[發明專利]一種磁性交聯酶聚集體及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201410081662.6
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN103937775A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 劉春朝;劉英;郭晨
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C12N11/08
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯桂麗

技術領域

本發明涉及酶固定化技術領域，尤其涉及一種采用對苯醌作為交聯劑交聯酶聚集體和表面功能基化的磁性粒子制得的磁性交聯酶聚集體及其制備方法和應用。

背景技術

漆酶是一種多銅氧化酶，作為綠色催化劑已廣泛用于材料合成、環境污染物的降解和染料脫色、生物檢測和電化學分析、造紙工業中的紙漿漂白和廢水處理、纖維原料的降解等，有著廣闊的應用前景（靳蓉，張飛龍，2013.漆酶的應用技術.中國生漆32,35–42）。然而，漆酶存在表達水平低、分離純化操作復雜的問題，并且游離酶直接用于催化，其操作穩定性差、易失活、不易重復使用、難以實現過程連續化和自動化，反應后混入產品中往往造成酶和產物分離困難，因而導致其應用成本高而無法實現大規模工業化應用。

脂肪酶因其作用的底物范圍廣泛，而被廣泛應用于醫藥、食品、香料、油脂、化妝品和農藥等行業（Reetz,M.T.,2002.Lipases?as?practical?biocatalysts.Curr.Opin.Chem.Biol.6,145–150）。但直接用游離的脂肪酶作催化劑，同樣也存在上述問題。雖然，游離脂肪酶催化技術很成熟，但真正的產業化應用還是受到了很大的制約。酶固定化后使用可以克服上述游離酶存在的缺點，因此酶的催化技術產業化很大程度上依賴酶的固定化。

固定化酶的性能又主要取決于固定化的材料和固定化的方法。使用載體制備的固定化酶，由于載體占有很大的比例，按質量計算一般為固定化酶的99.9%到90%（Cao,L.Q.,Langen,L.V.,Sheldon,R.A.,2003.Immobilised?enzymes:carrier-bound?or?carrier-free?Curr.Opin.Chem.Biol.14,387-394），這使酶的活力被“稀釋”，大大降低了其催化效率，導致時空產率低（Tischer,W.,Kasche,V.,1999.Immobilized?enzymes:crystals?or?carriers?Trends?Biotechnol.17,326-335），且由于載體價格昂貴，導致固定化成本很高。因此，固定化酶開始轉向無載體固定化技術，如交聯酶晶體（Quiocho,F.A.,Richards,F.M.1964.Intermolecular?cross-linking?of?a?protein?in?the?crystalline?state:Carboxypeptidase?A.Proc.Natl.Acad.Sci.USA.52,833–839）。然而制備交聯酶晶體，要純化酶分子并要結晶，結晶的條件苛刻，這就限制了其廣泛應用。Cao等人（Cao,L.Q.,Rantwijk,F.V.,Sheldon,R.A.,2000.Cross-linked?enzyme?aggregates:A?simple?and?effective?method?for?the?immobilization?of?penicillin?acylase.Org.Lett.2,1361-1364）于2000年提出一種相對新型的固定化方法——交聯酶聚集體技術。

交聯酶聚集體無需引入載體，是一種酶本身作為載體的固定化酶，酶的負載量高，催化活性高，生產成本低，具有潛在的應用前景。