[发明专利]固定化酶载体的修饰方法及应用

说明书

本申请提供了固定化酶载体的修饰方法，包括以下步骤：使固定化酶载体，优选多孔无机材料，与醇溶蛋白接触。本申请还提供了修饰的固定化酶载体及其用途，制备固定化酶组合物的方法，以及固定化酶组合物及其用途。

技术领域

本申请属于酶工程领域。具体而言，本申请涉及固定化酶载体的修饰方法以及固定化酶载体及其用途。在更具体的方面，本申请提供了固定化酶组合物的制备方法，以及通过所述方法制备的固定化酶组合物及其用途。

背景技术

生物酶是具有催化功能的蛋白质，它是从生物体中产生的，具有特殊的催化功能，因此生物酶的制造和应用领域逐渐扩大。其中，脂肪酶(Lipase，EC 3.1.1.3)，亦称三酰基甘油酰基水解酶，是重要的工业酶制剂品种之一，其可以催化解脂、酯交换、酯合成等反应，被广泛应用于油脂加工、食品、医药、日化等工业。目前，脂肪酶大规模工业应用的难点主要是酶液价格昂贵，使用成本高。酶固定化是解决这个难点的有效方法之一，它将生物酶限域到载体材料上，使得生物酶不溶于反应介质，从而达到生物酶回收和循环利用的目的。目前，充当固定化酶载体的材料主要有两类，一类是离子交换树脂等颗粒性载体，一类是白炭黑、活性炭、硅藻土等粉末类多孔吸附质材料。与树脂类载体相比，白炭黑等多孔吸附质材料因其巨大的比表面积，高的孔体积，优良的机械稳定性和低廉的价格等优点，而受到广泛关注，被用于粉末类固定化酶优良载体的开发。可以通过物理吸附的方法将生物酶固定到此类吸附质材料上，但酶与载体分子的相互作用力不强，容易导致酶的固定化效率及稳定性下降。

对载体材料进行表面改性是提高固定化酶催化性能的一种有效方法。目前对白炭黑等氧化硅材料进行改性的方法主要是利用硅烷偶联剂或者功能化聚硅氧烷跟二氧化硅表面的硅羟基反应。例如Mesa课题组(Claudia Bernal,Juan C.Poveda-Jaramillo,MonicaMesa,Raising the enzymatic performance of lipase and protease in thesynthesis of sugar fatty acid esters,by combined ionic exchange-hydrophobicimmobilization process on aminopropyl silica support.Chemical EngineeringJournal,2018,334,760-767)利用3-氨丙基三乙氧基硅烷或者3-氨丙基三甲氧基硅烷对氧化硅进行改性，并用于脂肪酶固定化，所得固定化酶在蔗糖脂肪酸酯合成反应中表现出好的催化活性。这种改性方法硅烷偶联剂用量大，利用率低，且功能基团嫁接密度小，操作复杂，材料改性成本较高。中国专利申请CN 104087571A描述了一种利用含氢硅油对二氧化硅进行改性，并利用改性二氧化硅做载体固定化脂肪酶的方法，该方法所使用的含氢硅油改性剂和催化剂价格昂贵，改性步骤繁琐，处理成本高。

除小分子外，利用大量蛋白分子对载体进行填充包附是改善固定化酶性能的另一种方式。例如美国专利US5232843A利用非脂肪酶对疏水型氧化硅类载体或者离子交换树脂载体的固定化酶进行填充包附，使固定化酶表现出高于未经非脂肪酶蛋白填充固定化酶的催化活性，该方法主要使用水溶性非脂肪酶蛋白对固定化酶进行包附填充，且所包附固定化酶载体必须经过硅脂疏水改性或者包含离子交换基团，对普通的亲水型多孔材料固载酶未能表现出明显的改善酶活效果。

目前本领域仍然需要开发绿色安全，价格低廉的粉末型改性吸附剂材料，并将其作为生物酶载体，用于开发具有高催化活性和循环稳定性的固定化酶产品。

发明概述

本发明所要解决的技术问题是开发具有高催化活性和循环稳定性的固定化酶。

为解决上述技术问题：

第一方面，本申请提供了固定化酶载体的修饰方法，其包括以下步骤：使固定化酶载体，优选多孔无机材料，与醇溶蛋白接触。