[发明专利]固定化脂肪酶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及固定化脂肪酶，尤其是涉及一种固定化脂肪酶的制备方法。

背景技术

脂肪酶(EC 3.1.1.3)又称三酰甘油酯水解酶，是催化酯类化合物的分解、合成、酯交换等多种反应的一类酶的总称^[1]。南极假丝酵母脂肪酶B(Candida antarctica lipase B，CALB)是一种重要的脂肪酶，具有很多优良特征，对水相和非水相的反应都有很强的催化能力，尤其是在氨解反应上得到广泛的应用。然而，脂肪酶的应用往往也受到酶活力低、稳定性差、回收利用困难等因素的影响，但是如果酶被固定化后再使用，可以在很大程度上避免这些问题。目前已经商业化的固定化脂肪酶是诺维信的Novozym 435，但是由于其价格昂贵，无法在工业上大规模利用。

用于固定化酶的载体主要分有机材料和无机材料两大类，无机材料中的介孔二氧化硅就被广泛应用在酶的固定化研究中。介孔二氧化硅(mesoporous silica,MPS)是一种多孔材料，孔径介于2～50nm，具有极高的比表面积、规则有序的孔道结构、狭窄的孔径分布、孔径大小连续可调^[2,3]等特点，是一种用于制备固定酶的不错的载体。

介孔材料固定蛋白质酶的方法有很多，例如吸附、交联都是比较常用的传统方法，但是这种通过物理方法固定得到的蛋白酶在催化的过程中容易浸出，酶分子很容易从载体上脱落下来，而载体与酶通过形成共价键得到的固定化酶就没有这些缺陷。目前，国内外已经有许多研究者做了介孔材料对酶的固定化方面的研究。B.Paul^[4]等人用介孔硅胶MCM-42和功能化的SBA-15将微过氧化物酶进行固定化研究，提高了酶的稳定性和使用寿命；Dirk Jung^[5]将葡萄糖氧化酶共价结合固定在化学改性的SBA-15上，该固定化酶与游离酶相比，贮藏稳定性明显得到提高，与通过物理吸附固定的酶相比，酶的浸出现象得到良好改善。Falahati M^[6]等人将β-乳球蛋白-B成功固定在胺官能化的纳米二氧化硅KIT-6上，得到的固定蛋白比游离蛋白的耐热能力更高。Michela Vittorini^[7]将厌氧乙醇脱氢酶固定在介孔二氧化硅SBA-15上，与游离酶相比，固定化酶在有机相中的稳定性显著增强。Bai^[8]等人利用改性的介孔二氧化硅固定脂肪酶，固定化酶相比游离酶的催化活性有明显提高。Ganapati D^[9]等人以六角介孔二氧化硅为载体通过物理方法将洋葱假单胞菌脂肪酶和CALB分别进行固定化，酶的回收活力仅仅26％。Emil Dumitriu^[10]等人用物理吸附的方法将CALB固定在介孔二氧化硅MCM-36上，吸附量仅仅达到4mgCALB/g载体。Yu Han^[11]利用压力驱动法将CALB固定在MPS上，固定化酶的可重用性和热稳定性都优于商业化的Novozyme435。Rosa M.^[12]同样也是利用物理方法将CALB固定在MPS上，将固定化酶与Novozyme435进行对比研究，固定酶的稳定性和重复利用性都很高。

参考文献：

[1]GANDHI N N.Applications of lipase[J].JAm Oil Chem Soc,1997,74(6):621-634.

[2]Kresge C T,Leonowicz M E,RothW J,et al.Ordered mesoporous molecular-sieves synthesize by a liquid-crystal template mechanism[J].Nature,1992,359:710-712.

[3]Beck J S,Vartuli J C,RothW J,et al.A new family of mesoporous molecular sieves prepared with liquid-crystal templates[J].JAm Chem Soc,1992,114(27):10834-10843.