[发明专利]一种提取纯化小麦胚芽脂肪酶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提取纯化植物脂肪酶的方法，特别是指纯化小麦胚芽脂肪酶的方法，属生物工程技术领域。

背景技术

    脂肪酶（EC 3.1.1.3）是一种重要的水解酶类，在食品、药品、化工等行业得到广泛应用。脂肪酶种类很多，其中绝大多数来自于微生物，少数来自于动物，而极少数来自于植物。小麦胚芽脂肪酶是一种存在于小麦中的脂肪酶，由于其热稳定性以及在小麦发芽中的重要性，为大家所关注。一般认为小麦胚芽当中富含多种酶类，有α-淀粉酶、脂肪酶、酯酶、脂肪氧化酶和蛋白酶等，其中主要是脂肪酶以及酯酶；尤其是在发芽后所显示的酶活主要是脂肪酶酶活。

小麦胚芽脂肪酶的存在对小麦胚芽的保藏是十分不利的，它能短时间内水解油脂，使其脂肪酸值大幅度升高, 引起麦胚酸败变质；同时，微生物生长繁殖快，也会导致麦胚出现结块、霉变和发酵等变质现象。所以，目前对小麦胚芽脂肪酶的研究大多集中在该酶在小麦胚芽中稳定性以及如何快速降低其水解活性，防止麦胚酸化变质。对小麦胚芽脂肪酶用于催化生物反应过程研究相对较少，主要集中在手性拆分和油脂工业方面。据报道，小麦胚芽脂肪酶在立体选择性方面并不符合Kazlauskas规则，呈现为反K氏规则，是现有唯一天然来源的反K氏规则的脂肪酶，这在手性拆分和脂肪酶催化分子机理解析方面具有重要的意义。在油脂催化方面，目前认为，小麦胚芽脂肪酶对短链的甘油三酯具有较好的催化作用。总体而言，相对于其它脂肪酶，小麦胚芽脂肪酶具有来源广泛，可以从小麦加工废弃物麦胚中提取获得，如能利用，将能获得一种质优价廉适合大宗油脂产品加工的脂肪酶。

相较微生物来源脂肪酶，小麦胚芽脂肪酶是植物脂肪酶，植物中含有多种色素、杂蛋白和糖类物质等，因此分离纯化特别困难；而小麦胚芽脂肪酶粗酶具有稳定性差和专一性差等缺点，因此如不分离纯化将会限制了小麦胚芽脂肪酶的进一步应用。

长期以来，硫酸铵沉淀、透析、离子交换和凝胶层析等传统方法被用于小麦胚芽脂肪酶的提取与制备。总体而言，由于粗酶中杂质较多，各自的结构和功能性质各不相同，目前尚无成熟的分离纯化小麦胚芽脂肪酶的报道。因此需要提供一种快速分离纯化小麦胚芽脂肪酶的方法，以达到高回收率，收获高纯度的小麦胚芽脂肪酶。

发明内容

本发明的目的是为了克服小麦胚芽脂肪酶粗酶稳定性差和专一性差的缺点，提出一种高效提取纯化小麦胚芽脂肪酶的方法。该方法通过设计合成一种亲和配体，辅以常见的分离手段，经过简单的几步反应就达到了分离纯化的目的。在分离纯化过程中，反应条件温和，所用试剂毒性均较低，对人体和环境危害小，易于放大。

本发明的技术方案：一种提取纯化小麦胚芽脂肪酶的方法，具体包括如下几个步骤：

（1）高效提取粗酶：将小麦胚芽机械粉碎至100目，然后用含有Triton X-100，吐温-20，吐温-80或SDS中的一种表面活性剂的磷酸钠缓冲液；以小麦胚芽︰缓冲液质量比0.3-1︰1混合，其中磷酸钠缓冲液pH=7.0，混合振荡30min，控制与混合液质量比1︰1加入正己烷溶解除油，12000rpm室温离心10min后取上清，得粗酶液。

（2）硫酸铵沉淀和浓缩：将提取的粗酶液边搅拌边加入固体硫酸铵，使其中硫酸铵浓度为10%-15%，摇匀后静置，然后在转速4000rpm下离心10min，弃去上清，将蛋白质沉淀用蒸馏水溶解得到盐析液，回收率大于90%，纯化倍数1.40；选用过滤分子量为10000－15000Da的超滤膜对脂肪酶盐析液进行浓缩，获得超滤液。

（3）离子交换层析：采用DEAE-sepharose，DEAE-纤维素，Q-sepharose或superQ-sepharose中的一种离子交换柱层析纯化步骤（2）所得超滤液中的脂肪酶，较佳的采用DEAE-sepharose或Q-sepharose；

装柱后并用缓冲液平衡；将超滤液上样，上样量为柱体积的2－3倍，以含有1mol/L的NaCl的pH 8的0.05 mol/L磷酸钠缓冲液线性或梯度洗脱，流速为 1-5 mL/min，出现两个洗脱峰；收集活性峰，用透析袋浓缩。

（4）合成亲和介质：小麦胚芽脂肪酶亲和配体是苯甲嘧啶、胞嘧啶或精氨酸中的一种；层析介质是Sepharose、壳聚糖、硅胶或陶瓷颗粒中的一种，较佳的采用Sepharose或硅胶；

小麦胚芽脂肪酶亲和配体和由环氧氯丙烷活化后的层析介质通过和乙二胺、1,3-丙二胺、2-羟基-1,3丙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺中的一种作为间隔臂进行连接，合成亲和介质；