多酶杂化纳米花级联反应体系的构建及其在催化降解淀粉和纤维素中的应用研究

发布时间：2022-12-11 20:11

　　淀粉和纤维素是生物质的重要组成成分,这两种物质在能源、食品、医药等行业都得到了普遍的应用。然而,如何拓宽淀粉的应用途径以及提高纤维素的利用率还面临着不小的挑战,因此,开发出新的方法来应对这些挑战,使淀粉和纤维素得到更好的利用,具有积极意义。酶作为一类生物催化剂,具有催化效率高、底物特异性强以及反应条件温和的特点,目前已被广泛地用于生物质的催化转化中。多酶级联反应能在不分离中间产物的条件下,实现反应底物到目标产物的一步快速转化。但是,由于固载材料制备困难以及酶在固定化过程中活性损失较大,固定化多酶级联反应仍面临着不少的问题。酶杂化纳米花具有高的比表面积、稳定的空间结构以及制备过程简单等优点,因而被广泛地用于酶的固定化。基于此,本研究制备了多酶杂化纳米花级联反应体系,并将其应用在淀粉和纤维素的催化转化中。主要研究内容如下:（1）本实验通过分区固定化法构筑了一种新型的多酶杂化纳米花级联反应体系（GA@GOx杂化纳米花）,并将其应用于“一锅法”催化转化淀粉为葡萄糖酸。在制备的过程中,首先通过自组装法构筑了葡萄糖氧化酶（GOx）杂化纳米花,然后通过葡萄糖淀粉酶（GA）与Cu²⁺

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 生物质
        1.1.1 淀粉资源及其利用
        1.1.2 纤维素资源及其利用
    1.2 多酶级联反应
        1.2.1 多酶级联反应简介
        1.2.2 固定化多酶级联反应的方法
    1.3 酶杂化纳米花
        1.3.1 酶杂化纳米花简介
        1.3.2 酶杂化纳米花的研究进展
    1.4 课题的选题目的、意义及研究内容
        1.4.1 选题目的和意义
        1.4.2 研究内容
第二章 分区固定化法构建多酶杂化纳米花级联反应体系及其对淀粉的催化降解研究
    2.1 引言
    2.2 实验试剂和仪器
        2.2.1 主要实验试剂
        2.2.2 相关试剂配制
        2.2.3 主要实验设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 GA@GO_x杂化纳米花的制备
        2.3.2 GA@GO_x杂化纳米花的稳定性
        2.3.3 GA@GO_x杂化纳米花的酶活测定
        2.3.4 GA@GO_x杂化纳米花的动力学常数
        2.3.5 HPLC法测定葡萄糖酸
        2.3.6 蛋白浓度的测定
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 GA@GO_x杂化纳米花的制备
        2.4.2 GA@GO_x杂化纳米花的表征结果与讨论
        2.4.3 GA@GO_x杂化纳米花的酶学性质
        2.4.4 GA@GO_x杂化纳米花的动力学常数
        2.4.5 GA@GO_x杂化纳米花的催化效率
    2.5 本章小结
第三章 随机共固定化法构建多酶杂化纳米花联反应体系及其对纤维素的催化降解研究
    3.1 引言
    3.2 实验试剂和仪器
        3.2.1 菌株与质粒
        3.2.2 主要实验试剂
        3.2.3 相关试剂配制
        3.2.4 主要实验设备
    3.3 实验方法
        3.3.1 EGLEH、CBHLEH和 GLEH的诱导表达
        3.3.2 EGLEH、CBHLEH和 GLEH的分离纯化
        3.3.3 SDS-PAGE凝胶电泳实验
        3.3.4 EGLEH、CBHLEH和 GLEH的酶活测定
        3.3.5 EGLEH-CBHLEH-GLEH-NF的制备
        3.3.6 EGLEH-CBHLEH-GLEH-NF的稳定性
        3.3.7 EGLEH-CBHLEH-GLEH-NF的酶活测定
        3.3.8 蛋白浓度的测定
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 EGLEH和 CBHLEH的诱导表达
        3.4.2 EGLEH和 CBHLEH的分离纯化
        3.4.3 EGLEH-CBHLEH-GLEH-NF的制备
        3.4.4 EGLEH-CBHLEH-GLEH-NF的表征结果分析
        3.4.5 EGLEH-CBHLEH-GLEH-NF的酶学性质
        3.4.6 EGLEH-CBHLEH-GLEH-NF的热变性研究
        3.4.7 EGLEH-CBHLEH-GLEH-NF的动力学常数
        3.4.8 EGLEH-CBHLEH-GLEH-NF的应用研究
    3.5 本章小结
第四章 结论及创新点
    4.1 本研究的主要结论
    4.2 本研究的创新点
参考文献
致谢
硕士期间研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]纤维素的降解制备及应用研究进展[J]. 刘晓飞,郑志辉,宋洁,侯艳,南雪梅,张娜.  食品工业. 2020(02)
[2]固定化多酶级联反应器[J]. 郭华,张蕾,董旭,申刚义,尹俊发.  化学进展. 2020(04)
[3]淀粉塑料的加工成型研究进展[J]. 周文,陈春昊,银鹏,郭斌,黄亚男,李盘欣.  塑料工业. 2019(08)
[4]论中国生物能源发展的根本出路[J]. 彭良才.  华中农业大学学报(社会科学版). 2011(02)
[5]生淀粉发酵生产燃料酒精的进展[J]. 欧平.  广西轻工业. 2010(06)
[6]葡萄糖酸合成方法研究进展[J]. 郭凤华,刘昌俊.  化学工业与工程. 2007(02)
[7]葡萄糖淀粉酶研究进展[J]. 杨依军，李多川，沈崇尧.  微生物学通报. 1996(05)

博士论文
[1]近临界水液化生物质及其应用研究[D]. 高岩.吉林大学 2019

硕士论文
[1]玉米淀粉糖生产工艺改进研究[D]. 李娜.齐鲁工业大学 2014
[2]固定化葡萄糖氧化酶生产葡萄糖酸钠的研究[D]. 张岳勋.山东轻工业学院 2011
[3]纤维素稀酸水解制取燃料酒精的试验研究[D]. 安宏.浙江大学 2005



本文编号：3719422