酶共价交联固定化的研究进展
摘要:酶作为一种具有催化反应快速进行的蛋白质物质,已广泛用于各个领域。在酶的固定化技术中,共价连接因连接牢固可以避免酶在使用时从载体泄漏,并可显著增强酶的刚性和稳定性。然而,传统共价连接多依赖组成酶蛋白的侧链氨基,连接位点选择盲目,连接反应随机进行,酶活性中心易被破坏导致固定化后酶活性大幅下降,大大增加了酶生物催化的成本。因此如何突破传统共价连接技术中的此类缺陷,实现高效及位点特异性的精准固定化变得十分重要。
关键词:生物酶;交联酶聚集体;共价交联;多点固定化
一、文献综述
1.引言
酶作为促进生化反应的大分子生物催化剂,在温和的pH、温度和压力条件下具有高化学选择性、立体选择性和区域选择性,利用酶催化剂可以避免使用稀有贵金属从而节约了后处理的成本[1]。因此,酶介导的生物催化过程在大规模工业和生物技术应用中变得越来越重要。但是,最初形式的酶在使用过程中会受到高成本、低稳定性、无法回收或不可再循环等因素的影响。固定化酶则为这些问题提供了解决方案[2]。酶固定化是指将可溶性酶限制在空间中,以生成不溶的、可重复使用的酶,该酶具有高催化活性和稳定性[3],可以回收和重复使用,同时有利于生物催化体系和反应混合物的分离,获得高纯度产品,更好的适用于实际生产。
2.依赖载体的酶的固定化方法
目前,各种固定在载体上的酶已用于工业方面,通常通过物理吸附、亲和标记、化学共价连接来实现酶的固定化[4]。吸附法较简单且成本低,通过该方法固定酶可以保留高的酶活,但是吸附的酶可能会逐渐从载体材料中泄漏出来,操作稳定性较低;对于共价或非共价连接方法,通常需要对载体材料进行表面改性以提高操作稳定性,非共价结合通常通过亲和相互作用来实现,此方法不适用于其他酶的常规固定;相反,共价连接方法由于会在酶侧链和载体材料之间发生化学反应,不需要目标酶的修饰,但表面改性的载体材料价格昂贵,且多反应位点易使酶的三维结构改变,导致酶活性损失,稳定性下降。因此,酶的无载体固定化引起了极大的兴趣。
3.新型微波辅助的无载体的交联酶聚集体的方法
