酪氨酸酶在聚丙烯腈载体上的固定化及其降解含酚溶液的研究
发布时间：2020-07-17 10:24
【摘要】：酪氨酸酶是一种金属含铜酶,在氧气作用下可以催化氧化芳香族化合物,尤其对水介质中的酚类物质具有良好的催化活性,被广泛用于含酚废水的无害化处理。本课题采用戊二醛交联法,选取聚丙烯腈作为载体,对酪氨酸酶进行了固定。在此基础上对其固定化机理、最佳固定化条件、酶学性质做了进一步研究,并利用固定化酪氨酸酶去除溶液中的苯酚,探究了它的催化氧化性能。在第二章中,实验制备了聚丙烯腈微球并对其进行了活化改性,最终将酪氨酸酶固定于其上。随后利用红外光谱仪、扫描电镜以及能谱仪对酶固定化前后的重要性质予以了表征。酶固定化过程经过优化后的操作条件如下:固定化时间为20h;酶溶液浓度为1mg/mL;戊二醛浓度为10%;最适pH为7.5;最适温度为35℃;在最佳操作条件下,载酶量的最大值为18.3mg/g微球;固定化酶活性保留值可达75%。在第三章中,实验对几个酶学的重要性质进行了探究。包括酶促反应最适pH、最适温度以及米氏常数(Km)。研究发现固定后的酪氨酸酶反应最适pH和温度分别为7.0和35℃,其米氏常数值为2.41mM,高于游离酶,表明酶在固定后其与底物的亲和力较游离状态下更低。在第四章中,实验着重研究了固定化酪氨酸酶催化氧化降解苯酚的性能并探究了其降解苯酚的最适条件。结果发现,在最适降解环境下(通O2 10min,pH 7.0,温度40℃,时间12h),被固定的酪氨酸酶可以高效的去除溶液中的苯酚,在保存60天后,其相对活性仍然接近60%,较游离酶有较大幅度提高;而在循环利用8次以上后,也拥有60%左右的相对活性,呈现出良好的循环使用性。在第五章中,实验利用CCK-8法对固定化酪氨酸酶催化氧化去除苯酚的生物安全性进行了评估。研究发现,细胞在经固定化酶处理后的中低浓度含酚溶液中较未处理的同样组成的溶液中存活率为高。流式细胞仪检测细胞凋亡结果显示,苯酚浓度越高,越易诱导L02细胞发生凋亡。而细胞周期分析的机理揭露,由于苯酚的影响,导致大量细胞增殖被阻断在S期,最终引发细胞存活率下降,这可能是源于苯酚促使细胞周期蛋白Cyclin E变性所致。
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ426.97;X703
【图文】：
图１－４工业含酚废水逡逑酚类化合物包含苯酚以及苯酚的衍生物。由于其在造纸、金属纸张，金属，逡逑树脂，塑料，杀虫剂和医药领域应用广泛［４６４＇所以也成为工厂废水中非常常见逡逑的环境污染物。大部分酚类化合物都是有毒的并且难以降解，在一定浓度下会对逡逑哺乳动物和人体的部分脏器产生致癌作用。其中的苯酚不仅可能会引起消化系统、逡逑循环系统以及神经系统方面的疾病［４８４９１同时还会对肾上皮细胞产生诱变效应，逡逑抑制该种细胞的生长［５Ｑ］。大部分石油化工和煤化工企业排出的未经处理的废水逡逑中酚含量可达２０００－１２０００ｍｇ／Ｌ［５１】，而当水体中的酚含量大于５ｍｇ／Ｌ时，就有可能逡逑造成鱼类的死亡。含酚废水的任意排放，对人类危害同样严重。当人体摄入一定逡逑量后会出现急性中毒症状，严重时会发生受损组织坏死、虚脱甚至导致中毒者死逡逑亡。在实际含酚废水的处理中，对浓度高的废水，通常采取回收酚类加以循环；逡逑而对低浓度废水在排放前则需进行相应的技术处理，使之达到国家要求的排放标逡逑准。美国环境保护署（ＥＰＡ）要求废水中苯酚排放的含量不能超过ｌｍｇ／Ｌ；我国逡逑的《污水综合排放标准》（ＧＢ８９７８－１９９６）也规定其三级排放浓度不能超过逡逑—一
此近年来受到广泛关注［６６４＇逡逑１．４．２酪氨酸酶结构分析逡逑双胞蘑菇酪氨酸酶较为容易从天然菌体中获得，本节以双胞蘑菇酪氨酸酶逡逑为例，对其进行结构分析。其存在方式为一种四倍体复合物由四个亚基组成，逡逑而每一个亚基包都含一个铜原子。该酪氨酸酶的分子量约为１２０ＫＤ，由两个逡逑４３ＫＤ的亚基组合而成，其中的Ｈ亚基是酪氨酸酶的活性决定域［６８］。亚基中两逡逑条不同类型的Ｈ链，分别由Ｈａ邋（４８ＫＤ）和Ｈｂ（４５邋ＫＤ）这两种同工酶催化形逡逑成，进而形成两种完全不同形式的四倍体，一个是Ｈａ２Ｌ２另一个是Ｈｂ２Ｌ２。逡逑而对于Ｌ亚基存在的意义和其发挥的作用目前还有待进一步研[偯魅贰ｅ义希祝幔睿纾螅幔裕桑螅恚幔幔妫サ壤茫兀湎呓峋аЫ獬隽怂⒐嚼野彼崦阜肿咏徨义瞎埂Ｈ缤迹保端荆弥置咐嗉易逯械冢忱嗷虮嗦氲慕峁刮恢炙木厶澹义义戏嵌猿疲湓诳占渥槌缮洗嬖诹街峙帕蟹绞健Ｏ喽杂冢岫裕庠谛纬伤木厶邋义鲜币倭酱涡鄣蚨弥峙帕蟹绞礁飨蛴谖榷ǎ撇猓馐歉美嗷虮噱义下氲睦野彼崦缸钪饕拇嬖谛问健ｅ义
本文编号：2759307
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ426.97;X703
【图文】：
图１－４工业含酚废水逡逑酚类化合物包含苯酚以及苯酚的衍生物。由于其在造纸、金属纸张，金属，逡逑树脂，塑料，杀虫剂和医药领域应用广泛［４６４＇所以也成为工厂废水中非常常见逡逑的环境污染物。大部分酚类化合物都是有毒的并且难以降解，在一定浓度下会对逡逑哺乳动物和人体的部分脏器产生致癌作用。其中的苯酚不仅可能会引起消化系统、逡逑循环系统以及神经系统方面的疾病［４８４９１同时还会对肾上皮细胞产生诱变效应，逡逑抑制该种细胞的生长［５Ｑ］。大部分石油化工和煤化工企业排出的未经处理的废水逡逑中酚含量可达２０００－１２０００ｍｇ／Ｌ［５１】，而当水体中的酚含量大于５ｍｇ／Ｌ时，就有可能逡逑造成鱼类的死亡。含酚废水的任意排放，对人类危害同样严重。当人体摄入一定逡逑量后会出现急性中毒症状，严重时会发生受损组织坏死、虚脱甚至导致中毒者死逡逑亡。在实际含酚废水的处理中，对浓度高的废水，通常采取回收酚类加以循环；逡逑而对低浓度废水在排放前则需进行相应的技术处理，使之达到国家要求的排放标逡逑准。美国环境保护署（ＥＰＡ）要求废水中苯酚排放的含量不能超过ｌｍｇ／Ｌ；我国逡逑的《污水综合排放标准》（ＧＢ８９７８－１９９６）也规定其三级排放浓度不能超过逡逑—一
此近年来受到广泛关注［６６４＇逡逑１．４．２酪氨酸酶结构分析逡逑双胞蘑菇酪氨酸酶较为容易从天然菌体中获得，本节以双胞蘑菇酪氨酸酶逡逑为例，对其进行结构分析。其存在方式为一种四倍体复合物由四个亚基组成，逡逑而每一个亚基包都含一个铜原子。该酪氨酸酶的分子量约为１２０ＫＤ，由两个逡逑４３ＫＤ的亚基组合而成，其中的Ｈ亚基是酪氨酸酶的活性决定域［６８］。亚基中两逡逑条不同类型的Ｈ链，分别由Ｈａ邋（４８ＫＤ）和Ｈｂ（４５邋ＫＤ）这两种同工酶催化形逡逑成，进而形成两种完全不同形式的四倍体，一个是Ｈａ２Ｌ２另一个是Ｈｂ２Ｌ２。逡逑而对于Ｌ亚基存在的意义和其发挥的作用目前还有待进一步研[偯魅贰ｅ义希祝幔睿纾螅幔裕桑螅恚幔幔妫サ壤茫兀湎呓峋аЫ獬隽怂⒐嚼野彼崦阜肿咏徨义瞎埂Ｈ缤迹保端荆弥置咐嗉易逯械冢忱嗷虮嗦氲慕峁刮恢炙木厶澹义义戏嵌猿疲湓诳占渥槌缮洗嬖诹街峙帕蟹绞健Ｏ喽杂冢岫裕庠谛纬伤木厶邋义鲜币倭酱涡鄣蚨弥峙帕蟹绞礁飨蛴谖榷ǎ撇猓馐歉美嗷虮噱义下氲睦野彼崦缸钪饕拇嬖谛问健ｅ义
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