧化物歧化酶也是近年來應用最廣泛的酶，具有抗衰老、免疫調節、抑制腫瘤、調節血脂、抗輻射、消炎和美容等功效。

人們最早從動物的血液中提取SOD制成產品，由于國際上瘋牛病的蔓延，從動物血中提取的SOD，給人們在使用上帶來一些危險因素。從植物，特別是人們日常經常食用的蔬菜、瓜果、野生植物及糧食中提取SOD，使用安全性非常高，避免了可能發生的交叉感染。利用全新的提取技術從植物中提取SOD，具有明顯的社會和經濟效益，市場前景廣闊。目前從植物中提取SOD的方法主要包括緩沖液提取法、超臨界CO₂萃取法和熱變性法，其中以磷酸緩沖液法應用最為普遍。但該方法的缺點是浸出范圍廣，選擇性相對差，容易浸出大量的無效成分，且會引起一些有效成分的水解。超臨界CO₂萃取法需要應用超臨界流體，雖然分離粗產品較為便捷，但同樣存在萃取過程選擇性差，萃取后的粗產品在酶的純化過程之前需要去除雜質。熱變性法是依據SOD的熱穩定性原理設計的。SOD的熱穩定性高，當溫度低于60℃時，短時間的熱處理不會使酶活力有明顯的變化，而一般的雜蛋白卻在溫度高于55℃時就易變性沉淀，因此，對SOD提液進行短時間的熱處理可以達到去除雜蛋白的目的。熱變性法作為一種初步的純化手段，操作簡便，經濟實惠，但熱變性過程容易導致酶的失活。

離子液體是近年來迅速發展起來的一種全新綠色介質和功能材料。離子液體具有不易揮發、不可燃、穩定性高、溶解能力強、功能可調節等優點，其應用領域正不斷地擴大，使其在生物活性物質的分離上展現了十分誘人的應用前景。離子液體雙水相萃取技術是近年來興起的新的生物質分離技術，該體系一般是由親水性離子液體、無機鹽(如磷酸鹽、碳酸鹽、氫氧化物等)和水形成的雙水相體系，它綜合了離子液體和雙水相體系的優點。作為一種高效的新型綠色分離體系，離子液體雙水相具有分相時間短、黏度低、萃取過程不易乳化、萃取率高、分離條件溫和、對生物活性物質不破壞且離子體系可以且易回收利用等優點，因此，離子液體雙水相這一新的萃取分離體系，廣泛用于生物活性物質的分離和純化。如大多數酶和蛋白質等都能用雙水相體系進行分離純化。離子液體雙水相萃取蛋白質機理屬于液-液萃取，當蛋白質進入雙水相體系后，由于表面性質、電荷作用和各種力(如憎水鍵、氫鍵和離子鍵等)的作用和溶液環境的影響，使其在上、下相中的濃度不同，即各成分在兩相間的選擇性分配，從而達到萃取分離的目的。蛋白質與離子液體作用，主要有鹽析作用；與輔助鹽萃取劑發生配位作用生成配合物，配合物被萃取到離子液體中；或者調節pH，使蛋白質的疏水基團暴露出來，從而萃取到離子液體中等。