基于肽和棉纤维复合材料的乙酰胆碱酯酶模拟物研究

发布时间：2020-11-01 17:02

　　 酶是一种具有催化功能的蛋白质,几乎所有的细胞活动过程都需要酶的参与。酶在适宜的条件下能够进行高效率、高特异性和专一性的催化反应,其在传感、农药生产、制药工程以及食品工业等各个领域都有着广泛的应用。但是酶容易受到自身稳定性(变异和失活)、环境因素、制备纯化、回收利用、生产费用高等因素的影响,限制了其在工业及生活中的应用,模拟酶的出现,克服了天然酶的缺点,作为天然酶的替代者具有高效性却又有更宽泛的应用范围,因此受到科研工作者的广泛关注。水解酶是催化水解反应的一类酶的总称。本实验选择了六大酶类中的丝氨酸水解酶类作为模拟对象,以碘化乙酰硫代胆碱作为该模拟酶的催化底物,用控制变量法分别考察了模拟酶的pH值、温度、底物浓度、可重复使用性、酶的稳定性以及抑制剂对乙酰胆碱酯酶模拟物的抑制程度影响因素。天然水解酶中含有直接参与催化过程的催化基团(催化三联体)和底物结合的连接基团。因此,本实验通过将肽的催化中心(丝氨酸,谷氨酸,组氨酸)和结合位点的氨基酸色氨酸与棉纤维连接来模拟水解酶,得到模拟酶的最适条件。本实验首先将棉纤维醛基化,得到最佳的醛基化条件是氧化剂浓度在20 g/L温度是55℃的条件下反应1 h得出的氧化棉纤维的醛基含量是相对较好的),计算得出醛基化效率为1.5%。然后通过醛氨反应将小肽与棉纤维连接,得到连接效率为55%。模拟酶最佳催化条件为在碘化乙酰硫代胆碱浓度为0.683 mM,pH = 9.0,温度75℃达到最高的催化效率。得到酶的米氏常数Km=3.39 mM。此研究工作表明,设计的含有活性位点的短肽和棉纤维的组合体能够有效的模拟天然酶的活性部位,能够作为模拟酶材料。本研究期望为人造模拟酶的研究提供一些指导和帮助。
【学位单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB33
【部分图文】：

硝基苯酚乙酸酯和碘化乙酰硫化胆碱酯酶的水解。并且进一步证明了纤维化对催化??活性的重要性。２０１４年，反〇比１１￡１（＾７（：１１［１２６］等通过自组装肽，以锌离子为连接，形成??了一系列的含有锌离子的纳米纤维化水解模拟酶（图１－１）。文中设计七条小肽，??Ｚｎ２＋既有助于纤维形成，同时也起辅助作用以催化酰基酯水解。这些结果表明，朊??病毒样原纤维能够不仅催化它们自身的形成，而且还可以催化化学反应。因此，它??们可能已经成为现代酶发展的中间体。这些结果也对包含各种生物和非生物金属离??子的自组装纳米结构化催化剂的设计有影响。??图１－１概念和设计的概述［１２６１。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｏｖｃｉ＇ｖｉｃｗ?ｏｆ?ｃｏｎｃｅｐｔ?ａｎｄ?ｄｅｓｉｇｎ＊?１２６１??１．４棉纤维的构成与应用??棉纤维是有葡萄糖单体组成的天然高分子材料，它通过Ｐ—１，４糖苷键链接而成??（如图１－３）具有线性半刚性，而且每个葡萄糖单体上都有三个羟基，它们比较活??泼。由于棉纤维中含有许多的葡萄糖单体，而每个单体中都含有三个羟基，所以棉??纤维中含有大量的羟基，其中有一个是伯羟基有两个是仲羟基，通过一系列的化学??改性将棉纤维制成它的衍生物［１２７’１２８１。棉纤维是我们人类生存的大自然中含量极为??丰富的天然高分子化合物，具有极高的生物可降解性和循环再生能力。而且因为棉??纤维含有大量氢键的原因

３．１．１?ＤＮＰＨ的紫外可见吸收光谱的分析??对０．０１?ｍｇ／ｍＬＤＮＰＨ溶液进行紫外全光谱扫描得出ＤＮＰＨ溶液在３５５?ｎｍ处有??吸收峰（如图３－１），所以在３５５?ｎｍ处对ＤＮＰＨ溶液进行光度测量测出原始ＤＮＰＨ??溶液的紫外吸光度，再将２．４６?ｍｇ的醛基化棉花与６?ｍｌ?０．１?ｍｇ／ｍＬ?ＤＮＰＨ放入１５?ｍＬ??离心管中反应，最终测反应后的吸光度。??１．０??????０．８?－??０．６?－??ｕ＼／＼??０．２?－??０．０??１?１?＊?１?＇?１?＇?１??????２５０?３００?３５０?４００?４５０?５００?５５０??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ／ｎｍ??图３－１?ＤＮＰＨ的紫外全光谱扫描??Ｆｉｇｕｒｅ?３－１?ＵＶ?ｆｉｉｌｌ?ｓｐｅｃｔｍｍ?ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｏｆ?ＤＮＰＨ??３．１．２?ＤＮＰＨ的标准曲线的制备??依次取?０．１?ｍｇ／ｍＬ?ＤＮＰＨ?标液?０．６、０．８、１．０、１．２、１．４、１．６、１．８?ｍＬ?力口水至?３．００??ｍＬ，摇匀。于３５５?ｎｍ测定紫外吸光度Ａ，得到ＤＮＰＨ紫外吸收的标准曲线（如图??３－２）报据计算可以得出Ｒ２?＝?０．９９７，由此看出ＤＮＰＨ的浓度与吸光度的关系呈正相??关并且相关性高，并得出加入的ＤＮＰＨ的体积与ＤＮＰＨ的吸光度之间的关系是

３．１．４．１不同氧化剂的浓度对醛基含量的影响??在本实验中我们以不同浓度氧化剂的在５５°Ｃ温度下，反应１?ｈ的条件下进行棉??纤维的氧化反应来探究氧化剂浓度对醛基含量的影响（如图３－３）。??°．５：?Ｈ?一＾??〇?０．４?－?／??Ｉ?／??＿?／??〇．３?－?／??Ｍ?／??ｍ?ｖ??。＋２：?／??０．１?－?／??０．０????１?＇?１?１?１?１?１—??０?１０?２０?３０?４０??氧化剂浓度ｇ／Ｌ??图３－３不同氧化剂浓度对棉纤维醛基含量的影响??Ｆｉｇｕｒｅ?３－３?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｏｘｉｄａｎｔ?ｏｎ?ｃｏｔｔｏｎ?ｆｉｂｅｒ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｏｆ?ａｌｄｅｈｙｄｅ?ｇｒｏｕｐ．??由图可知，在氧化反应的初期阶段随着氧化剂高碘酸钠用量的增加，棉纤维??１８??
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本文编号：2865829