[发明专利]一种磁性交联酶聚集体及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及酶固定化技术领域，尤其涉及一种采用对苯醌作为交联剂交联酶聚集体和表面功能基化的磁性粒子制得的磁性交联酶聚集体及其制备方法和应用。

背景技术

漆酶是一种多铜氧化酶，作为绿色催化剂已广泛用于材料合成、环境污染物的降解和染料脱色、生物检测和电化学分析、造纸工业中的纸浆漂白和废水处理、纤维原料的降解等，有着广阔的应用前景（靳蓉，张飞龙，2013.漆酶的应用技术.中国生漆32,35–42）。然而，漆酶存在表达水平低、分离纯化操作复杂的问题，并且游离酶直接用于催化，其操作稳定性差、易失活、不易重复使用、难以实现过程连续化和自动化，反应后混入产品中往往造成酶和产物分离困难，因而导致其应用成本高而无法实现大规模工业化应用。

脂肪酶因其作用的底物范围广泛，而被广泛应用于医药、食品、香料、油脂、化妆品和农药等行业（Reetz,M.T.,2002.Lipases as practical biocatalysts.Curr.Opin.Chem.Biol.6,145–150）。但直接用游离的脂肪酶作催化剂，同样也存在上述问题。虽然，游离脂肪酶催化技术很成熟，但真正的产业化应用还是受到了很大的制约。酶固定化后使用可以克服上述游离酶存在的缺点，因此酶的催化技术产业化很大程度上依赖酶的固定化。

固定化酶的性能又主要取决于固定化的材料和固定化的方法。使用载体制备的固定化酶，由于载体占有很大的比例，按质量计算一般为固定化酶的99.9%到90%（Cao,L.Q.,Langen,L.V.,Sheldon,R.A.,2003.Immobilised enzymes:carrier-bound or carrier-free?Curr.Opin.Chem.Biol.14,387-394），这使酶的活力被“稀释”，大大降低了其催化效率，导致时空产率低（Tischer,W.,Kasche,V.,1999.Immobilized enzymes:crystals or carriers?Trends Biotechnol.17,326-335），且由于载体价格昂贵，导致固定化成本很高。因此，固定化酶开始转向无载体固定化技术，如交联酶晶体（Quiocho,F.A.,Richards,F.M.1964.Intermolecular cross-linking of a protein in the crystalline state:Carboxypeptidase A.Proc.Natl.Acad.Sci.USA.52,833–839）。然而制备交联酶晶体，要纯化酶分子并要结晶，结晶的条件苛刻，这就限制了其广泛应用。Cao等人（Cao,L.Q.,Rantwijk,F.V.,Sheldon,R.A.,2000.Cross-linked enzyme aggregates:A simple and effective method for the immobilization of penicillin acylase.Org.Lett.2,1361-1364）于2000年提出一种相对新型的固定化方法——交联酶聚集体技术。

交联酶聚集体无需引入载体，是一种酶本身作为载体的固定化酶，酶的负载量高，催化活性高，生产成本低，具有潜在的应用前景。