次价键力在化学键合法固定辣根过氧化酶过程中的作用机理

雷青娟 高保娇 张正国

引用本文: 雷青娟, 高保娇, 张正国. 次价键力在化学键合法固定辣根过氧化酶过程中的作用机理[J]. 物理化学学报, 2011, 27(11): 2697-2704. doi: 10.3866/PKU.WHXB20111122 shu
Citation:  LEI Qing-Juan, GAO Bao-Jiao, ZHANG Zheng-Guo. Action Mechanism of Secondary Bond Forces on Chemical Immobilization of Horseradish Peroxidase[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2011, 27(11): 2697-2704. doi: 10.3866/PKU.WHXB20111122 shu

次价键力在化学键合法固定辣根过氧化酶过程中的作用机理

  • 基金项目:

    山西省自然科学基金(201002100843)资助项目 (201002100843)

摘要: 将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝聚合在微米级硅胶微粒表面, 又通过环氧基团的开环反应将乙二胺(EDA)键合在接枝微粒表面, 制备了双功能复合载体EDA-PGMA/SiO2, 通过共价偶联法实施了辣根过氧化酶(HRP)的固定化. 本文重点考察静电相互作用与疏水相互作用两种次价键力在共价键合法固定HRP过程中的作用, 探讨作用机理. 结果表明, 在水介质中, 复合载体EDA-PGMA/SiO2表面胺基的质子化作用, 使载体微粒的ζ电位在较大的pH范围内保持正值; 当介质的pH=8.5, 大于HRP的等电点时, 酶蛋白与载体之间所产生的强静电相互作用会显著促进HRP的固定化; EDA的键合率在30%附近的载体, 静电相互作用对固酶的促进作用最强, 固定化酶的偶联率与比活力具有最高值. 疏水相互作用对化学法固定辣根过氧化酶也会产生明显的作用, 当以接枝微粒PGMA/SiO2为载体时, 增大NaCl浓度, 可有效促进酶蛋白与载体之间的疏水相互作用, 提高固定化酶的偶联率与比活力.

English

    1. [1]

      (1) Cheng, J.; Yu, S. M.; Zuo, P. Water Research 2006, 40, 283.  (1) Cheng, J.; Yu, S. M.; Zuo, P. Water Research 2006, 40, 283.  

    2. [2]

      (2) Vasileva, N.; djevar va, T.; Ivanova, D.; Gabrovska, K. International Journal of Biological Macromolecules 2009, 44, 190.  (2) Vasileva, N.; djevar va, T.; Ivanova, D.; Gabrovska, K. International Journal of Biological Macromolecules 2009, 44, 190.  

    3. [3]

      (3) Li, F.; Chen,W.; Tang, C. F.; Zhang, S. S. Talanta 2009, 77, 1304.  (3) Li, F.; Chen,W.; Tang, C. F.; Zhang, S. S. Talanta 2009, 77, 1304.  

    4. [4]

      (4) Wang, B.; Zhang, J. J.; Pan, Z.Y.; Tao, X. Q.;Wang, H. S. Biosensors and Bioelectronics 2009, 24, 1141.  (4) Wang, B.; Zhang, J. J.; Pan, Z.Y.; Tao, X. Q.;Wang, H. S. Biosensors and Bioelectronics 2009, 24, 1141.  

    5. [5]

      (5) Zhang, J. B.; Ye, P.; Chen, S.;Wang,W. J. International Biodeterioration and Biodegradation 2007, 59, 307.  (5) Zhang, J. B.; Ye, P.; Chen, S.;Wang,W. J. International Biodeterioration and Biodegradation 2007, 59, 307.  

    6. [6]

      (6) Lai, Y. C.; Lin, S. C. Process Biochemistry 2005, 40, 1167.  (6) Lai, Y. C.; Lin, S. C. Process Biochemistry 2005, 40, 1167.  

    7. [7]

      (7) Alemzadeh, I.; Nejati, S. Journal of Hazardous Materials 2009, 166, 1082.  (7) Alemzadeh, I.; Nejati, S. Journal of Hazardous Materials 2009, 166, 1082.  

    8. [8]

      (8) Zhang, F.; Zheng, B.; Zhang, J. L.; Huang, X. L.; Liu, H.; Guo, S.W.; Zhang, J. Y. Journal of Physical Chemistry C 2010, 114, 8469.  (8) Zhang, F.; Zheng, B.; Zhang, J. L.; Huang, X. L.; Liu, H.; Guo, S.W.; Zhang, J. Y. Journal of Physical Chemistry C 2010, 114, 8469.  

    9. [9]

      (9) Bayramoglu, G.; Arica, M. Y. Journal of Hazardous Materials 2008, 156, 148.  (9) Bayramoglu, G.; Arica, M. Y. Journal of Hazardous Materials 2008, 156, 148.  

    10. [10]

      (10) Dalal, S.; Gupta, M. N. Chemosphere 2007, 67, 741.  (10) Dalal, S.; Gupta, M. N. Chemosphere 2007, 67, 741.  

    11. [11]

      (11) Bayramo?lu, G.; Akgöl, S.; Bulut, A.; Denizli, A.; Arica, M. Y. Biochemical Engineering Journal 2003, 14, 117.  (11) Bayramo?lu, G.; Akgöl, S.; Bulut, A.; Denizli, A.; Arica, M. Y. Biochemical Engineering Journal 2003, 14, 117.  

    12. [12]

      (12) Ar?ca, M. Y.; Bayramo?lu, G.; Bibak, N. Process Biochemistry 2004, 39, 2007.  (12) Ar?ca, M. Y.; Bayramo?lu, G.; Bibak, N. Process Biochemistry 2004, 39, 2007.  

    13. [13]

      (13) Hou, X. H.; Liu, B. L.; Deng, X. B.; Zhang, B. T.; Chen, H. L.; Luo, R. Analytical Biochemistry 2007, 368, 100.  (13) Hou, X. H.; Liu, B. L.; Deng, X. B.; Zhang, B. T.; Chen, H. L.; Luo, R. Analytical Biochemistry 2007, 368, 100.  

    14. [14]

      (14) Mileti?, N.; Vukovi?, Z.; Nastasovi?, A.; Loos, K. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic 2009, 56, 196.  (14) Mileti?, N.; Vukovi?, Z.; Nastasovi?, A.; Loos, K. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic 2009, 56, 196.  

    15. [15]

      (15) Kartal, F.; Akkaya, A.; Kilinc, A. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic 2009, 57, 55.  (15) Kartal, F.; Akkaya, A.; Kilinc, A. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic 2009, 57, 55.  

    16. [16]

      (16) Chen, C. I.; Chen, C.W.; Huang, C.W.; Liu, Y. C. Journal of Membrane Science 2007, 298, 24.  (16) Chen, C. I.; Chen, C.W.; Huang, C.W.; Liu, Y. C. Journal of Membrane Science 2007, 298, 24.  

    17. [17]

      (17) Mateo, C.; Torres, R.; Fernandez-Lafuente, G.; Ortiz, C.; Fuentes, M.; Hidal , A.; Lopez-Galle , F.; Abian, O.; Abian, F. O.; Palomo, J. M.; Betancor, L.; Pessela, B. C. C.; Guisan, J. M.; Fernandez-Lafuente, R. Biomacromolecules 2003, 4, 772.  (17) Mateo, C.; Torres, R.; Fernandez-Lafuente, G.; Ortiz, C.; Fuentes, M.; Hidal , A.; Lopez-Galle , F.; Abian, O.; Abian, F. O.; Palomo, J. M.; Betancor, L.; Pessela, B. C. C.; Guisan, J. M.; Fernandez-Lafuente, R. Biomacromolecules 2003, 4, 772.  

    18. [18]

      (18) Grazú, V.; Abian, O.; Mateo, C.; Batista-Viera, F.; Fernandez- Lafuente, R.; Guisán, J. M. Biomacromolecules 2003, 4, 1495.  (18) Grazú, V.; Abian, O.; Mateo, C.; Batista-Viera, F.; Fernandez- Lafuente, R.; Guisán, J. M. Biomacromolecules 2003, 4, 1495.  

    19. [19]

      (19) Pessela, B. C. C.; Mateo, C.; Carrascosa, A. V.; Vian, A.; García, J. L.; Rivas, G.; Alfonso, C.; Guisan, J. M.; Fernandez- Lafuente, R. Biomacromolecules 2003, 4, 107.  (19) Pessela, B. C. C.; Mateo, C.; Carrascosa, A. V.; Vian, A.; García, J. L.; Rivas, G.; Alfonso, C.; Guisan, J. M.; Fernandez- Lafuente, R. Biomacromolecules 2003, 4, 107.  

    20. [20]

      (20) Mateo, C.; Fernández-Lorente, G.; Cortés, E.; Garcia, J. L.; Fernández-Lafuente, R.; Guisan, J. M. Biotechnology and Bioengineering 2001, 76, 269.  (20) Mateo, C.; Fernández-Lorente, G.; Cortés, E.; Garcia, J. L.; Fernández-Lafuente, R.; Guisan, J. M. Biotechnology and Bioengineering 2001, 76, 269.  

    21. [21]

      (21) Torres, R.; Mateo, C.; Fernández-Lorente, G.; Ortiz, C.; Fuentes, M.; Palomo, J. M.; Guisan, J. M. Fernández-Lafuente, R. Biotechnology Progress 2003, 19, 1056.  (21) Torres, R.; Mateo, C.; Fernández-Lorente, G.; Ortiz, C.; Fuentes, M.; Palomo, J. M.; Guisan, J. M. Fernández-Lafuente, R. Biotechnology Progress 2003, 19, 1056.  

    22. [22]

      (22) Mateo, C.; Fernández-Lorente, G.; Abian, O.; Fernández- Lafuente, R.; Guisán. J. M. Biomacromolecules 2000, 1, 739.  (22) Mateo, C.; Fernández-Lorente, G.; Abian, O.; Fernández- Lafuente, R.; Guisán. J. M. Biomacromolecules 2000, 1, 739.  

    23. [23]

      (23) Yusdy.; Patel, S. R.; Yap, M. G. S.;Wang, D. I. C. Biochemical Engineering Journal 2009, 48, 13.  (23) Yusdy.; Patel, S. R.; Yap, M. G. S.;Wang, D. I. C. Biochemical Engineering Journal 2009, 48, 13.  

    24. [24]

      (24) Hernandez, K.; Hernandez, K.; Fernandez-Lafuente, R.. Enzyme and Microbial Technology 2011, 48, 107.  (24) Hernandez, K.; Hernandez, K.; Fernandez-Lafuente, R.. Enzyme and Microbial Technology 2011, 48, 107.  

    25. [25]

      (25) Jiang, G. M.; Gao, B. J.; Zhang, R. X. J. Func. Poly 2010, 23, 256. [姜桂明, 高保娇, 张瑞霞. 功能高分子学报, 2010, 23, 256.](25) Jiang, G. M.; Gao, B. J.; Zhang, R. X. J. Func. Poly 2010, 23, 256. [姜桂明, 高保娇, 张瑞霞. 功能高分子学报, 2010, 23, 256.]

    26. [26]

      (26) Nicell, J. A.;Wright, H. Enzyme and Microbial Technology 1997, 21, 302.  (26) Nicell, J. A.;Wright, H. Enzyme and Microbial Technology 1997, 21, 302.  

    27. [27]

      (27) Schultza, N.; Metreveli, G.; Franzreb, M.; Frimmel, F. H.; Syldatk, C. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 2008, 66, 39.  (27) Schultza, N.; Metreveli, G.; Franzreb, M.; Frimmel, F. H.; Syldatk, C. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 2008, 66, 39.  

    28. [28]

      (28) Talukder, M. M. R.; Tamalampudy, S.; Li C. J.; Yanglin, L.;Wu, J.; Kondo, A.; Fukuda, H. Biochemical Engineering Journal 2007, 33, 60(28) Talukder, M. M. R.; Tamalampudy, S.; Li C. J.; Yanglin, L.;Wu, J.; Kondo, A.; Fukuda, H. Biochemical Engineering Journal 2007, 33, 60

    29. [29]

      (29) Tsumoto, K.; Ejima, D.; Senczuk, A. M.; Kita, Y.; Arakawa, T. J. Pharm. Sci. 2007, 96, 1677.  (29) Tsumoto, K.; Ejima, D.; Senczuk, A. M.; Kita, Y.; Arakawa, T. J. Pharm. Sci. 2007, 96, 1677.  

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  873
  • 文章访问数:  2942
  • HTML全文浏览量:  64
文章相关
  • 发布日期:  2011-10-27
  • 收稿日期:  2011-06-27
  • 网络出版日期:  2011-09-13
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章