一种利用富羟基分子提高脂肪酶极端条件稳定性的方法及贡献评价方法

专利检索2026-10-01  1


本发明涉生物酶领域,具体涉及一种利用富羟基分子提高脂肪酶极端条件稳定性的方法及贡献评价方法。


背景技术:

1、蛋白质是由氨基酸通过脱水缩合组成的多肽链经盘曲折叠而形成的一种具有复杂的空间立体结构的生物大分子,其结构易受外界条件的破坏,如:在高温、极端ph或有机溶剂环境中,往往会通过破坏酶的构象使酶的稳定性大大降低,从而严重影响酶的功能。因此,为了实现酶在极端条件下仍能保持更多活性,使用富羟基分子作为酶构象的稳定剂。

2、目前,光谱学成为检测蛋白质结构及其与小分子化合物间的相互作用的有效工具。蛋白质分子中的芳香族氨基酸(色氨酸(trp)、酪氨酸(tyr)、苯丙氨酸(phe))残基对紫外光与荧光都具有响应,由于这些氨基酸残基对微环境的变化非常敏感,可以通过观察uv-vis吸收峰和最大荧光发射峰的波长是否发生红移或蓝移,以及紫外吸收的增色或减色效应和荧光猝灭,来判断这些氨基酸所处的微环境的极性变化,从而反映出蛋白质三级结构的变化。蛋白质骨架中的肽键在远紫外区具有圆二色性,因此,可以采用圆二色光谱解析蛋白质各二级结构含量的变化。蛋白质的二级结构还可以利用酰胺带的红外光谱进行解析。


技术实现思路

1、发明目的:本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种利用富羟基分子提高脂肪酶极端条件稳定性的方法及贡献评价方法。

2、为了解决上述技术问题,本发明公开了如下技术方案:

3、第一方面,本发明公开了富羟基分子在提高脂肪酶稳定性中的应用。

4、其中,所述富羟基分子包括糖类化合物和醇类化合物,优选为糖类化合物。

5、其中,所述糖类化合物包括葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉、壳聚糖、葡聚糖、琼脂糖、乳糖、半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖、甘露糖、乳果糖、1,4-二硫苏糖醇、木糖和木聚糖中的任意一种或多种组合,优选为葡萄糖。

6、其中,所述醇类化合物包括甘油、乙二醇、丙二醇、丙三醇、1,4-丁二醇、甘露醇、山梨醇、聚乙二醇、聚乙烯醇和聚丙二醇中的任意一种或多种组合。

7、其中,所述提高脂肪酶稳定性为提高脂肪酶在极端条件下的稳定性,包括耐高温热稳定性、耐极端ph稳定性以及耐有机溶剂稳定性。

8、如将富羟基分子、脂肪酶和溶剂混匀,以提高脂肪酶稳定性,所述溶剂为水和/或有机溶剂。

9、其中,所述富羟基分子、脂肪酶和溶剂的混合体系中,富羟基分子的浓度为0.01-0.5g/ml。

10、其中,所述富羟基分子、脂肪酶和溶剂的混合体系中,脂肪酶的浓度为0.1-5mg/ml,脂肪酶的酶活力为250-350u/g。

11、其中,所述混匀包括摇床,所述摇床为在2-6℃,200-300rpm的条件下孵育0.2-4h,在一些实施例中为在4℃,250rpm的条件下孵育0.5h。

12、第二方面,本发明公开了一种评价富羟基分子对提高脂肪酶稳定性贡献的方法,所述方法包括将含富羟基分子、脂肪酶和溶剂的混合溶液在极端条件处理后所得溶液采用下述任意一种或多种方法进行评价;

13、(1)将所得溶液催化棕榈酸对硝基苯酯水解得到对硝基苯酚,使用紫外-可见吸收光谱仪检测对硝基苯酚在407-413nm处的紫外吸光度,计算经极端条件处理后脂肪酶的活性;

14、(2)将所得溶液稀释后,采用光谱检测极端条件处理后脂肪酶二级结构与三级结构的变化。

15、其中,所述极端条件为高温、极酸、极碱和有机溶剂中的任意一种或几种组合。

16、其中,所述高温为40-80℃,优选为45-75℃,优选为50-70℃;优选地,所述高温为高温孵育,优选为高温孵育后再冰浴;优选地,所述孵育的时间为1.5-4.5h,优选为2.5-3.5h;优选地,所述冰浴的时间为2-20min,优选为5-15min。

17、其中,所述极酸为ph2-6;所述极碱为ph8-10。

18、其中,所述有机溶剂包括醇类化合物、乙腈和丙酮,所述醇类化合物包括c1-c3醇。

19、方法(2)中,所述光谱包括用于二级结构分析的光谱和用于三级结构分析的光谱;所述用于二级结构分析的光谱为圆二色谱、红外光谱和拉曼光谱中至少一种,优选为光谱为圆二色谱;所述用于三级结构分析的光谱为x射线晶体学、荧光光谱、紫外-可见吸收光谱和核磁共振光谱中至少一种,优选为紫外-可见吸收光谱。

20、其中,所述圆二色谱测试条件为比色皿光程为0.8-1.2mm,单点扫描时间为0.7-0.8s,扫描范围为195-260nm,步长为0.8-1.2nm;所述紫外-可见吸收光谱扫描范围200-800nm;在一些实施例中,圆二色谱条件为比色皿光程为1mm,单点扫描时间为0.75s,扫描范围为195-260nm,步径为1nm;所述紫外-可见吸收光谱扫描范围200-800nm。

21、本发明中所述脂肪酶包括南极假丝酵母脂肪酶b(calb)。

22、有益效果:

23、(1)本发明以富羟基分子作为酶稳定剂,保护脂肪酶在极端条件下,如:高温、极端ph、有机溶剂等极端条件下长时间储存,依然具有较好的稳定性。

24、(2)本发明采用多种光谱学检测富羟基分子对脂肪酶的活性构象的贡献。



技术特征:

1.富羟基分子在提高脂肪酶稳定性中的应用,其特征在于,所述富羟基分子包括糖类化合物和醇类化合物。

2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述糖类化合物包括葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉、壳聚糖、葡聚糖、琼脂糖、乳糖、半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖、甘露糖、乳果糖、1,4-二硫苏糖醇、木糖和木聚糖中的任意一种或多种组合;所述醇类化合物包括甘油、乙二醇、丙二醇、丙三醇、1,4-丁二醇、甘露醇、山梨醇、聚乙二醇、聚乙烯醇和聚丙二醇中的任意一种或多种组合。

3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,富羟基分子为葡萄糖。

4.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,将富羟基分子、脂肪酶和溶剂混合后提高脂肪酶稳定性;优选地,所述提高脂肪酶稳定性为提高脂肪酶在极端条件下的稳定性;优选地,所述溶剂为水和/或有机溶剂。

5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,所述富羟基分子、脂肪酶和溶剂的混合体系中,富羟基分子的浓度为0.01-0.5g/ml。

6.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,所述富羟基分子、脂肪酶和溶剂的混合体系中,脂肪酶的浓度为0.1-5mg/ml,脂肪酶的酶活力为250-350u/g。

7.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,所述混合为将脂肪酶、富羟基分子和溶剂混匀,摇床;优选地,所述摇床为在2-6℃,200-300rpm的条件下孵育0.2-4h。

8.一种评价富羟基分子对提高脂肪酶稳定性贡献的方法,其特征在于,包括将含富羟基分子、脂肪酶和溶剂的混合溶液在极端条件处理后所得溶液采用下述任意一种或多种方法进行评价;

9.根据权利要求1或4或8所述方法,其特征在于,所述极端条件为高温、极酸、极碱和有机溶剂中的任意一种或几种组合;

10.根据权利要求9所述方法,其特征在于,方法(2)中,所述光谱包括用于二级结构分析的光谱和用于三级结构分析的光谱;所述用于二级结构分析的光谱为圆二色谱、红外光谱和拉曼光谱中至少一种,优选为光谱为圆二色谱;所述用于三级结构分析的光谱为x射线晶体学、荧光光谱、紫外-可见吸收光谱和核磁共振光谱中至少一种,优选为紫外-可见吸收光谱;优选地,所述圆二色谱测试条件为比色皿光程为0.8-1.2mm,单点扫描时间为0.7-0.8s,扫描范围为195-260nm,步长为0.8-1.2nm;


技术总结
本发明提供了一种利用富羟基分子提高脂肪酶极端条件稳定性的方法及贡献评价方法,所述富羟基分子包括糖类化合物和醇类化合物。本发明以富羟基分子作为酶稳定剂,保护脂肪酶在极端条件下,如:高温、极端pH、有机溶剂等极端条件下长时间储存,依然具有较好的稳定性,采用多种用于分析蛋白质二级与三级结构的光谱学手段进行测试。

技术研发人员:王振富,王红,庄伟,王志,张珂珂,蔡亚凡,王石垒
受保护的技术使用者:郑州大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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