大豆磷脂酶D的固定化及其催化功能

孫紅葉, 朱夢男, 姚改芳, 張 華, 金日生

(合肥工業大學 食品與生物工程學院,安徽 合肥 230009)

大豆磷脂酶D(Phospholipase D,PLD)即磷脂酰膽堿水解酶,是一種高效的生物酶催化劑,催化大豆卵磷脂(PC)水解產生膽堿和磷脂酸(PA)[1-3],但高溫、極端的pH及有機溶劑會破壞酶蛋白的自身結構,導致其催化效率降低[4-5];且反應結束后,游離酶很難回收和再利用,導致生產成本增加[6-7],使得酶促反應發展十分緩慢。研究發現固定化技術可以解決上述游離PLD所存在的問題[8]。固定化酶的方法和載體是影響酶比活和固定化速率的兩個重要因素[9]。研究表明固定化后的PLD對pH的耐受性、熱穩定性、儲藏穩定性和運行穩定性都得到了明顯的提升[10-11]。近幾年納米及帶有多孔材料的載體成為了固定化酶的研究熱點[12]。由于介孔二氧化硅具有易于合成、可調節的孔徑、較大的比表面積、化學和力學特性穩定、生物相容性優異等特點,被廣泛應用到固定化酶中[13-14]。磷脂酰絲氨酸(Phosphatidylserine,PS)在自然界中的含量極低[15-16],目前,其合成最有效的方法是利用PLD的轉磷脂酰化反應在水-有機界面以大豆卵磷脂和L-絲氨酸作為反應底物進行催化合成[17-18]。由于酶轉化法合成PS發生在水-有機體系中,游離磷脂酶D與有機溶劑接觸會造成酶分子的變性,酶活性降低,導致催化合成PS的產率降低[19-20]。此外,游離酶不易回收利用,會使PS的生產成本增加[21]。

因此,本研究首先通過非極性溶劑輔助St?ber法制備納米級介孔二氧化硅作為固定化酶的載體,通過吸附-沉……