不同木质素对酶蛋白的吸附影响及酶活变化研究

发布时间：2021-10-12 11:04

　　通过3,5-二硝基水杨酸（DNS）和对硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷（pNPG）比色法,研究对比碱法和水溶预处理桉木得到的两种不同木质素对不同酶蛋白（纤维素酶、聚木糖酶和β-葡萄糖苷酶）的吸附和脱附影响差异,以及木质素吸附对不同酶蛋白活性的抑制影响。两种木质素对不同酶蛋白吸附实验表明,温度对碱木质素吸附酶蛋白能力的影响大于二甲苯磺酸钠（SXS）木质素,被吸附的酶蛋白更容易从SXS木质素上脱附下来;木质素吸附会显著降低酶活,升高温度可以提高木质素对酶蛋白的吸附能力,但会抑制酶活。 

【文章来源】：中国造纸学报. 2020,35(04)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

不同木质素对3种酶蛋白的吸附百分比

根据2.1中两种木质素的酶蛋白吸附实验结果，将吸附了酶蛋白（吸附条件：时间4 h、50℃）的碱木质素和SXS木质素过滤干燥后置于pH值=10的缓冲液中，同样在50℃下反应4 h，研究其脱附行为，结果如图2所示。由图2可知，两种木质素对3种酶蛋白的脱附能力强弱顺序均为β-葡萄糖苷酶>纤维素酶>聚木糖酶，且SXS木质素对3种酶蛋白的脱附效果均比碱木质素好；相同脱附条件下，碱木质素脱附了42.0%的纤维素酶，26.6%的聚木糖酶和44.5%的β-葡萄糖苷酶，而SXS木质素脱附了61.4%的纤维素酶，32.7%的聚木糖酶和64.6%的β-葡萄糖苷酶。由此可知，碱木质素对酶蛋白的吸附要强于SXS木质素，SXS木质素则更容易实现对酶蛋白的脱附。

将两种木质素置于5 mL的酶（酶浓度10%）中吸附4 h后，测定溶液中游离酶的酶活，结果如图3所示。由图3可知，在室温和50℃条件下，两种木质素对3种酶蛋白的吸附均降低了酶活，且50℃时，各酶蛋白的酶活下降更多。两种木质素的吸附都明显降低了3种酶的酶活，不同酶的酶活下降百分比如图4所示。由图1可知，碱木质素对纤维素酶的最大吸附百分比不超过12%，但其酶活在室温和50℃条件下分别下降了8.6%和15.3%（见图3(a））；而SXS木质素对纤维素酶的最大吸附百分比小于5%，却导致其酶活分别下降了25.8%（室温）和32.7%(50℃）。在室温和50℃下，碱木质素对聚木糖酶的最大吸附百分比分别为40.4%和59.5%，而对应的酶活下降了19.9%和33.8%（见图4）；而相同条件下，SXS木质素对聚木糖酶的最大吸附百分比分别为29.8%和39.7%，而对应酶活却均下降了约65%。但对β-葡萄糖苷酶而言，却存在碱木质素对其吸附量多，但其酶活下降少的现象。结合姚兰等[4]的实验结果分析，这可能是由于SXS木质素中一些可溶的小分子质量降解产物对酶的活力具有抑制作用或使其失去活性，从而使酶活降低。不同酶组分生物化学特性不同，且不同木质素的物理化学性质对不同酶组分的影响差异较大，在以后的工作中需要更深入的研究。

【参考文献】：
期刊论文
[1]木质纤维原料与纤维素酶相互作用的研究进展[J]. 万广聪,贾转,李明富,覃程荣,王双飞,闵斗勇.  中国造纸学报. 2018(03)
[2]木质素对纤维素酶的吸附作用研究[J]. 姚兰,周晓明,田彦,杨海涛.  中国造纸学报. 2016(04)
[3]纤维素酶在木质纤维素底物上的吸附、脱附以及循环利用[J]. 王钱钱,詹怀宇,孙建中,王志刚.  造纸科学与技术. 2014(03)
[4]木质素结构以及表面活性剂对木质素吸附纤维素酶的影响[J]. 姚兰,赵建,谢益民,杨海涛,曲音波.  化工学报. 2012(08)
[5]植物纤维素、木质素、半纤维素等的开发和利用[J]. 姚穆,孙润军,陈美玉,来侃.  精细化工. 2009(10)
[6]木质纤维素类生物质制备生物乙醇研究进展[J]. 王晓娟,王斌,冯浩,李志义.  石油与天然气化工. 2007(06)
[7]纤维素酶的滤纸酶活和CMC酶活的测定[J]. 张瑞萍.  印染助剂. 2002(05)
[8]木聚糖酶酶活的具体测定方法[J]. 李彩霞,房桂干,刘书钗.  林产化工通讯. 2001(01)
[9]pNPG法测定纤维素酶系中β-葡萄糖苷酶[J]. 姚卫蓉,丁霄霖.  微生物学通报. 1998(03)

博士论文
[1]全麻纤维的综合利用及木质素对纤维素酶吸附的研究[D]. 郭芬芬.山东大学 2014



本文编号：3432455