[發(fā)明專利]生物礦化型固定脂肪酶的制備方法及其在催化合成OPO中的應(yīng)用

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• 申請(qǐng)日: 2020-07-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111647593A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝恬;王安明;李寧寧;張靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N11/14
• 分類號(hào): C12N11/14;C12P7/64
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 鄭芳

本發(fā)明涉及一種生物礦化型固定脂肪酶的制備方法及在催化合成OPO中的應(yīng)用，在磷酸鹽緩沖液中，加入脂肪酶和一定比例的氯化鈣溶液，隨后將混合物靜置于1～8℃，得到固定化脂肪酶，并將其應(yīng)用于催化合成1,3?二油基?2?棕櫚酰甘油酯。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，制備得到的固定化脂肪酶的溫度穩(wěn)定性得到明顯提高，用于催化合成1,3?二油基?2?棕櫚酰甘油酯時(shí)，催化產(chǎn)率高；本發(fā)明可以有效改善脂肪酶的熱穩(wěn)定性和催化活性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種酶的固定化方法，尤其是涉及一種生物礦化型固定脂肪酶的制備及其在催化合成OPO中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

酶是催化生物和化學(xué)反應(yīng)的一種蛋白質(zhì)，其廣泛的存在于植物、動(dòng)物和微生物中。具有催化活性高、選擇性強(qiáng)、專一性好、成本低、反應(yīng)條件溫和以及可被生物降解等優(yōu)點(diǎn)。因此酶在精細(xì)化學(xué)、藥物化學(xué)、食品或能源等各個(gè)領(lǐng)域都有很高的應(yīng)用。生物催化過(guò)程作為一種合理、高效的轉(zhuǎn)化方法受到了廣泛的關(guān)注。酶促工藝在支持可持續(xù)綠色化工中的發(fā)揮了重要作用。然而，天然酶在實(shí)際應(yīng)用中普遍操作和儲(chǔ)存穩(wěn)定性較差、酶的回收和重復(fù)利用困難、成本高，而且還會(huì)受到反應(yīng)液的影響。因此，固定化在酶催化中是常用的改善的方法。

在實(shí)際應(yīng)用中，固定化酶在穩(wěn)定性、生物催化劑負(fù)載、可回收性等方面具有優(yōu)勢(shì)。固定化是成功實(shí)現(xiàn)以酶為基礎(chǔ)的工業(yè)過(guò)程的關(guān)鍵技術(shù)，特別是用于生產(chǎn)綠色和可持續(xù)能源或生物衍生的催化轉(zhuǎn)化化學(xué)品(工業(yè)化)。酶的固定化可以改變酶的活性、特異性或選擇性，這為增加酶在底物上的可用性提供了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。如今，仿生礦化已被開(kāi)發(fā)為制備仿生材料的便捷方法。

具有納米尺度特征的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化納米材料是一類由金屬離子和有機(jī)組分(蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸到DNA/RNA等生物分子)自組裝而成的花狀納米材料。2012年，Zare等人首次發(fā)現(xiàn)并報(bào)道了一種使用硫酸銅(II)作為無(wú)機(jī)成分以及包含蛋白質(zhì)來(lái)創(chuàng)建蛋白質(zhì)-無(wú)機(jī)雜化納米花的方法，該成分增強(qiáng)了活性和穩(wěn)定性。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，目前用于制備雜化無(wú)機(jī)納米花的無(wú)機(jī)金屬離子也已從Cu²⁺擴(kuò)展到Co²⁺，Ca²⁺，Mn²⁺等，可應(yīng)用于在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，包括生物傳感、生物催化和癌癥治療等方面。重金屬的危害已對(duì)人類健康和環(huán)境造成潛在危害，引起了全世界的廣泛關(guān)注,綠色理念是發(fā)展化學(xué)的根本。自然界中一半以上的生物礦物質(zhì)是含鈣的礦物質(zhì)，包括骨骼因此，Ca²⁺用來(lái)固定酶是更具有生物相容性的。Amjad及其合作者研究了蛋白酶-無(wú)機(jī)雜化納米復(fù)合材料(alcalase@CaHPO₄)用于大豆分離蛋白水解，提高酶的穩(wěn)定性和催化能力，并且催化能力是游離酶的1.5倍。Zhang等人研究了一種新型固定化脂肪酶ZC12/Ca₃(PO₄)₂雜化納米花，該納米花使kcat/Km值是游離的206％和2.31倍酶活性，并且在較低的溫度下比活性更高。Tian等人制備了CaHPO₄-PGUS1雜化納米復(fù)合材料，在最佳條件下，1.2mg的CaHPO₄-PGUS1混合納米沉淀的固定化效率為71.2％，并具有118％的相對(duì)活性。通過(guò)上述方法合成的納米復(fù)合材料具有良好的活性和穩(wěn)定性，又由于Ca²⁺具有很大的生物相容性，在食品工業(yè)和生物技術(shù)中有很大的應(yīng)用前景。