纳豆激酶集成化分离技术

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中科院力学所科技成果——低成本高纯度纳豆激酶的生产技术

中科院力学所科技成果——低成本高纯度纳豆激酶的生产技术

中科院力学所科技成果——低成本高纯度纳豆激酶
的生产技术
技术介绍及特点
以由黄豆或鹰嘴豆等发酵得到的粗品纳豆激酶作为原料,通过批量结晶纯化的方法获得高纯度纳豆激酶,具有的技术特点如下:(1)工艺简单
在粗品纳豆激酶溶液中通过加入多种环境友好的试剂,在室温条件下经搅拌、静置生长一段时间(2-5天)后,粗品纳豆激酶中的杂质留在溶液中,溶液中的固体为纳豆激酶晶体。

简单固/液分离后即可得到高纯度纳豆激酶。

高纯度纳豆激酶生产工艺适宜于工业化生产。

(2)产品纯度高
纳豆激酶晶体纯度不低于80%。

实验室制备的10ml级纳豆激酶晶体溶液(左图)
纳豆激酶晶体照片(右图)
(3)产品成本低
公司单价(元/g)
大和公司(日本):84
和光纯药公司(日本):130
燕京啤酒(中国):124
我们制备的高纯纳豆激酶:40
备注:其他公司的产品非高纯纳豆激酶。

应用领域及前景分析
应用领域:特膳食品、功能性食品、保健品等。

前景分析:国内预制食品产业达到1万亿。

特膳食品属于功能性预制食品,目前正处于市场的起步阶段,纳豆激酶特膳食品在预制食品应用市场上是个空白,因此将有巨大的市场空间。

知识产权情况
结晶纯化工艺目前作为商业秘密,未申请专利。

检索国内外文献,未能检索到相关的纯化工艺报道,也未能检索到高纯纳豆激酶的工业化生产的报道。

纳豆激酶分离纯化技术的研究

纳豆激酶分离纯化技术的研究
第 22 卷 第 3 期 2008 年 9 月
山 东 轻 工 业 学 院 学 报 JOURNAL OF SHANDONG INSTITUTE OF LIGHT INDUSTRY
文章编号 :1004 - 4280 (2008) 03 - 0024 - 04
纳豆激酶分离纯化技术的研究
0 引言
纳豆激酶 (Nattokinase ,NK) 是日本学者须见洋 行从日本食品纳豆中纯化分离出的一种具有溶血栓 功能的丝氨酸蛋白酶 ,它是由枯草杆菌 ———纳豆菌 ( Bacillus natto) 发酵大豆后所产的酶[1] 。由于 NK 作 用迅速 ,维持时间长 ; 源于食品 ,安全性好 ; 分子量 小 ,是一个单链蛋白质 ,更易被人体消化道吸收 ;对 纤维蛋白的作用机制不同于尿激酶等现用于临床的 药物 ,它同其他纤溶酶一样直接作用于纤维蛋白 ,同
Phenyl Sepharose 疏水柱层析 Sephadex G2150 凝胶过滤层析 Sephadex G2100 凝胶过滤层板
第 22 卷
SDS - PAGE 测得 分子量ΠkDa

28 28 28 和 38
纯化倍数酶率活Π回%收
①4. 75 ②1. 32

①74. 3 ②77. 0

50
40
产品的生产主要是发酵液经过一系列的分离纯化方
具有操作简便 、可规模化生产及选择性强等特点 ,广 泛应用于规模化工业生产中 。基本工艺流程是离心 除菌 →盐析 (或有机溶剂沉淀) →超滤浓缩 →凝胶过 滤层析脱盐 →离子交换层析或疏水层析 。一般是将 凝胶层析 、疏水层析 、亲和层析和离子交换层析中两 种以上的层析方法配合使用来进行酶的分离 。
膨胀床吸附分离作为一种新型的蛋白质分离纯 化方法 ,其主要原理是根据静电吸附作用 ,将带有相 反电荷的蛋白酶吸附在离子交换柱上 。该分离方法 避免了柱层析分离过程中 ,因复杂的纯化步骤而导致 纳豆激酶失活的缺点 ,具有快速分离纯化的优点。胡 洪波等[17] 对膨胀床分离纳豆激酶过程的各个阶段进 行了考察 ,发酵液中经离心得上清液 ,将粗酶溶液的 pH 值调节至低于其等电点 ,采用 Streamline SP 强离子 交换吸附剂 ,Streamline 25 膨胀床柱 ,XK16 层析柱 ,吸 附时最佳的 pH 为 6. 0 ,电导率应低于 6. 2 msΠcm。然 后进行清洗解吸 ,得到比较纯的纳豆激酶 ,整个分离 过程缩短为 8~10 h ,回收率提高了约 50 %。

纳豆激酶分离纯化的工艺研究 韩超

纳豆激酶分离纯化的工艺研究 韩超

• 2、把纯化液稀释20 倍点样于纤维蛋白平板,与80 U/mL 尿激酶标准品作对照,具有明显的溶纤效果。具体结果见 图1
出现明显的透明圈, 说明具有明显的溶纤 效果
• 3、按上述方法得到的纳豆激酶纯化液,经SDS-PAGE电 泳,得到一条单一色带(见图2),说明发酵液中的杂蛋 白已基本除掉;与标准蛋白比较,此单一带的分子量在 27~28 kD之间,这与有关文献报道的根据氨基酸序列结 算出的纳豆激酶精确分子量27.782 kD基本相符。

4、中试扩大试验按上述的试验方法作适当调
整后进行的中试扩大试验,收集OD280>0.05的 洗脱液。由此获得的纳豆激酶纯化液经广州药物 研究中心检测,纯度大于90% 。

5、冷冻干燥 用甘露醇和葡萄糖处理的纳豆激 酶纯化液冷冻干燥后,酶活力都比原来下降了 20~40%,使用甘氨酸处理,则冷冻干燥后的酶 活力仍能保持95% 以上,说明甘氨酸是纳豆激酶 冷冻干燥时很好的保护剂。故最终选取1%甘露醇 和2%甘氨酸作为纳豆激酶冷冻干燥的赋型剂,由 此制作出的纳豆激酶冻干制剂既有漂亮的饼形, 又基本能保持原来的酶活力。
希望大家批评指正! 谢谢!
结论
• 1、 之前大部分文献报道的纳豆激酶分离纯化方法基本 都要经过硫酸铵沉淀、透析、阴阳离子交换层析或疏水层 析等多步层析(见表3),步骤繁复,时间长,操作工艺 复杂,且多为间歇操作,生产效率难以提高,选择性低, 从而造成纳豆激酶分离纯化的成本很高,也不适宜连续化 的大规模生产。本纯化工艺方法简单,发酵液经离心过滤 后,只需经过一步阳离子交换层析,就能获得纯度较高的 纳豆激酶纯化液。得到的纳豆激酶纯化液加入适当的赋型 剂真空冷冻干燥后,基本上就能出成品,适合在企业的大 规模连续生产中推广应用,从而真正实现科研成果向市场 产品的转化。

纳豆激酶的分离纯化及酶学性质研究

纳豆激酶的分离纯化及酶学性质研究

纳豆激酶的分离纯化及酶学性质研究董志奎,杨 超,尹宗宁,李 萌(四川大学华西药学院,四川成都610041) 摘 要:目的研究纳豆激酶分离纯化工艺及酶学性质。

方法纳豆激酶发酵液的粗提物经Superdex 75凝胶色谱和聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE )分离纯化,采用T AME 法测定酶的活性,通过S DS 2PAGE 对纯化结果进行了检验。

结果S DS 2PAGE 中显示单一色带,相对分子质量28000,以T AME 为底物时纳豆激酶的米氏常数(K m )为35.47mm ol/L ,最适宜的温度37℃,最适宜pH 为8.6。

结论该分离纯化方法可以得到较纯的纳豆激酶。

关键词:纳豆激酶;分离纯化;酶学性质;米氏常数(K m ) 中图分类号:Q55;T Q464.8 文献标识码:A 文章编号:100521678(2009)0520298204Study on puri fication and enzyme kinetics of nattokinaseDONG Zhi 2kui ,Y ANG Chao ,YI N Z ong 2ning ,LI Meng(West China School o f Pharmacy ,Sichuan Univer sity ,Chengdu 610041,China ) Abstract :Purpose T o study the techniques of the separation and purification of the nattokinase and itscharacterization.Methods The natuokinase extract was purified by gel 2chromatography (Superdex75)and poly 2acrylamide gel electrophoresis (PAGE ).The purified nattokinase was tested by S DS 2PAGE ,and the T AME method was used to determine the activity of the enzyme.R esults There was only one strip in the S DS 2PAGE atlas ,and the m olecular weight of nattokinase was 28kDa.The Michaelis constant (K m )of nattokinase was 35.47mm ol/L when T AME was the substrate ,and the best reaction tem perature was 37℃and the best reac 2tion pH was 8.0.Conclusion Purified nattokinase can be obtained by the the techniques of the separation and purification.K ey w ords :nattokinase ;separation and purification ;characterization ;michaelis constant (K m )收稿日期:2009203225基金项目:国家自然科学基金项目(30371696)作者简介:董志奎(19842),男,药剂专业在读硕士研究生;尹宗宁(19642),女,通信作者,副教授,T el :028*********,E 2mail :yzn @scu. 。

纳豆激酶分离纯化及体外溶栓和溶血作用研究

纳豆激酶分离纯化及体外溶栓和溶血作用研究

纳豆激酶分离纯化及体外溶栓和溶血作用研究纳豆是日本的传统大豆发酵食品,由纳豆芽孢杆菌发酵而成,在日本已食用近千年。

1987年,须见洋行等经过对上百种食物的筛选,首次发现纳豆含有溶解血栓纤维蛋白的成分,并命名为纳豆激酶(nattokinase,NK)。

研究表明,NK 是纳豆发酵过程中纳豆芽孢杆菌分泌的一种丝氨酸蛋白酶[1]。

进一步的研究表明,NKc具有很强的体内外溶栓作用,与传统的容栓剂相比,NKc具有易提取、成本低廉和能口服吸收溶栓等优点,因而可能成为新一代的溶栓药物[2-4]。

为了对NKc的开发提供理论依据,本实验室在研究NKc纤溶活性之后,进一步对其体外溶栓和溶血作用进行研究。

1 材料与方法1.1 材料菌株:为本实验室自日本纳豆分离纯化菌种,保存于养琼脂斜面,营养琼脂配方为:细菌培养用胰蛋白胨(bacto-tryptone),1%;细菌培养用酵母抽提物(b acto-yeast extract),0.5%;NaCl,0.5%;细菌培养用琼脂粉(bacto-agar powd er),1.5%PH7.2。

纳豆、纳豆提取液:按文献[5]介绍方法制备。

血平板:用生理盐水配制1%琼脂,加入新鲜脱纤兔血,混匀倾注平板,冷却凝固即成。

主要试剂:凝血酶、纤维蛋白原、标准尿激酶(中国药品生物制品检定所);蚓激酶(30×104 U•粒-1,北京百奥药业有限责任公司);牛血清白蛋白(上海生化试剂公司);低相对分子质量标准蛋白质(兔磷酸化酶:Mr97.4×103,牛血清白蛋白:Mr66.2×103,兔肌动蛋白:Mr43.0×103,牛碳酸酐酶:Mr31.0×103,胰蛋白酶抑制剂:Mr20.1×103,鸡蛋清溶菌酶:Mr14.4×103)(上海生化试剂公司);其他试剂均为国产分析纯。

1.2 方法1.2.1 NKc分离纯化纳豆提取液经35%~75%饱和度硫酸铵分段盐析,离心收集沉淀,用50mmol•L-1磷酸缓冲液(PH 7.4)溶解,充分透析后获得纳豆激酶粗酶(NKc),再经Sephadex G-100葡聚糖凝胶柱(1.0cm×60cm)层析,分管收集纤溶活性较高部分,脱盐,冷冻干燥后获得层析纯纳豆激酶(NKc),SDS-PAGE电泳检测纯度。

纳豆激酶分离纯化研究进展

纳豆激酶分离纯化研究进展

摘 要 纳 豆 激 酶 是 枯 草 芽 孢 杆 菌 发 酵 过 程 中产 生 的 一种 碱 性 蛋 白酶 , 具 有 较 强 的溶 栓 作 用 。 与其 他 溶 栓 剂 相
比, 纳 豆 激 酶 易被 吸 收 , 作用迅速 , 安全 性好 , 可 做 为 新 型 溶 栓 剂 。 文 中概 述 了纳 豆 激 酶 的理 化 性 质 和 作 用 机 制 , 着 重 介 绍 了纳 豆 激 酶 的几 种 常 见 的 分 离 纯 化 方 法 , 包 括柱层析 法、 超 滤法、 萃取 法和 亲和颗粒 法 , 以 及 集 成 化 分
进纤 维蛋 白的溶 解 。虽 然 纳 豆 激 酶 对 纤维 蛋 白原 不
敏感 , 但是 对交 联纤 维 蛋 白裂解 起 有 效 促 进 作 用 , 并
且 能使 纤溶 酶原 激 活物 抑 制 剂 ( P A I . 1 ) 失活 , 通 过 阻 止 血栓 素形 成来 抑制 血小 板 的聚集 … 。 在 血液 中 纳 豆 激 酶 的纤 溶 活 性 能 保 持 3 h以
的活 性 。
1 纳 豆 激 酶 的性 质 及 溶 栓 机 制
1 . 1 纳 豆激 酶的性 质特 点 纳 豆激酶 是纳 豆 在 发 酵 过程 中产 生 的一 种碱 性 丝氨 酸 蛋 白酶 , 由2 7 5个 氨 基 酸 残基 组 成 , 分 子 质量 为2 7 . 7 k u , 等电点 p I 值为8 . 6 。虽然 纳 豆 激 酶与 丝氨 酸蛋 白家 族 的许 多 枯草 杆菌 蛋 白酶 的序列相 似 , 并 且 具有 高度 的 同源性 , 但是 对底 物表 现 出 了明显 的
胶 囊 的涂层 材 料 后 可 提 高 纳 豆 激 酶对 温度 和 p H 的 稳定 性 。经 过 5次反 复冻 融 , 纳豆激 酶 的活性 仍 可 以保 持 在 9 5 % 以上 , 表 明冻 融 对 纳 豆 激 酶 的活 性 影

纳豆激酶_聂光军

纳豆激酶_聂光军

文章编号: 1000-1336(2009)01-0134-04纳豆激酶聂光军 岳文瑾(安徽工程科技学院生物化学工程系,芜湖241000)摘要:纳豆激酶是一种枯草杆菌酶,具有较强的纤溶活性和溶栓功能,是一种治疗心脑血管疾病的理想候选药物。

目前,纳豆激酶分离方法、纳豆激酶功能、结构及其应用、纳豆激酶工程菌构建已成为纳豆激酶的研究热点,也成为未来纳豆激酶研究的导向。

关键词:纳豆激酶;基因工程菌中图分类号:Q55收稿日期: 2008-09-24安徽省高校自然科学基金项目(KJ2007B114);芜湖市科技计划重点项目(2007-126)资助作者简介:聂光军(1976-),男,硕士,讲师,联系作者,E-mail:join-us@163.com;岳文瑾(1979-),女,硕士,讲师,E-mail:yuewenjin_79@163.com目前,全球每年因血栓病致死人数达1200万人,接近世界总死亡人数的四分之一。

抗血栓药物需求量很大,但临床使用的抗血栓药物普遍存在着稳定性差和药效短等缺点,迫切需要一种低价高效、易吸收、体内半寿期长以及使用方便的治疗心脑血管疾病的药物或保健品。

纳豆激酶(nattokinase, NK)是一种高效血栓溶解酶,具有较好的纤溶活性和溶栓功能,它源于传统发酵食品,生产工艺简单,安全性高[1]。

因此,世界上很多国家都在研究NK,其中日本的研究较为广泛深入。

我国很多高校和研究院所也在进行NK的研究。

近期研究主要包括NK的酶学性质、结构、功能及其应用研究,以及NK的提取工艺、工程菌构建等。

1. NK的稳定性影响NK稳定性的主要因素有温度、pH值和金属离子等。

NK低于45 ºC 时活性相对稳定,高于60ºC 逐渐失活,反复冻融5次后,该酶仍能保持95%以上的活性。

室温下,在pH 7 ̄12范围内较为稳定,pH 7 ̄9范围内酶活性最为稳定,但pH<5性质则不稳定。

王萍等报道[2]NK纤溶活性最适pH为8.0,pH 6 ̄10溶液中40 ºC 以下基本稳定,pH<5失去纤溶活性。

纳豆激酶论文:纳豆激酶地优化、提取分离纯化及基因克隆

纳豆激酶论文:纳豆激酶地优化、提取分离纯化及基因克隆

纳豆激酶论文:纳豆激酶的优化、提取分离纯化及基因克隆【中文摘要】心脑血管性疾病,具有“发病率高、致残率高、死亡率高、并发症多”等特性。

2005年,世界卫生组织(WHO)调查表明,全世界每年约有1700万人死于心脑血管疾病。

并且随着人类生活水平的提高以及生活压力的增加,而呈现年轻化的趋势,而血栓又是心脑血管疾病中致死率最高的疾病。

所以,血栓的防治已是当务之急。

虽然传统药物在心脑血管及血栓栓塞性疾病防治上疗效显著,但毒副作用严重;而传统大豆发酵食品不仅效果显著且安全无毒,可作为一种具有开发和利用价值的功能性预防保健食品。

据文献记载,纳豆源于中国的豆豉,通过佛教由中国传入日本,日本人均寿命长的原因除了与较为优良的自然环境有关外,更重要的是其膳食结构中,发酵食品特别是消费量最大的纳豆,是日本人长寿的秘方,视为国宝级食品。

寺院喜食大豆是因为其蛋白质含量高达35.3%,而由纳豆菌产出的酶,能使50%的蛋白质变为水溶性,消化率可达80%。

还含氨基酸、维生素、植物性脂肪等。

据科学研究表明,纳豆食品不仅调整胃肠功能明显,还具有治疗感冒、痢疾、胀气、胃肠炎、消化不良、残便、便秘等功效,还有防治糖尿病,抑制血栓的生成和溶解血栓的作用,是一种延年益寿、健康的美容食品。

可以说纳豆是一种自然食品,是人类生活智慧的产物。

1987年日本的Sumi博士首次从日本传统食品纳豆中分离出一种具有强烈纤溶作用的碱性蛋白酶并命名纳豆激酶(nattokinase,NK)。

它不但能直接作用交联纤维蛋白,而且还可激活体内的纤溶酶原,从而表现出很强的溶血栓作用。

据报道其制品具有水解淀粉样蛋白,降低血浆纤维蛋白原的第七因子和第八因子,降低血液粘度、降血脂、降胆固醇,降血压,改善血液循环状态,维持血细胞的正常形态和功能,有利于神经损伤的再生,抑制骨质疏松症、抑制动脉粥样硬化等多种功能。

由于NK具有安全性好、成本低、经口服后可迅速入血,作用时间长,胃肠道稳定性好,可由细菌发酵生产、也可由基因工程菌生产等优点,有望被开发为新一代的口服抗血栓药物用于血栓性疾病的预防和治疗。

纳豆激酶分离纯化研究进展

纳豆激酶分离纯化研究进展

纳豆激酶分离纯化研究进展
黄妍;张勋力;张迎庆
【期刊名称】《食品与发酵工业》
【年(卷),期】2017(043)012
【摘要】纳豆激酶是枯草芽孢杆菌发酵过程中产生的一种碱性蛋白酶,具有较强的溶栓作用.与其他溶栓剂相比,纳豆激酶易被吸收,作用迅速,安全性好,可做为新型溶栓剂.文中概述了纳豆激酶的理化性质和作用机制,着重介绍了纳豆激酶的几种常见的分离纯化方法,包括柱层析法、超滤法、萃取法和亲和颗粒法,以及集成化分离纯化技术,并对纳豆激酶分离纯化的新方法进行了展望,以促进纳豆激酶的深入开发和应用.
【总页数】6页(P283-288)
【作者】黄妍;张勋力;张迎庆
【作者单位】湖北工业大学生物工程与食品学院,湖北武汉,430068;北京纳百恩食品有限公司,北京,102200;湖北工业大学生物工程与食品学院,湖北武汉,430068【正文语种】中文
【相关文献】
1.枯草芽孢杆菌纳豆激酶分离纯化及酶学性质 [J], 王刚;郭明珠;陈光
2.纳豆激酶NKⅡ分离纯化及其酶促动力学研究 [J], 李睿;阮文辉
3.纳豆激酶的制备与分离纯化研究进展 [J], 王镭
4.纳豆激酶分离纯化和酶活性测定的研究进展 [J], 法芸;张金玲;赵海杰;刘会洲
5.纳豆激酶分离纯化技术的研究进展 [J], 阳承利;邢建民;刘俊果;刘先桥;刘会洲
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纳豆激酶分离纯化工艺与缓释片剂的研究的开题报告

纳豆激酶分离纯化工艺与缓释片剂的研究的开题报告

纳豆激酶分离纯化工艺与缓释片剂的研究的开题报告标题:纳豆激酶分离纯化工艺与缓释片剂的研究背景:纳豆激酶是一种来源于日本传统食品纳豆(发酵大豆)的特殊蛋白质,具有多种生物学功能,如抗菌、抗氧化、消炎、降压等。

因此,其在医药和食品工业中得到了广泛的应用和研究。

纳豆激酶能够水解纤维蛋白原、胶原蛋白等蛋白质,可用于治疗血栓、血管阻塞、溃疡、动脉硬化等疾病。

目前,纳豆激酶的分离纯化和制备工艺还存在一定的难度,为了更好地发挥其生物学功能,需要进一步探索高效的分离纯化工艺。

同时,纳豆激酶的药物制剂和食品制品中使用需要考虑其制剂的稳定性和溶出度等,为此,需要研究自控释、缓释等技术,提高其处方的长效稳定性和药效。

研究内容:本研究将通过以下几个方面开展:1. 纳豆激酶的分离纯化工艺研究。

采用离子交换柱、凝胶过滤柱等层析技术和超滤、凝胶电泳等分离技术,尽可能地提高分离纯化效率和纯度,寻找高效且经济的纳豆激酶分离纯化工艺。

2. 纳豆激酶的表征与活性测定。

通过SDS-PAGE、Western blot、尺寸排除色谱和动力学测定等手段对分离纯化后的纳豆激酶进行表征与活性测定,以确定其纯度和活性,并优化分离纯化工艺。

3. 纳豆激酶缓释片剂的制备与评价。

采用聚乙二醇、羟基丙基甲基纤维素等多种缓释控释剂,对纳豆激酶制备不同控释性质的片剂,并研究其在模拟生理条件下的缓释效果和稳定性。

预期成果:1. 建立高效、经济的纳豆激酶分离纯化工艺流程,获得高纯度的纳豆激酶。

2. 确定纳豆激酶的活性与特征,为进一步研究应用提供基础数据。

3. 制备纳豆激酶缓释片剂,并评价其缓释性质和稳定性。

意义:纳豆激酶在医药和食品行业中具有广泛的应用前景,但其在分离纯化和制备缓释剂方面还存在一定的挑战。

本研究将对纳豆激酶的分离纯化、活性特征、缓释控释片剂制备、缓释控释效果等问题进行探索。

通过本研究,可以为纳豆激酶相关产品的开发和应用提供技术支持。

超滤法提取纳豆激酶的技术参数优化

超滤法提取纳豆激酶的技术参数优化

FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY2010年第35卷第5期纳豆激酶(NK)是纳豆在发酵过程中由纳豆菌产生的一种丝氨酸蛋白酶,可水解纤维蛋白成小肽和氨基酸,和蚯蚓纤溶酶、蛇毒纤溶酶一样可直接溶解血栓[1]。

研究表明,纳豆激酶是一种溶栓效果十分显著,并且能够预防和抑制血栓产生与扩增的具有潜在药用价值的物质。

近年来国内外纳豆激酶分离纯化的相关研究很多,主要有层析法、磁性微球分离法、集成化分离技术,包括双水相亲和分配技术、扩张床吸附技术、混合模式扩张床吸附技术等。

以上分离Study on technology for extracting nattokinase by ultrafiltrationCHEN Jing-xin,LIU Yan-yan,SHA Wei,ZHANG Li-ping *(The Food Science of Heilongjiang Bayi Agricultural Universitiy,Daqing 163319)Abstract:Objective :Studyed the impact of membrane flux on utrafiltration system pressure,ultrafiltration temperature and pH,determined the optimum conditions of nattokinase separation.Methods:the raw materials was prepared from crude nattokinase liquid,by ultrafiltration and chromatography determined the specific activity,purification multiples and recovery rate.Results:The optimized conditions were as following:reaction pressure 0.25MPa,liquid temperature 37℃,liquid pH 7,the specific activity 9610.46IU/mg,the purification multiple 2.36and the recovery rate 92.3%,the purified enzyme was demonstrated by SDS -PAGE to be a homogeneous protein,molecular mass was about 28000u.Conclusion:It is feasible to separate and purify nattokinase by using ultrafiltration technology,and it can elevate activity and the recovery rate.Key words:nattokinase;ultrafiltration;enzyme activity;purification multiple;recovery 陈景鑫,刘妍妍,沙维,张丽萍*(黑龙江八一农垦大学食品学院,大庆163319)摘要:目的:研究超滤系统中超滤压力、超滤温度、料液pH 值主要参数对膜通量的影响,确定超滤分离纳豆激酶的最佳工艺条件。

纳豆激酶分离纯化及纤溶活性研究

纳豆激酶分离纯化及纤溶活性研究

[3]Giuseppe Toscano, Domenico Pirozzi, Michele Maremonti,et al. Kinetics of enzyme deactivation: a case study[J]. Ca-talysis Today, 1994, 22: 489-510.[4]Ludikhuyze L, De Cordt S, Weemaes C, et al. Kinetics forheat and pressure-temperature inactivation of Bacillus subtilis amylase[J]. Food Biotechnology, 1996, 10(2): 105-129. [5]Lenonard S J, Merson R L, et al. Estimating thermal degrada-tion in processing of foods[J]. J Agric Food Chem, 1986, 34(3): 392-396.[6]孙梅君. 番茄中果胶酯酶耐热性的研究[J]. 食品与发酵工业, 1992, (5): 13-20.[7]汪李严. 耐高温α-淀粉酶及其在食品工业的应用[J]. 食品科学, 1991, (12): 27-29.[8]Ashim K Datta. Error Estimates for approximate kineticparameters used in food literature[J]. Journal of Food Engineering, 1993, 18: 181-199.[9]芝畸勋[日]. 新编食品杀菌工艺学[M]. 许有成, 译. 北京:农业出版社, 1990.[10]杨宗政. 耐温淀粉酶溶液蒸发浓缩过程中的质量评估[D].天津轻工业学院学位论文, 2000.[11]天津轻工业学院, 无锡轻工业学院. 食品工艺学(上册)[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 1984.纳豆激酶分离纯化及纤溶活性研究王萍1,2,陈钧1,杨小明1,鲍艳霞1(1.江苏大学生环学院制药工程系,江苏镇江 212013;2.江西农业大学动物科学技术学院,江西南昌 330045)摘 要:经过生理盐水浸提、(NH4)2SO4分级沉淀、Sephadex G-100凝胶层析等纯化步骤,从纳豆中获得层析纯的纳豆激酶,纯化倍数15.6,回收率10.2%,SDS-PAGE电泳显示为二个组分,分子量在29000左右。

生物工程下游技术纳豆激酶提取实验

生物工程下游技术纳豆激酶提取实验

《生物工程下游技术》综合实验——纳豆激酶的分离纯化摘要从纳豆发酵液中提取纳豆激酶,采用30~70%饱和度的硫酸铵盐析,Sephadex G-75凝胶过滤层析对活性组分进行分离提纯。

然后检测各个步骤的样品的蛋白质含量,绘制凝胶层析图,得出峰值,最后对整个纯化方案进行评价。

结果表明,本次实验纯化回收率较低。

凝胶层析是生物化学中一种常用的分离手段,它具有设备简单、操作方便、样品回收率高、试验重复性好、特别是不改变样品生物学活性等优点,被广泛用于蛋白质(包括酶)、核酸、多糖等生物分子的分离纯化。

凝胶层析是依据分子大小这一物理性质进行分离纯化的,透明质酸(hyaluronicacid,简称HA),是一种国际上公认的生物大分子保湿剂,分子量达几十万到几百万,而蛋白质的分子量仅为几万,所以选择合适的凝胶可以起到分离纯化的效果。

关键词:纳豆激酶硫酸铵盐析凝胶层析目录1 前言 (4)2 材料和仪器 (4)2.1 仪器 (4)2.2 材料 (4)2.3 试剂及溶液配制 (4)3 实验方法 (5)3.1 纳豆的制作 (5)3.2 纳豆激酶的粗提 (5)3.2.1 浸提 (5)3.2.2 硫酸铵盐析 (5)3.3 Sephadex G-75凝胶层析进行纯化 (6)3.4 蛋白质含量的测定 (7)4 结果与分析 (7)4.1 蛋白质含量测定结果 (7)4.2 层析收集液测定结果 (7)4.2.2 绘制纳豆激酶的层析图 (8)4.2.3 纯化方案进行评价 (9)5 讨论 (9)5.1方法分析 (9)5.2 问题及其猜想 (10)参考文献 (12)1 前言心脑血管疾病是危害人类健康的严重疾病,其死亡率已超过了癌症。

而血栓又是心脑血管疾病中致死率最高的疾病之一,虽然现在临床上有许多用于治疗血栓的药物,如链激酶、尿激酶、组织纤维蛋白溶酶原激活剂以及蛇毒栓溶剂等,但是它们大多为注射用药,使用不便,且副作用大、半衰期短,很难满足血栓治疗的需要。

鹰嘴豆纳豆发酵工艺优化及纳豆激酶的分离纯化研究

鹰嘴豆纳豆发酵工艺优化及纳豆激酶的分离纯化研究

鹰嘴豆纳豆发酵工艺优化及纳豆激酶的分离纯化研究鹰嘴豆纳豆发酵工艺优化及纳豆激酶的分离纯化研究鹰嘴豆纳豆是一种富含蛋白质、纤维素和多种矿物质的传统发酵食品,其由于其独特的味道和丰富的营养价值而备受广大消费者的喜爱。

然而,传统的鹰嘴豆纳豆发酵工艺存在一些问题,例如发酵时间长、产量低、工艺复杂等,限制了其规模化生产和市场竞争力的提升。

因此,本研究旨在优化鹰嘴豆纳豆的发酵工艺,并进一步研究纳豆激酶的分离纯化方法,为其工业化生产和功能性食品的开发提供科学依据。

首先,我们针对传统的鹰嘴豆纳豆发酵工艺进行了优化。

传统工艺中的发酵时间较长,影响了产量和产品的质量。

为了解决这一问题,我们通过改变发酵温度、发酵时间、发酵菌种和发酵容器等因素,进行了一系列试验。

结果表明,在发酵温度为30-35摄氏度,发酵时间为40-48小时,采用优质菌种的条件下,鹰嘴豆纳豆的发酵效果最佳。

相比传统工艺,新工艺缩短了发酵时间,提高了产量和产品质量,能够满足市场需求。

接下来,我们着重研究纳豆激酶的分离纯化方法。

纳豆激酶是鹰嘴豆纳豆中的一种天然酶,具有改善血液循环、预防心血管疾病以及抗凝血等功能。

然而,由于其在鹰嘴豆纳豆中含量较低且存在复杂的分子结构,传统的分离纯化方法往往效果不佳。

因此,我们采用离子交换层析、凝胶过滤和分子筛等方法,优化了纳豆激酶的分离纯化步骤。

通过紫外吸收光谱和凝胶电泳等分析方法,确定纳豆激酶的活性和纯度,从而得出具有较高纯度的纳豆激酶。

最后,我们评估了采用优化后的工艺制备的鹰嘴豆纳豆以及纯化后的纳豆激酶的功能性。

结果显示,优化后的鹰嘴豆纳豆在口感、气味和营养成分等方面均显著优于传统工艺。

同时,纯化后的纳豆激酶在改善血液循环、降低胆固醇和防治心血管疾病等方面也具有良好的效果。

这些结果表明,优化后的工艺和纯化方法不仅能够提高鹰嘴豆纳豆的品质和产量,还能够获得高纯度的纳豆激酶,为该食品的开发和应用提供了重要的科学基础。

综上所述,本研究对鹰嘴豆纳豆的发酵工艺进行了优化,并成功分离纯化了纳豆激酶。

纳豆激酶分离纯化方法的研究

纳豆激酶分离纯化方法的研究
经验交流
中国酿造
2010 年 第 4 期
总第 217 期 ·119·
纳豆激酶分离纯化方法的研究
史延茂1,马跃华1,2,杨 明1,2,董 超1*
(1.河北省生物研究所, 河北 石家庄 050081;2.河北工业大学 化工学院, 天津 300130)
摘 要:采用硫酸铵二级盐析、330(OH)型树脂脱色、CM-52阳离子树脂离子交换层析三步法从发酵液中提取纳豆激酶。结果发现: (1)硫酸铵盐析采用20%~60%饱和度范围,纯化倍数为3.23,收率为72.36%;(2)330(OH)型树脂脱色,在脱色的同时可以除去杂蛋 白,样品纯度达到电泳显示2条带;(3)CM-52阳离子交换树脂对纳豆激酶属于优吸型吸附,在pH6.0,0.01mol/L的PBS中交换效果最 好,可以得到电泳纯的纳豆激酶,总收率为48.51%。 关 键 词:纳豆激酶;分离纯化;盐析;脱色;离子交换
取纳豆激酶发酵液经(NH4)2SO4二级盐析,分别用透 析后和未经透析的样品进行上柱层析脱色,结果见图3。
未透析的发酵液中有一定数量的离子,其对脱色率和 酶活保留率均产生一定的影响。由图3可见,在开始一段时 间内,由于离子的存在,在一定程度上抑制了色素和树脂 的结合,故未透析发酵液的脱色率低于透析后的发酵液,随 着时间的延长,这种抑制作用逐渐减弱,最后,未透析和透 析后的发酵液的脱色率相差不大。盐析之后的透析操作 完全可以省略,这样并不影响以后的脱色,从而减少了分 离纯化步骤,提高了收率。
1.2.4 SDS-PAGE电泳
按参考文献[6]的操作方法进行。
1.2.5 各物理量的计算
纳豆激酶酶活:按参考文献[7]中所提供的方法进行。
蛋白质浓度的计算:按参考文献[8]中所提供的方法进行。

纳豆激酶分离纯化与鉴定

纳豆激酶分离纯化与鉴定
为提高 NK 纤溶活性以获得更好的溶栓、抗栓 效果 ,文章以 Butyl2Toyopearl 疏水层析[4] 对纳豆粗提 物进行了分离纯化 ,以平板法测定了 NK 活力 ,并以 SDS2PAGE 检验了分离纯化的效果 ,确定 NK 的相对 分子质量。按常规方法进行了初步的稳定性实验 , 以期为 NK抗栓制剂的研发提供科学依据。
ml) ,立即用移液管取 15 ml 放入平皿 ,静置 20 min ,
凝固 。
2. 3. 2. 2 标准曲线的制作 取蚓激酶标准品 ,以
0.9 % 氯 化 钠 溶 液 分 别 配 制 每 ml 中 含 10 000 、
8 000 、6 000 、4 000 和 2 000 蚓激酶单位的溶液 。在
活力进行了测定 ,在对照管和测定管中分别加入 1 号试剂 1 ml ,对照管中加入蒸馏水 ,测定管中加入
收集液 ,依次加入 2 、3 、4 号试剂各 0. 1 ml 。用旋涡
混匀器充分混匀 ,置 37 ℃恒温水浴 40 min ,然后加 入显色剂 2 ml ,混匀 ,10 min 后倒入 1 cm 光径比色
2 实验方法
2. 1 NK的提取 固体发酵得到的纳豆用 0. 1molΠL NaCl 溶液在
4~10 ℃搅拌提取 ,过滤 ,滤液加 0. 03 %CaCl2 ,低温 超滤浓缩 ,加冷酒精至乙醇含量达 75 %~80 % ,以 使 NK 沉淀[5] 。 2. 2 NK的分离纯化 2. 2. 1 纳豆粗提物的处理 将 4 g 纳豆粗提物溶 解于 20 ml 含 2 mmolΠL CaCl2 的生理盐水中 ,匀浆 , 7000 rΠmin 离心 40 min , 缓慢加入硫酸铵使其成 40 %的硫酸铵饱和溶液 ,待充分溶解后 ,静置过夜 。 以 7000 rΠmin 离心 40 min ,上清液留待上柱 。 2. 2. 2 Butyl2Toyopearl 柱层析分离 NK 将充分溶 胀并去除微细颗粒 Butyl2Toyopearl 650 装柱后 ,用 10 mmolΠL Tris2HCl pH 8. 0 含 2 mmolΠL CaCl2 缓冲液 进行预平衡 。将 10 ml 纳豆粗提物的盐析上清液 , 上样至 Butyl2Toyopearl 650 柱 ,用相同缓冲液进行 洗脱 。用自动部分收集器 ,以每 5 ml 为一管 ,收集 洗脱液 ,供检测 NK的活力与分子量 。 2. 3 NK活力测定 2. 3. 1 试管法[6] 于直径 15 mm 的硅化试管中依

一种纳豆激酶的分离纯化方法[发明专利]

一种纳豆激酶的分离纯化方法[发明专利]

专利名称:一种纳豆激酶的分离纯化方法专利类型:发明专利
发明人:欧志敏,程朋朋,卢媛,王金美,张楚玥申请号:CN202111586604.5
申请日:20211223
公开号:CN114250216A
公开日:
20220329
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种纳豆激酶的分离纯化方法,将纳豆激酶粗品用缓冲液溶解后过滤,滤液作为上样液进行DEAE‑SephadexA‑50阴离子交换柱层析;上样结束后,先以0.1M、pH7.4的磷酸缓冲液进行洗脱,洗脱速度10s/滴,采用色谱工作站监测流出液,出峰前按每10min/管收集,出峰处每个峰收集,洗脱至流出液不出峰;合并含有纳豆激酶蛋白和酶活的流出液,超滤,滤液冻干,即为纳豆激酶纯酶。

本发明方法简化了纯化步骤,降低了纯化过程中酶的损失,大幅缩减纯化所需时间和成本,电泳纯纳豆激酶,比活达到了90080.6U/mg,纯化倍数为3.2,酶活回收率为82.62%。

申请人:浙江工业大学
地址:310014 浙江省杭州市拱墅区潮王路18号
国籍:CN
代理机构:杭州天正专利事务所有限公司
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1 9 8 6年, 日本的须见洋行教授考察了 1 7 3种食品, 发现纳豆可以溶解血栓。1 9 8 7年须见洋行等
[ 1 ]
盐等步骤, 主要差别在于采用的层析的种类、 搭配以及 操作条件的不同。
4 ] 1 9 9 3年 F u j i t a 等[ 首次从固体发酵纳豆中分离纯
从纳豆
中分离 出 了 一 种 丝 氨 酸 蛋 白 酶, 并命名为纳豆激酶 ( n a t t o k i n a s e , N K ) , 它是在纳豆发酵过程中由纳豆枯草 B a c i l l u s s u b t i l i s n a t t o ) 产生的。研究发现, 纳豆激 杆菌( 酶具有纤溶活性和溶栓能力, 可治疗和预防血栓病, 还 可刺激内皮细胞产生纤溶酶原激活剂( t P A ) , 增强溶
豆激酶的常规分离纯化技术进行了分析, 并对集成化 分离技术进行了系统评述, 以体现集成化分离技术在 生物分离过程中的优势及潜力。
1 常规分离纯化技术
生物反应的产物一般是由细胞及细胞碎片、 游离 的胞外代谢产物、 胞内代谢产物、 残存底物及惰性组分 等组成的混合液, “ 难度大, 成本高” 是生物分离过程的 显著特点。目前对于纳豆激酶的分离纯化研究很多, 工艺已较成熟。纳豆激酶是胞外酶, 发酵结束时主要 存在于发酵液中, 所以传统的分离路径为: 发酵液离心 除菌, 硫酸铵盐析或有机溶剂沉淀、 离心、 层析纯化、 脱
图 1中的流程经过了 4次盐析, 3次层析操作。可 见, 常规纳豆激酶分离工艺的显著特点是操作步骤多, 时间长。“ 多步骤” 导致的首要问题是产品收率偏低 ( 1 8 %~ 5 0 %) , 其次是能耗、 设备投资以及劳力急剧上 升, 导致“ 成本高” 。第三个问题是操作时间长, 这对保 持生物物质的活性十分不利。这些问题使得生产效率
1 1 ] 为了实现成相聚 合 物 的 有 效 循 环 利 用, L u等 [ 采用
图3 温度诱导双水相金属螯合亲和分离
1 1 ] 纳豆激酶过程示意图 [
F i g . 3 S c h e meo f b i o s e p a r a t i o np r o c e s s w i t h
[ 1 1 ] t e mp e r a t u r e i n d u c e dp h a s es e p a r a t i o n
2 0 0 8 , 2 8 ( 1 )
ห้องสมุดไป่ตู้
苟金霞 等: 纳豆激酶集成化分离技术
1 2 1
分离效率和产品的收率。图 4给出了生物工程产品下 游分离过程的一般处理流程, 以及 E B A的分离流程, 图 B A在下游分离过程中的集成化作用。 中明显体现了 E
1 4 ] 以需要添加适当的盐, 以提高离子强度, 促进吸附 [ ,
酵液中的纳豆激酶进行了分离纯化, 并与传统分离工 艺进行了比较。结果表明, 对传统分离方法来说, 从发 酵液的预处理到离子 交 换 层 析 一 共 需 要 离 心 去 除 菌 体、 有机溶剂沉淀、 离心收集沉淀、 溶解沉淀、 离心收集 上清液和离子交换层析 6步操作, 而且处理过程中涉 及到高速冷冻离心设备的使用和大量乙醇的使用, 设 备占用多, 药品的消耗也大。若利用扩张床吸附技术, 则只需要 2步操作。与传统方法相比, 用扩张床分离 纯化纳豆激酶, 操作步骤从 6步减少为 2步, 操作时间 缩短了 8~ 1 0 h , 回收率提高了约 5 0 %, 这充分体现了分 离过程集成化的优势。 2 . 3 耐盐性混合模式扩张床吸附技术 扩张床吸附技术的分离对象是含有固体颗粒的发 酵液、 细胞培养液或匀浆液等复杂的粗料液, 其离子强 0~ 3 0 m S / c m 。此时, 若采用离子交换型扩 度一般为 1 张床吸附技术, 由于离子强度过高, 所以必须对粗料液 进行一定比例的稀释, 这样一来, 既增加了过程处理量
F i g . 2 S c h e meo f p r o c e s s d e s i g no f i mmo b i l i z e d me t a l i o n s a f f i n i t yp a r t i t i o ni na q u e o u s t w o p h a s e
[ 1 0 ] s y s t e ms ( A T P S )
2 集成化分离纯化技术
从发展趋势来看, 生物分离技术研究的目的是要 缩短整个下游过程的流程和提高单元操作的效率。分 离技术的高效集成化则使生物分离过程出现一个质的 转变
[ 9 ]
虽然双水相亲和分配技术的纯化倍数较低, 但回 收率相对较高, 关键的是该技术可以实现常规分离流 程中发酵液离心、 硫酸铵或乙醇沉淀以及层析等步骤 的高效集成, 从而缩短了分离时间、 步骤, 提高了分离
2+ 效率。该法的缺点是 C u 容易脱落, 对人体形成危害, 2 + a 等离子或其他亲和配基( 如对氨基苯甲 如若采用 C
, 其含义在于利用已有的和新近开发的生物分
离技术, 将下游过程中的有关单元进行有效组 合 ( 集 成) , 或者把两种以上的分离技术合成为一种更有效的 分离技术, 达到提高产品收率、 降低过程能耗和增加生 产效益的目标。集成化分离技术在纳豆激酶的分离纯 化方面已有应用, 并高度体现了过程集成化的优势。 2 . 1 双水相亲和分配技术 亲和层析法的优点是选择性高、 分离步骤少, 但发 酵液必须经过一系列的前处理才可以上样, 而双水相 分配技术则可以直接处理液固混合物, 所以若将二者 结合起来, 就可形成处理量大、 效率高、 选择性强的双
E O P O 4 0 0 0 ( 环氧乙烷与环氧丙烷共聚物, 一种温敏型 聚合物) 替代 P E G作为成相组分, 如图 3所示, 一次分 相后, 分出富含 E O P O的上相进行温度诱导可实现二 O P O相便 次相分离, 目标物转移进入水相, 回收富含 E 可循环使用。通过从发酵液中分离纳豆激酶的实验表 明, 总纯化因 子 为 2 . 5 , 收率为 8 3 %, E O P O和 E O P O I D A的最终收率达到 7 5 %。 2 . 2 扩张床吸附技术 扩张床吸附技术( E B A ) 是一项在产物捕获阶段实 现了过程集成的生物分离技术, 集固液分离、 浓缩和初 期纯化于一个单元操作之中, 能直接从含有固体颗粒 的发酵液、 细胞培养液或匀浆液中捕获目标产物, 从而 减少了操作步骤, 降低了分离过程的复杂程度, 提高了
摘要 综述了纳豆激酶分离纯化技术的研究现状和发展趋势。通过对常规分离技术的分析, 重 点讨论了集成化分离技术的应用及其优势, 包括集成化双水相分配技术、 扩张床吸附技术以及耐 盐性混合模式吸附技术等分离方法, 并指出集成化分离技术在生产纳豆激酶以及其他活性蛋白 方面, 具有广阔的应用前景。 关键词 纳豆激酶 分离纯化 集成化 耐盐吸附 中图分类号 Q 8 1 9
这样既增加了原料盐的消耗, 增加成本, 又增重了后处 耐盐性混合模式 理的负担, 如图 4所示。对于此现象, 扩张床吸附技术则体现出了明显的优势。耐盐性混合
1 5 ] 模式扩张床吸附技术首次由 B u r t o n 于1 9 9 7年提出 [ ,
该技术的吸附剂同时 结 合 有 离 子 交 换 配 基 和 疏 水 配 基, 在低盐浓度下, 配基上的带电基团通过静电作用吸 附目标蛋白, 盐浓度提高后, 疏水基团则提供疏水作用 来吸附蛋 白 质, 从而表现出了明显的耐盐吸附( s a l t i n d e p e n d e n t a d s o r p t i o n ) 的特性。
收稿日期: 2 0 0 7 0 7 2 3 修回日期: 2 0 0 7 1 1 0 7 电子信箱: g a o d @n w u . e d u . c n 通讯作者,
4 ] 图1 F u j i t a 分离纯化纳豆激酶的工艺流程 [ [ 4 ] F i g . 1 S e p a r a t i o np r o c e s s o f n a t t o k i n a s eb yF u j i t a
2 ] 。因此纳豆激酶是一种很有潜力的新型口服 栓能力 [
化了纳豆激酶, 本文以 F u j i t a 的分离工艺为例来说明纳 豆激酶的常规分离方法, 分离流程见图 1所示。
溶栓药物。 近年来, 纳豆激酶的研究和开发越来越受到众多 学者的重视, 相应的分离纯化技术也取得了许多进展,
3 ] 。本文就目前纳 对此, 国内学者已做了很好的综述 [
发酵与泡载分离耦合的方法, 使纳豆激酶得到初步纯 化, 再经 超 滤 脱 盐, 脱盐液依次经 C M 5 2柱 层 析 和 S e p h a d e xG 7 5柱层析, 分离得到了比活为 9 8 0 0 I U/ m g
7 , 8 ] 蛋白的纳豆激酶, 回收率为 8 5 . 5 %。刘俊果等 [ 则采
中国生物工程杂志 C h i n aB i o t e c h n o l o g y , 2 0 0 8 , 2 8 ( 1 ) : 1 1 9~ 1 2 3
纳豆激酶集成化分离技术
苟金霞1 高 栋2 ( 1北方民族大学生命科学与工程学院 银川 7 5 0 0 2 1 2西北大学现代分离科学研究所陕西省重点实验室 西安 7 1 0 0 6 9 )
图4 扩张床吸附技术在下游分离过程中 集成化示意图 F i g . 4 P r o c e s s i n t e g r a t i o no f e x p a n d e db e d a d s o r p t i o ni nd o w n s t r e a mp r o c e s s i n g
1 2 ] 胡洪波等 [ 采用了离子交换型扩张床吸附剂对发
相同的负电荷, 通过静电排斥力就可以实现洗脱, 最终 的纯化因子达到 1 2 . 3 。另外由于细胞也带有负电荷, u 的例子更充分 所以并不影响床层扩张时的稳定性。L 地说明了耐盐性混合模式扩张床吸附技术在生物分离 纯化过程中的集成化作用。
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