辣根过氧化物酶在纤维材料生物整理中的应用研究进展
辣根过氧化物酶固定化载体材料的研究进展
无机材料及复合材料等方面综述 了 ＨＲ Ｐ固定化载 体材料的 研究进展 。结果表 明 ， 体材料 的发展 能有效地 改善 固 载 定化酶的性能 ， 并在 扩大其应用范围的 同时还 可能带来 固定化 酶技 术上的突破 。
关 键 词 辣根过氧化物酶 固定化 导电聚合物 纳米 材料
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｉ ｕ ｐ ｒ ａ ｅ ｉ ｌｆ ｒ Ｉ ｍ ｏ ｉｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ｓ ｎ Ｓ ｐ ｏ ｔＭ ｔ ｒ ａ ｏ ｍ ｂ ｌｚ ｔｏ ｆ
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材 料 导报
２０ ０ ７年 １ １月第 ２ 第 １ 期 １卷 １
辣 根 过 氧化 物 酶 固定化 载 体 材 料 的研 究进 展
左 鹏 ， 少明 ， 于 杨杰茹 ， 章臻 嵩， 张 迟
（ 肥工业大学化学工程学 院， 合 合肥 ２ ００ ） ３ ０ ９ 摘 要 酶 的 固定 化 是 酶 工程 领 域 的 一 个 重 要 分 支 ， 固 定 化 酶 的 性 能 在 很 大 程 度 上 取 决 于载 体 材 料 的 性 质 ， 而 因 此 研 制 开发 性 能 优 异 的 固定 化 载 体 材 料 成 为 了 固 定 化 酶 技 术 最 为 活 跃 的研 究 方 向 之 一 。辣 根 过 氧 化 物 酶 （ Ｐ 是 ＨＲ ）
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ
Ｅ ｚ ｍｅｉ ｎ ｙ ｍｍｏ ｉｚ ｔ ｎｉ ｎ ｆｔ ｅｉ ｏ ｔｎ ｓ ｅ ｔ ｆｅ ｚ ｅｅ ｇｎ ｅｉｇ ｎ ｈ ｅ ｆｒ ｎ ｅ ｂｌ ａｉ ｓｏ ｅｏ ｈ ｍｐ ｒａ ｔａ ｐ ｃｓｏ ｎ ｙ ｎ ｉｅ ｒ ，ａ ｄ ｔｅｐ ｒｏｍａ ｃ ｉ ｏ ｍ ｎ
ｐ ｌ ｅ ，ｉ ｏ ｇ ｎ ｃｍａ ｒｘ ａ ｄ ｈ ｂ ｉ ｔ ｒａ． Ｔｈ ｄ ａ ｃ ｍｅ ｔｏ ｕ ｐ ｒ ｔ ｒａ ｓ ｃ ｕ ｄ ｅ ｈ ｎ ｅ ｔ ｅ ｐ ｒ ｏ ａ ｃ ｏ ｙ ｒ ｎ ｒ ａ ｉ ｔ ｉ ｎ ｙ ｒｄ ｍａ ｅ ｉ１ ｍ ｅ ａ ｖ ｎ ｅ ｎ ｆ ｓ ｐ ｏ ｔｍ ｅ ｉｌ ｏ ｌ ｎ ａ ｃ ｈ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ａ ｍ ｏ ｈ ｍｍｏ ｉ ｚ ｄ ｅ ｙ ｅ ｎ ａ ｇ ｈ ｉ ａ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｆ ｌ ｓ ａ ｄ ｐ ｓ ｉ ｌ ｒｎ ｒ ａ ｔ ｒ ｕ ｈ ｉ ｈ ｎ ｙ ｅ ｉ ｆｔｅｉ ｂ ｌ ｅ ｎ ｍ ，ｅ ｌｒ ｅ ｔ ｅｒ ｐ ｌ ｔｏ ｉ ｄ ｎ ｏ ｓｂ ｙ ｂ ｉ ｇ ｂ ｅ ｋ ｈ ｏ ｇ ｎ ｔ ｅ ｅ ｚ ｉ ｚ ｃ ｅ ｍ ｍｍｏ ｉｚ — ｂｌ ａ ｉ
辣根过氧化物酶
辣根过氧化物酶辣根过氧化物酶 (Horseradish Peroxidase, HRP) 是一种非常重要且广泛应用于生物科学领域的酶类物质。
它可从辣根 (Armoracia rusticana) 的根部提取得到，具有极高的催化活性和稳定性。
辣根过氧化物酶的研究和应用领域十分广泛，包括生物化学、生物技术、生物传感器、药物研发、环境监测等。
辣根过氧化物酶是一种含有协同结构的催化酶，催化过程中可产生催化环境下所需的氧气和电子供体。
它主要通过催化底物和过氧化氢的反应来产生氧气，从而引发各种生化反应。
其分子量约为44kDa，具有两个主要结构域，一个是含有过氧化物的结构域，另一个是能够与底物结合的结构域。
辣根过氧化物酶的催化活性取决于其在特定条件下的结构稳定性，包括温度、pH值和离子浓度等因素。
辣根过氧化物酶在生物技术领域有着广泛的应用。
例如，它可以与特定抗原结合来进行酶标记免疫检测，用于检测和测定各种生物分子的含量，如蛋白质、激素、抗体等。
这种酶标记技术可以高灵敏度地检测到目标分子的存在，被广泛应用于医学诊断、生物药物研发等领域。
此外，辣根过氧化物酶还可以用于生物传感器的构建。
生物传感器是一类特殊的装置，它可以将生物过程转化为可测量的电信号。
利用辣根过氧化物酶对特定底物的高度选择性和灵敏性，可以构建出各种类型的生物传感器，实现对目标物质的检测和监测。
这在环境监测和食品安全等领域有着重要的应用价值。
辣根过氧化物酶在药物研发中也起着重要作用。
它可以用于药物代谢研究和药物筛选。
通过检测特定药物对辣根过氧化物酶的影响，可以评估药物的代谢活性和毒性。
此外，辣根过氧化物酶还可以作为药物的催化剂，促进特定化合物的合成和转化。
然而，辣根过氧化物酶也存在一定的局限性和挑战。
它在催化过程中对环境因素（如温度、pH值和离子浓度）的敏感性较高，这限制了其在一些特殊条件下的应用。
此外，辣根过氧化物酶的催化速率较慢，对底物的亲和力相对较低，这在一些需要高灵敏度和高选择性的应用中可能存在一定的局限性。
辣根过氧化酶的表达和酶活性测定
辣根过氧化酶的表达和酶活性测定辣根(Garden radish)是一种食用根菜，辣根中含有大量的过氧化酶(peroxidase)，这种酶可以催化物质的氧化还原反应，具有重要的生物学意义和应用价值。
本文将介绍辣根过氧化酶的表达和酶活性测定。
一、植物基因工程的原理和方法植物基因工程是将外源基因导入植物体内，使其表达所需的蛋白质，以达到改良植物性状和提高产量等目的。
主要方法包括以下几个步骤：1.选择载体：通常采用质粒作为载体，其优点是易于操作、成功率高、适用于多种植物等；缺点是获得的转基因植物往往存在多个拷贝数、位置不固定等问题。
2.克隆外源基因：从外源来源中克隆所需要的基因，通常采用PCR或酶切法进行操作。
3.构建基因转化载体：将外源基因与载体进行连接，构建基因转化载体。
4.基因转化：将构建好的基因转化载体通过农杆菌或基因枪等方法导入植物细胞，使其被转化。
经过选育和筛选后，可以选择对应的转化植株进行表达和性状分析。
二、辣根过氧化酶的表达过氧化酶是一种重要的生物催化剂，广泛存在于植物、动物和微生物等生物体内。
辣根中的过氧化酶具有比较高的催化活性，因此对于其表达成为了许多研究的重要方向。
下面就介绍几种常用的表达方法。
1. 转基因植物表达法通过外源基因的转入，使植物细胞内部合成所需的蛋白质。
相比细胞培养和分离提取等方式，这种方法更具有稳定性和可控性。
2. 细胞培养和分离提取法采用感光荧光素光反应，测定培养细胞或组织提取物中的过氧化物酶活性，以此测定过氧化酶的表达。
3. 重组工程菌表达法将辣根过氧化酶基因克隆到大肠杆菌等可表达目的蛋白质的菌株中，使其高效表达，从而为进行治疗和检测等方面提供重要基础。
三、辣根过氧化酶的酶活性测定方法1. 常规方法-光度法光度法是一种基于酶催化产物的吸光度变化的测定方法。
常用的基质是苯酚，产生硫酸化产物。
方法简单，测量结果准确，但是缺点是需要消耗大量的试剂和设备。
此外，在测定过程中也可能出现误差。
辣根过氧化物酶结构式
辣根过氧化物酶结构式辣根过氧化物酶（Horseradish Peroxidase）是一种被广泛应用于生物化学和分子生物学研究领域的酶类分子。
它由辣根（Armillaria genus）植物中提取得到，具有非常高的催化活性和稳定性。
辣根过氧化物酶在生物学研究、临床诊断和食品加工等领域中有着广泛的应用和重要的地位。
1. 辣根过氧化物酶的结构辣根过氧化物酶是一种非常复杂的蛋白质，其结构由多个亚基组成。
这些亚基包括一个基质结合亚基、一个过氧基结合亚基以及几个其他辅助亚基。
辣根过氧化物酶的分子量大约为44-46千道尔顿（kDa）。
这个酶的活性主要由其基质结合亚基所决定。
该亚基主要由氨基酸组成，如苏氨酸、赖氨酸和酪氨酸等。
2. 辣根过氧化物酶的催化机制辣根过氧化物酶的催化机制与其他过氧化物酶类似，都是通过还原辅助基团来氧化底物。
具体来说，它在存在过氧化物的条件下，将底物与过氧化物反应，生成对应的氧化产物。
这个过程涉及到催化剂的不断变化和再生，从而实现酶的持续催化。
3.辣根过氧化物酶的应用辣根过氧化物酶的广泛应用主要得益于其高催化活性和广泛的底物适应性。
它可以用于生物学研究，如DNA检测、蛋白质定量和酶反应动力学等方面。
辣根过氧化物酶也常用于临床诊断，例如用于检测肿瘤标志物、血液疾病和免疫疾病等。
辣根过氧化物酶还常见于食品加工中，如漂白、防腐和脱毒等领域。
4.我对辣根过氧化物酶的个人观点和理解辣根过氧化物酶作为一种重要的酶类分子，具有广泛的应用领域和潜在的研究价值。
我认为其高催化活性和多功能性使得它在生物化学和分子生物学研究中扮演着重要的角色。
无论是在基础科学研究中还是在应用实践中，辣根过氧化物酶都展示了其重要性和优越性。
总结回顾：通过本文的论述，我们了解了辣根过氧化物酶的结构、催化机制以及应用领域。
辣根过氧化物酶是一种重要的酶类分子，其结构复杂且具有高催化活性。
其催化机制涉及到底物与过氧化物的反应，并通过催化剂的变化和再生来实现持续催化。
鲁米诺辣根过氧化物酶cl发光强度
【主题】鲁米诺辣根过氧化物酶cl发光强度一、引言鲁米诺辣根过氧化物酶cl（luciferase）发光强度，是一种重要的生物化学特性，它在生物医学研究和生物技术领域起着至关重要的作用。
在本文中，我们将深入探讨鲁米诺辣根过氧化物酶cl发光强度的特性、应用及其前景。
二、鲁米诺辣根过氧化物酶cl发光强度的特性1. 鲁米诺辣根过氧化物酶cl发光机理鲁米诺辣根过氧化物酶cl是一种能够产生生物发光的酶，其发光机理主要与酶催化底物鲁米诺的氧化反应有关。
鲁米诺在酶的作用下发生氧化反应，产生明亮的蓝光，从而实现发光现象。
这种特殊的发光机理使得鲁米诺辣根过氧化物酶cl成为生物检测和生物成像领域的重要工具。
2. 鲁米诺辣根过氧化物酶cl发光动力学鲁米诺辣根过氧化物酶cl发光强度的大小与其发光动力学密切相关。
发光强度的大小受多种因素的影响，包括底物浓度、反应温度、酶浓度等。
深入理解这些动力学因素对于控制和优化鲁米诺辣根过氧化物酶cl的发光强度具有重要意义。
三、鲁米诺辣根过氧化物酶cl发光强度的应用1. 生物成像技术中的应用鲁米诺辣根过氧化物酶cl发光强度在生物成像技术中被广泛应用。
通过将鲁米诺辣根过氧化物酶cl基因转染到目标细胞或组织中，研究者可以通过监测其发光强度来实现对细胞活动、病变进程等的实时跟踪和定量分析。
2. 生物传感器的开发鲁米诺辣根过氧化物酶cl发光强度的特性使得其在生物传感器的开发中具有重要意义。
利用鲁米诺辣根过氧化物酶cl作为信号传感器，研究者可以构建高灵敏度、高选择性的生物传感器，用于检测生物分子、细胞活性等指标。
四、鲁米诺辣根过氧化物酶cl发光强度的前景展望鲁米诺辣根过氧化物酶cl发光强度作为一种重要的生物标识和检测工具，在生物医学研究领域具有广阔的应用前景。
随着基因工程技术和生物成像技术的不断发展，相信鲁米诺辣根过氧化物酶cl发光强度将会在生命科学研究、临床诊断、新药开发等领域发挥更加重要的作用。
鲁米诺辣根过氧化物酶cl发光强度
鲁米诺的化学发光量子产率
鲁米诺是一种在化学反应中产生发光的现象。
在这种反应中，化学物质通过氧化或还原等过程释放出能量，并将其转化为光能。
然而，不同的化学反应会产生不同的发光量子产率。
发光量子产率是指在化学反应中发出光子的数量与反应中消耗的能量之比。
它通常用百分比来表示，即发光量子产率为100%时，所有消耗的能量都转化成了发出的光。
鲁米诺反应是一种常见的化学发光反应，它在实验室和工业生产中都有广泛的应用。
通过对鲁米诺反应中的化学物质进行调整，可以控制其发光量子产率，从而改善反应效率和产量。
近年来，随着材料科学和纳米技术的发展，人们已经成功地制造出了许多新型的鲁米诺材料。
这些材料具有更高的发光量子产率和更强的化学稳定性，使它们成为一种有潜力的发光材料。
总之，鲁米诺的化学发光量子产率是一个重要的研究领域，它可以为化学反应的研究和应用带来重大的进展。
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辣根过氧化物酶催化过氧化氢氧化隐性亮绿显色反应的研究
辣根过氧化物酶催化过氧化氢氧化隐性亮绿显色反应的研究
辣根过氧化物酶（Peroxidase）在体外可以催化过氧化氢（H2O2）氧化隐性亮绿（Hidden bright green, HgG）显色反应，并且研究证明辣根过氧化物酶具有高度稳定性和高度抗多肽特异性。
作为一种“酶试剂”，它能有效抑制体外反应，具有抗氧化特性和低致敏性，使过氧化氢反应的体外应用更为广泛。
辣根过氧化物酶可以完整保持其氢和氧化物过渡态，这就给它的应用提供了可靠的保证。
它的分子量在67~74 kD之间，可以高度特异性地与多种人体肽激酶和细胞色素酶（cytochrome P-450）类物质结合，使它在生理机制中具有调节作用。
它以修饰某种肽激酶和细胞色素酶，促进发育和代谢，以及耐热和耐药性等方面发挥作用，这为药物的发展提供了新的可能性。
辣根过氧化物酶可以与各类大分子物质进行反应，通过两氧化氢（H2O2）氧化隐性亮绿（HgG）显色反应（检测多肽物质），用于鉴别和检测活性多肽，对活性多肽的检测具有重要意义。
而且，辣根过氧化物酶有助于增加体外反应效率，降低污染物积累，减少反应液体量以及反应器容量，从而使其在生物技术和医药生产中具有重要意义。
总之，辣根过氧化物酶在体外的应用效果显著，它具有高度稳定性、免疫原性和耐受度优异的特点，可用于定量检测活性多肽，研究也表明辣根过氧化物酶在长期的研究和应用中，具有重要的意义。
因此辣根过氧化物酶催化过氧化氢氧化隐性亮绿显色反应，在各个领域和领域中都具有不可替代的价值。
辣根过氧化物酶酶学特性及应用进展
形式下 ， 一些 键才 是 稳定 的 ， 这 是 通过 氢键 与 远 端
性（ Ｈ Ｒ Ｐ — Ｄ ， 一 Ｅ ） 含糖量较低 ， ｐ ， 值在 １ ０ ． ６ ＞ １ ２ 范围
内。 １ ９ ９ ０ 年Ｓ ｍｉ ｔ ｈ 等 最早 成 功研制 出重 组酶 ， 而 且 对 ＨＲ Ｐ — Ｃ的 结 构 和 功 能 研 究 有 了 重 大 的 进 展 。 １ ９ ９ ７ 年， Ｇ ａ ｊ ｈ ｅ ｄ ｅ 等 人 通 过 ｘ射 线 晶体 学 解 出 了 ＨＲ Ｐ的三 维结 构 ， ２ ０ ０ ２ 年 贝里 隆德 等嘲 人 描 述 出酶
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ － ０ ２ － １ ５
血红素 Ａ ｒ ｇ ３ ８ （ 远端精氨酸 ） 和Ｈ ｉ ｓ ４ ２ （ 远端组氨酸 ） 的氨 基酸 侧链 之 间 的相 互作 用 。２ 个 钙原 子 的结 合
位 点 分别 位 于血红 素 平面 的远 端 和近端 ， 并且 通 过 氢 键 被 连 接 到 血 红素 结 合 区 。每个 钙 原 子 结 合 位
Ａｕ ｇ ２ ０１ ４
文章编 号： １ ６ ７ ４ — ０ ８ ７ ４ ｆ ２ Ｏ １ ４ １ Ｏ ４ 一 （ ） ０ ３ ０ 一 Ｏ ５
辣 根 过 氧 化 物 酶 酶 学 特 性 及 应 用 进 展
张丽华 ， 蒋俊峰
（ 山 西 大 同大 学化 学与 环 境 工程 学院 ，山西 大 同 ０ ３ ７ ０ ０ ９ ）
催 化循环 的高分辨率 中间体 。Ｈ Ｒ Ｐ — Ｃ 含有 ２ 种不 同类 型 的金 属 中 心 ， 铁（ Ｉ Ｉ Ｉ ） 原卟啉 Ｉ Ｘ（ 通 常 被称 为
“ 血红 素 ” ） 和２ 个钙原 子 （ 图１ ， ２ ） 。
化物酶也是一种利用过氧化氢可 以氧化大多数有 机 物 和无机 物 的血 红素 酶 。 由于 其 比活性 高 、 耐 热 性高 、 酸碱稳定性好 ， 对污染物浓度和盐度都有较 高的耐受性 ， 与抗原 或抗体偶联后 ， 活性损 失很 少， 因此被广泛用于污水处理 、 食品工业 、 有机合 成 和分 析检测 等领 域 。本文介 绍 了 ＨＲ Ｐ的结 构 、 固 定化及其在各个领域 中的应用 ， 并对其应用前景进
辣根过氧化物酶
辣根过氧化物酶用辣根过氧化物酶追溯周围神经联系法辣根过氧化物酶(Herseradish Peroxidase)最早由Richard(1960)等人[1]用来研究肾近端小管的早期吸收情况，将HRP注入鼠静脉内，离隔一定时间进行观察。
70年代Kristensen是将HRP用于神经系统联系的创妙人[2]，他的第一部分工作即是将HRP注入腓肠肌内而观察中枢（前角运动细胞）的HRP阳性标记颗粒。
1972年Lavai和Lavai et al[3]首次将HRP用于中枢神经系统。
他将HRP注入小鸡的中脑顶盖部分,30小时后取材, 观察视网膜节细胞内的HRP阳性标记细胞。
1973年以后, 此法用于中枢神经系统者逐渐增多。
将HRP注入周围神经末梢部分, 观察其向中枢的联系, 近年来开展了各方面的探索：里见肇及山本悌司等人进行的试验：是将HRP 注入胃壁包括胃体、胃底、幽门等处,观察延髓迷走背核及孤束核的内侧部的酶标颗粒, 以及将HRP注入猫心脏窦房结观察延髓迷走背核及孤束核的酶标颗粒[1,5]。
Dalsgaard, Elfvin(6)等人将HRP注入肠系膜下节及交感颈上节, 观察脊髓内五个交感核的酶标颗粒及其节段性。
至于用HRP法追踪周围神经联系的研究工作, 目前国内外开展很少。
只有Lowrence[7]将HRP注入一侧牙髓后观察同侧三叉神经半月神经节细胞内的HRP阳性颗粒；此外他还切断坐骨神经将断端浸入HRP液内, 在后根脊神经节细胞内找到HRP阳性颗粒。
Elfvin还将HRP注入荷兰猪的肠系膜下节, 观察脊神经细胞内HRP阳性细胞的节段性。
国内从事HRP法研究的学者也多是研究中枢神经系内各核团的联系, 而用HRP法从事周围神经系联系者则鲜见。
因此我们用HRP法追溯胃交感内脏传入第一级神经元-脊神经节细胞内酶标颗粒和足三里穴区一级感觉神经元-脊神经节细胞内酶标颗粒。
建立了HRP追踪围围神经联系的方法, 开展了对胃交感内脏神经元的节段性问题的探讨。
现代生物化工中酶工程技术研究与应用
现代生物化工中酶工程技术研究与应用发布时间：2023-03-22T05:25:58.679Z 来源：《科技新时代》2023年第1月1期作者：刘捷穆圣文孙明广[导读] 在现代生物化工的发展过程中，酶工程是重要组成部分，已广泛应用于食品、医药、轻工业、畜牧业、环保、刑侦等领域，一般用于其中的预防、工艺和甄别检测等刘捷穆圣文孙明广身份证号码：37030219931103****身份证号码：37030419941024****身份证号码：37292819900118****摘要：在现代生物化工的发展过程中，酶工程是重要组成部分，已广泛应用于食品、医药、轻工业、畜牧业、环保、刑侦等领域，一般用于其中的预防、工艺和甄别检测等。
关键词：现代生物化工；酶技术；酶工程引言酶工程又被称为蛋白质工程学，主要服务于人类生产及其他目的。
具体来讲，酶工程是指工业上有目的的设置一定的反应器和反应条件，利用酶的催化功能，在一定条件下催化化学反应，生产人类需要的产品或服务于其他目的的一门应用技术。
酶工程的研究内容众多，如酶制剂的制备、酶的修饰改造等。
生物酶由有机物体的活细胞孕育而来，可对生物机体内的生物反应产生催化作用。
通常情况下，可从以下几个方面总结生物酶的特点。
①具有较高的催化效率。
相较于其他类型的催化剂，酶往往具有更高的催化效率，能够高出107～1020倍左右。
②具有明显的专一性特征。
其他催化剂能够对多种化合物的反应进行催化，而生物酶则只能够对一种化合物的反应进行催化。
③具有较为温和的反应条件，能够调控酶的催化过程。
但由于其属于蛋白质范畴，温度、pH值等因素会在很大程度上产生干扰作用，导致生物酶活性减弱，缺乏良好的稳定性。
1酶工程技术在生物化工行业应用中遇到的问题目前，酶工程技术在酶工程技术的发展相对来说还不够成熟，所以在部分前期的应用中，避免不了会出现一些亟待解决的问题。
首先，在新产品的应用中，缺少科学性及创造性。
虽然酶工程技术在酶工程技术领域的应用较普遍，但是很多技术成果都是借鉴而来的，并不是依靠自身的创新发明得到的，对新产品的研发资金投入力度不够，人力和物力的匮乏使生物制药的发展受到限制。
环保用生物酶的研究进展
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【 ｅ ｏｄ ］ｉ ｅｚｍ ； ｏ ｅ ｄ ｈ ｅｏｉ ｓ；ａｃｓ Ｋ ｙ ｒｓＢｏ ｎｙ ｅＨ ｒ ｒ ｉ ｒ ｄ ｅＬｃａ ｗ － ｓａ ｓｐ ｘ ａ ｅ
酶是催化特 定化学反应 的蛋 白质 、 是生物催 化剂 。 能通过 降低反 应的影响。Ｎ ｓａＶａｉ ｖ，ｚｎ ａＧ ｄｅａｇｖ ｌ ａｔ ｓｅ ａ ｏ ｋ ｏ ｉ ｒ ｏａ等Ｉ研究了固定化辣根 ｉ ｌ Ｔ ｖ ｑ 同时探索 了酶促反 应的最 应 的活化能加快反应速度 。 但不改变反应的平衡点 。绝 大多数酶 的化 过氧化物酶对污水中苯 酚的去除率的效 果 ． 学本 质是蛋 白质。具有催 化效率 高、 专一性强 、 作用条件温 和等特点 。 佳 条件 Ｈ ａ ｎＱｕ ｕＬ ｕｊ ｉ Ｌ ｕ等＿ 纳米铜 固定辣根过氧化物 酶并对 固 ｕ １ 】 ］ 用 酶催 化反应 一般在水介质 中进行 ．认 为有机溶剂 会使酶失活 。 １８ 定后该 酶的活性 和热稳性 的作 了研究 。Ｉ ｌ ｚ ｅ ， ． ｊ ｉ ２ 多 ９５ ． ｅ ａ ｈｓ ｅ ｔ １ Ａ ｍ ｄ Ｎ ａ 等口 用 年 ． ｌ ａ ｏ 等＿ Ｋｉ ｎｖ １ ｂ ］ 首次证 明某些酶 可以在有机溶剂 中保 持其催 化活性 ． 孔藻酸钙固定辣 根过氧化物酶 ． 同时研究 了最佳 固定条件 将 降解 酶 使得 酶催化 的应用 领域得 到了极 大拓展 ．酶催化被广泛应用 于医药 、 通过各种方式 固定在某种 载体上可 以有 效地提高 降解 酶的稳定性 和 食品、 、 农药 轻工、 香料 、 、 环保 能源和精 细有 机合成等领域。 活性 。 所以选择何种载体更能有效的提高降解 酶的利用效率将 是以后 根 据酶催 化反应 的性 质 ． 酶分 为 ６ 可将 大类 ： 氧化还原 酶类 、 转移 研究方 向 酶类 、 酶类 、 水解 裂合酶类 、 异构酶类 、 合成酶类 。 同种类 的酶能催化 不 ２ 漆酶 不 同类 型的反应 ， 中氧化 还原 酶在催 化合成聚合物很有发 展潜力 。 其 本文重 点介绍 了国内外研究 最广 泛的两种 酶 ． 即辣根过氧化物 酶以及 漆 酶（ａｃｓ ， ． ． ．． 是一 种含铜 的多 酚氧化 酶 ， 早发现 Ｌ ｃ ａｅ ＥＣ １１ ３２ Ｏ ） 最 漆酶 于日 本漆树 的伤流液 ， 其广泛存在于真菌 、 细菌 和植物 中 分泌漆酶 的 真 菌主要分布于担子 菌 、 多孔 菌 、 子囊菌 、 孢壳菌 和曲霉菌等属种 ， 柄 其 中最 主要 的是担子菌亚 门的白腐真菌 漆酶具有非底 物特异性 和稳 辣根过 氧物酶（ Ｒ ， Ｃ １ １ ． 是一种含有 亚铁 血红素 的酶 ． Ｈ Ｐ Ｅ ． ．７ １ １１ 存 定性 ． 在降解芳香类 杀虫剂 、 多环芳烃和合 成染料等多种 环境污染物 在于辣根 ． 属于植物氧化物酶类 。日 辣根过 氧化物酶可 以氧化酚类 ． 苯 中具有重要作用ｌ。 】 池玉杰 。 ３ １ 闫洪波【 采用 Ｌ Ａ 培养基在 ４ 不同培 ＮＳ 种 胺类 ， 联苯胺类化合物 。由于具 有较高的热稳定性 ， 且在较大 的 ｐ 养液 中对 白腐茵红平菇木质素 降解酶 系统的主要酶系锰过氧化物酶 ． 并 Ｈ 变化范 围内可以保持较高 的活性 ． 以该 类酶非常适用于污水处 理。 漆酶 和 木质素过氧化物酶的活性进行检测。结果 表明． 所 红平菇 可同时 郑琦 ． 忠铭ｐ 李 １ 了用辣根过 氧化物酶催 化去除废水 中邻苯二 酚的 产生锰过 氧化物酶 和漆酶 ． 研究 但不 产生木质素过 氧化物 酶． 当培养到第 效果 结果表 明 ｐ ＝ ． 过氧化氢 与邻 苯二酚的摩尔 比为 ２１ Ｈ４ ， ４ ： 时去除 九 天时漆酶的活性 最高 同时往培养液 里加 入底 物木屑和 ２６ Ｍ ．． Ｐ Ｄ 效果最佳 张彤 ， 赵庆祥等 采用人 工配水试 验 ． 研究辣根过氧化 物酶 后 ． 可以较大程度地 提高锰过 氧化物酶和漆 酶的分泌量 ． 说明底物对 处理酚 和氯 酚的动力学过程 。 测定 了 ｐ Ｈ Ｏ 和不 同底物对酶促 反应 于降解酶系统产生诱导作用 。 Ｈ， 吴香波 ． 民， 晓静等【 谢益 冯 ｔ ５ 】 了白腐 研究 的影响 。 发现在实验 的 ｐ Ｈ范围内 ，Ｈ ９ ｐ ＝ 是去除率最高 ， ９％以上。 菌采绒 革盖菌分泌 的漆酶对造 纸废 水当 中木 素的聚合作用 结果表 为 ５ 在底物较低 浓度时 ． 去除率随着 过氧化氢浓 度的增高而 增大 ． 在底 物 明． 漆酶 可以有效 的聚合造纸废水 当中 的木 素及其衍生物 ． 而降低 从 浓度较高时过氧化氢对酶促反应有一定 的抑 制作用 ． 但是对酶促 反映 废水 的色 度和 Ｃ Ｄ．进 而为造 纸废水 回用 提供可 能 。Ｙ — ｕ ａ Ｏ ｉＲ ｉＷｕ， 的影响不显著 。王 晓明． 刘小勇等日 用辣根过 氧化物酶降解五氯酚 ， 研 ｚ ｕ Ｈ ａ ｕ ． Ｐ Ｖｌ ｏｄ ｈ — ｕ ｏ ｎＬ ． ｒｍ ｅ 等【从受多环芳烃 污染的土壤当 中帅选 Ｌ ． ｉ 同时发现该菌所分泌的漆酶可以有效地降解蒽。 艾 究酶 的降解特性 。 同时研究 了非离 子型表 面活性 剂 Ｔ ｅｒ 对辣根过 出腐皮镰孢霉菌 ， ｗｅ ０ ４
辣根过氧化物酶催化降解间苯二酚的研究
辣根过氧化物酶催化降解间苯二酚的研究王亚丽;魏娟娟【摘要】研究了不同反应条件对辣根过氧化物酶催化H2O2氧化降解间苯二酚的影响,主要包括溶液pH值、反应温度、反应时间、H2O2用量、间苯二酚初始浓度等.结果表明:间苯二酚在辣根过氧化物酶催化、H2 O2氧化的反应体系中性质不稳定,且易被降解,在合理的反应条件下,间苯二酚的降解率达到了96.1％.【期刊名称】《宁夏师范学院学报》【年(卷),期】2015(036)006【总页数】8页(P47-54)【关键词】辣根过氧化物酶;间苯二酚;降解【作者】王亚丽;魏娟娟【作者单位】宁夏师范学院化学化工学院,固原756000;宁夏师范学院化学化工学院,固原756000【正文语种】中文【中图分类】O643.3间苯二酚废水具有色度高、有机物含量高、成分复杂、难降解等特点，是典型的毒性有机工业废水，环境危害极大[1].目前，国内外常用的处理降解废水的方法分为三大类：物理法、化学法和生物法[2].通常物理法和化学法处理效率较高，但是处理量较小，费用高，难操作，投加的化学药品易引起二次污染等[3].相比之下，生物法处理费用较低，简单易行[4]，而且可以大规模化应用.在废水处理的研究中，辣根过氧化物酶得到了广泛应用.辣根是一种常年生长的香草，它的根有一种含量丰富的过氧化物酶，被称为“辣根过氧化物酶”，而“辣根过氧化物酶”因其具有高效的催化性能[5]，成为很多废水处理中首选的生物高效催化剂.同时辣根过氧化物酶可应用于有机合成、相关酶检测、生物转化、发光检测、临床化学、免疫检测、环境化学等领域[6-9]，它能够催化过氧化氢氧化一系列有机物和无机物，如苯酚、间苯二酚、联苯胺及其取代物，其在环境降解方面日益受到人们的青睐[10].基于生物降解的环保性，本实验采用绿色氧化剂H2O2氧化、辣根过氧化物酶(HRP)催化降解间苯二酚，以此探究该方法针对间苯二酚的降解效果.间苯二酚的结构如图1所示.辣根过氧化物酶(RZ=1.5，阿拉丁化学试剂有限公司)；盐酸(GR，西安化学试剂厂)；间苯二酚(阿拉丁化学试剂有限公司)；磷酸二氢钾(AR，西安化学试剂厂)；磷酸氢二钾(AR，西安化学试剂厂)；30%的H2O2 (国药集团化学试剂有限公司). 分析天平(BS 124S，北京赛多利斯仪器系统有限公司)；pH酸度计(pH S-25，上海精密科学仪器有限公司)；移液枪(100 μL～1000 μL，20 μL ～200 μL，百得实验仪器有限公司)；微量进样器(10 μL，上海安亭微量进样器厂)；紫外-可见分光光度计(UV，TU-1810，北京普析通用仪器有限责任公司)；傅立叶变换红外光谱仪(WQF-510，北京瑞利分析仪器公司)；高效液相色谱仪(G1314B，安捷伦科技有限公司).磷酸缓冲溶液的配制：取一定体积的0.1 mol·L-1的 KH2PO4 溶液，加入少量的0.1 mol·L-1K2HPO4 溶液，用1∶1的盐酸溶液调节成 pH值为1～4的磷酸溶液. 取一定体积的0.1 mol·L-1的K2HPO4溶液，用0.1 mol·L-1KH2PO4 溶液互调成pH为5～8的磷酸缓冲溶液.间苯二酚溶液配制：称取0.1376 g间苯二酚于250 mL容量瓶中定容，用超纯水配制成浓度为5 mmol·L-1的储备液.用移液管移去不同体积的储备液于50 mL的容量瓶中定容，配制成所需不同浓度的间苯二酚溶液，溶液均保存于阴暗干燥处. 称取0.0145 g的辣根过氧化物酶用 pH 为7 的磷酸缓冲溶液定容在1.5 mL的离心管中，配制成浓度为0.0097 g/mL的辣根过氧化物酶溶液.在紫外-可见分光光度计上，以pH为7的磷酸缓冲溶液为参比，在200 nm～700 nm的波长范围内对所配酶溶液扫谱，以波长为横坐标、吸光度为纵坐标，绘制吸收曲线如图2所示，计算HRP 的纯度RZ=A380/A280，为1.09.间苯二酚特征吸收波长的确定及标准曲线的绘制：在紫外-可见分光光度计上，以超纯水为参比，在200 nm～400 nm的波长范围内对间苯二酚溶液扫谱，每隔10 nm记录不同波长下的吸光度，以波长为横坐标、吸光度为纵坐标，绘制吸收曲线，如图 3 所示，确定特征吸收波长为265 nm.配制浓度分别为0.2 mmol·L-1、0.4 mmol·L-1、0.6 mmol·L-1、0.8 mmol·L-1、1. 0 mmol·L-1、1.2 mmol·L-1的间苯二酚水溶液，在5.0 mL的离心管中，加入1800 μL pH为4.0的磷酸缓冲溶液、200 μL不同浓度的间苯二酚溶液，30℃下恒温15 min，取出溶液加入到1.0 cm的石英比色皿中测定不同浓度的间苯二酚溶液在其特征吸收波长 265 nm处的吸光度，以吸光度-浓度作图得出间苯二酚的标准曲线，如图4所示，间苯二酚的初始浓度在0.2 mmo l·L-1～1.2 mmol·L-1之间呈线性关系.因此，把该范围应用于间苯二酚降解的整个实验中.间苯二酚降解的最佳条件测定：在5.0 mL的离心管中加入1600 μL不同pH的磷酸缓冲溶液、200 μL不同浓度的间苯二酚溶液和100 μL 0.0097 g/mL辣根过氧化物酶溶液，最后加入100 μL 2.0 mmol·L-1的 H2O2溶液开始反应，反应在30 ℃下进行，反应15 min.用紫外可见分光光度计测定间苯二酚在其特征吸收波长265 nm处吸光度值，按下面公式计算间苯二酚降解率:在5.0 mL离心管中加入1600 μL pH为4.0的磷酸缓冲溶液、200 μL浓度为0.6mmol·L-1的间苯二酚溶液、100 μL 0.0097 g/mL的辣根过氧化物酶溶液，最后加入100 μL 2.0 mmol·L-1的H2O2 溶液30 ℃下进行反应，考察反应时间对降解率的影响，结果如图5所示.间苯二酚在25 min～30 min时降解率增大较快，当反应时间到30 min 时降解率为54.8%，反应时间超过30 min后，降解率下降较快，随着反应的进行可能发生了副反应，影响降解.在5.0 mL离心管中加入1600 μL pH 为4.0的磷酸缓冲溶液、200 μL浓度为0.6 mmol·L-1间苯二酚溶液、100 μL浓度为0.0097g/mL辣根过氧化物酶溶液，最后加入100 μL 2.0 mmol·L-1的H2O2溶液，不同温度下反应30 min，考察反应温度对降解率的影响，结果如图6所示.由图可知，间苯二酚降解的最佳温度为40℃，降解率为65.1 %.高于40℃时随温度的升高酶的活性下降，降解率下降.在5.0 mL离心管中加入1600 μL不同 pH 的磷酸缓冲溶液、200 μL浓度为0.6m mol·L-1间苯二酚溶液，加入100 μL 0.0097 g/mL辣根过氧化物酶，最后加入100μL 2.0 mmol·L-1的 H2O2溶液，恒温40℃，反应30 min，考察磷酸缓冲溶液 pH 对降解率的影响，结果如图7.从图中可以看出，间苯二酚降解的最佳pH为5.0，降解率为71.4 %.pH不同，辣根过氧化物酶对间苯二酚降解的作用能力也不同.间苯二酚显酸性，在酸性的环境能有效地促进降解的效果.在5.0 mL离心管中加入1600 μL pH为5.0的磷酸缓冲溶液、200μL浓度为0.6mmol·L-1间苯二酚溶液、100 μL浓度为0.0097 g/mL辣根过氧化物酶溶液，最后加入100 μL不同浓度的H2O2溶液，恒温40℃，反应30 min，考察H2O2 浓度对降解率的影响，结果如图8所示.从图中可以看出，间苯二酚降解最适的H2O2 浓度为1.75 mmol·L-1，降解率为 88.7 %，过氧化氢浓度在0.5 mmol·L-1～1.75 mmol·L-1范围内时促进反应的进行，大于1.75 mmol·L-1时会使辣根过氧化物酶的活性降低，导致间苯二酚降解率下降.在5.0 mL离心管中加入1600μL pH为5.0的磷酸缓冲溶液、200 μL不同浓度的间苯二酚溶液，100μL浓度为0.0097 g/mL辣根过氧化物酶溶液，最后加入100μL 1.75 mmol·L-1H2O2溶液，40℃下反应30min，考察间苯二酚初始浓度对间苯二酚降解率的影响，结果如图9所示.结果表明：间苯二酚在初始浓度为1.2 mmol·L-1，30 min时的降解率达到 96.1%.在最佳的催化体系下，将间苯二酚降解的最终产物用三氯甲烷进行萃取，由于三氯甲烷的密度大于水的密度，根据相似相容原理，将下层液体取出后进行红外光谱测定.将间苯二酚红外光谱图10与降解后产物的红外谱图11通过特征吸收峰进行对比，在3300cm-1处，图10有明显的吸收峰，图11吸收峰接近消失；在2300 cm-1处图10无明显吸收峰，图11出现吸收峰，说明有新物质生成；其它各处，图10吸收峰均强于图11通过对比吸收峰的变化，说明间苯二酚被降解.在最佳催化体系下将间苯二酚的降解产物用三氯甲烷进行多次萃取，取下层液体于离心管中离心2 min，取1000 μL中间清液放置于干净的进样瓶中待测.将间苯二酚的高效液相色谱谱图12(a)与降解后产物的高效液相色谱谱图12(b)进行对比，在1.805 s处降解后产物峰面积较降解前间苯二酚明显降低.因此，间苯二酚已被较好的降解.间苯二酚在辣根过氧化物酶催化、H2O2氧化的反应体系中易降解.在 pH 5.0、温度40 ℃、反应时间30 min、初始浓度为1.2 mmol·L-1的间苯二酚溶液和1.75 mmol·L-1H2O2溶液条件下的降解率为96.1 %.。
共固定化辣根过氧化物酶的最新研究进展
ＧＬ ＯＤ，ｅ ｃ ｎ ｔ ｙ ｅ ｅｂ ｕ ，ｔ ｉｎ ｎ ，ａ ｉ ｎ ｅ ，ｗｈ ｃ ｒ ｏ － ｎ ｙ ｅ Ｉ ｄ ｉｉ ｎ ｔ ｅｐ ｏ ｐ ｃ ｓｏ ｈ ｐ ｌ ｔ ，ａ ｄ ｍｅ ｈ ｌｎ ｌ ｅ ｈ ｏ ｉ ｅ ｎ ｌ ｅ ｒ ｄ ｉ ｉｈ ａ ｅ ｎ ｎ ｅ ｚ ｍ ． ｎ ａ ｄ ｔ ， ｈ ｒ ｓ ｅ ｔ ｆｔ ｅ ａ ｐ ｉ ｏ — ｃ ｔ ｎ ｆｈ ｒ ｅ ａ ｉｈ ｐ ｒ ｘ ｄ ｓ Ｏ ｉ ａ ｉ ｓｏ ｏ ｓ ｒ ｄ ｓ ｅ ｏ ｉａ ｅ Ｃ —ｍｍｏ ｉ ｚ ｔ ｎ ｉ ｔ ｅ ｒ ａ ，ｓ ｃ ｓ ｏ ｇ ｎｃ ｓ ｎ ｈ ｓ ｓａ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ． ｏ ｂ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｈ ｒａ ｅ ｓ ｕ ｈ ａ ｒ ａ ｉ ｙ ｔ ｅ ｉ ｒ ｒ ｐ ｓ ｄ ｉ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ｈ ｒ ｅ ａ ｉｈ ｐ ｒ ｘ ｄ ｓ ，ｃ － ｏ ｓ ｒｄｓ ｅｏ ｉａｅ ｏｉ ｍｍｏ ｉ ｚ ｔ ｎ，ｅ ｚ ｅ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｂｌ ａ ｉ ｉ ｏ ｎ ｙ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｍ
１ １ ＨＲ ． Ｐ和 葡萄 糖 氧化 酶 的共 固定化
葡 萄糖 氧化 酶 （ （ ） Ｈ Ｐ共 固定是 最常 见 的共 固定 Ｇ） 和 Ｒ Ｄ 体 系 ， 们存 在着 如下 所示 的反 应偶 联 ： 它
ｂｏ ｒｎ ｆｒ ｔ ｎａ ｄ ｆｏ ｄ ｓｒ ｉｔａ ｓｏ ｍａｉ ｎ ｏ ｄ ｉ ｕ ｔｙ，ｅｃ ｏ ｎ ｔ．Ｃｕ ｒｎ ｌ ，ｔ ｅｒｓ ａｃ ｏ ｕ ｅ ｎ ｔｅｂｏ ｅ ｓ ｒａ ｅ．Ｔｈ ａｅ ｔ ｅ ｅｒ ｈ ｒｅ ｔｙ ｈ ｅ ｅ ｒｈｉ ｆ ｃ ｓ ｄｏ ｈ ｉｓ ｎ ｏ ｒａ ｓ ｅｌｔｓ ｓａ ｃ ｒ ｄ ｖ ｌｐ ｅ ｔ ｆｉ ｏ ｉ ｅ ｅｏ ｍ ｎ ｓｏ ｔ ｃ－ｍｍｏ ｉｚ ｔｏ ｔ ｎ ｙ ｒ ｕ ｓ ｂｌ ａ ｉｎｗｉｈｅ ｚ ｍｅａｅｓ ｍｍａ ｉｅ ，ｉｃｕ ｉｇ ｇｕ ｏ ｅｏ ｉａ ｅ ｈ ｌｓｅｏ ｘｄ ｓ ，Ｉ ｉ ｒｚ ｄ ｎ ｌｄｎ ｌ ｃ ｓ ｘｄ ｓ ，ｃ ｏｅ ｔｒ ｌ ｉａ ｅ ． ｏ －
分子探针技术在生物学研究中的应用
分子探针技术在生物学研究中的应用从分子到生命体生命体是由许多分子组成的整体，而分子探针技术在这个层面上拥有广泛的应用。
从最基本的DNA与RNA的识别到更高层次的细胞内物质的探查，分子探针技术无疑为生物学研究提供了巨大的帮助。
分子探针技术的本质是使某种化学物实现成为一种指示物，再对其进行标记，从而达到检测和测量的目的。
此技术的广泛应用改变了当今生命科学的研究方法和研究成果。
下面我们将详细探讨分子探针技术的应用。
DNA/RNA检测DNA和RNA是生命体中最基本的分子之一，它们承载着遗传信息，是生命活动的基础。
因此，DNA和RNA的检测一直是生物学研究的热点之一。
分子探针技术可以通过荧光染色、辣根过氧化物酶标记、放射性同位素等方法对DNA和RNA进行检测。
荧光染色法是一种常用的技术，可以在细胞内或基因组上特异性的标记DNA。
荧光标记的DNA和RNA具有灵敏度高、可重复使用等优点，在病例分析、细胞分类、化学标记等领域都有广泛应用。
辣根过氧化物酶标记体系（HRP）是一种基于酶学原理开发出的检测方法。
在HRP标记DNA和RNA的实验中，HRP将被标记的DNA/RNA分子氧化成产生荧光信号的亚硫酸盐信号分子。
这种方法反应的荧光强度高，时间短，适用于大规模检测。
放射性同位素是一种常用的标记试剂，用于检测分子流量和分子界面。
虽然通常利用贴付方式检测单核苷酸或蛋白质，但其标记精度不高，使用范围受到了很大限制。
蛋白质/酶活性检测蛋白质或酶作为生物体中最丰富和多样化的分子之一，对于分子探针技术的应用来说，也是十分重要的。
分子探针技术可以使用抗体和荧光染色对蛋白质/酶的浓度和酶活性进行检测。
抗体可以针对某一种制定特定的抗体，可以用来检索目标蛋白质在体内的浓度和酶活性。
荧光染色同样是一种常用的技术，通过绑定到特定分子的荧光染色剂来检测蛋白质酶活性。
细胞分析细胞作为生命活动的基础，其内部结构和运行是分子探针技术的应用的重要领域之一。
辣根过氧化物酶催化过氧化氢氧化邻苯二胺反应动力学的研究
辣根过氧化物酶催化过氧化氢氧化邻苯二胺反应动力学的研究姜远良;冯春梁【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2002(022)003【摘要】本文对辣根过氧化物酶催化过氧化氢与氧化邻苯二胺合成2,3-二氨基吩嗪反应动力学进行了研究.首先是用辣根过氧化物酶催化过氧化氢氧化邻苯二胺合成了氧化产物,并且对反应条件、酸度,温度,邻苯二胺,过氧化氢与辣根过氧化物酶不同的摩尔比等进行了研究.用紫外-可见光谱、红外光谱以及元素分析法对该产物进行了表征,结果表明,其产物为2,3-二氨基吩嗪.然后用紫外可见分光光度法,根据Michaelis-Menten(M-M)方程研究了辣根过氧化物酶催化过氧化化氢氧化邻苯二胺反应,选择了最佳实验条件,确定了最大吸收波长λ＝446.3 nm,pH=4.85和反应温度t＝22℃,进行了一系列实验,从而确定了体系的反应级数,其结果表明,这个反应可以视为单底物反应进行处理,并且在实验和理论方面作出了论证,并且还求出Km ＝6.02×10-3 mol*L-1,vm＝7.2×10-2 ΔA*min-1.【总页数】5页(P436-440)【作者】姜远良;冯春梁【作者单位】辽宁师范大学化学系,辽宁,大连,116029;辽宁师范大学化学系,辽宁,大连,116029【正文语种】中文【中图分类】O657.33【相关文献】1.层状氢氧化氨基苯甲酸锌固定化辣根过氧化物酶及其催化性质 [J], 张锋;王辉;赵立芳2.邻苯二胺—过氧化氢—辣根过氧化物酶酶联免疫示差脉冲伏安法测定人血清… [J], 何亚楠;虞伟3.辣根过氧化物酶/聚邻苯二胺膜电极上苯二酚生物催化氧化的动力学研究 [J], 陈滨晖4.金属胶束模拟辣根过氧化物酶催化过氧化氢氧化苯酚 [J], 黄忠;谢家庆;冯发美;蒋炳英;胡常伟;曾宪诚5.辣根过氧化物酶催化过氧化氢氧化隐性亮绿显色反应的研究 [J], 黄应平;李洋;陈百玲;颜克美;罗光富;蔡汝秀因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
辣根过氧化物酶的结构与作用机制
厚的兴趣 ;还有部分学者推测该区域对催化反应中 体 ,以及启动一个以该产物为底物的反应 。
图 1 HRP C的一些结构特征 [6 ]
中存在着一个共有的区域叫过氧化物酶折叠中心 , HRP和其他第三类过氧化物酶在该中心上都有 3 个 α螺旋 。其中 2个 α螺旋 ( F′螺旋和 F″螺旋 )的 氨基酸序列和种类都表现出了很强的可变性 ,但由 于 Cys177与 Cys209之间存在着一个二硫键 ,使 F′螺旋 和 F″螺旋所组成的区域在整体结构上保持了相对 稳定 。由于 F′螺旋可能存在着底物的结合位点和
量的 siRNA 观察到非特异性抑制作用 。 十多年的临床实验证明 ,基因治疗总体上是安
全有效的 。去年来 ,慢性乙型肝炎基因治疗的研究 也取得了另人鼓舞的成绩 ,然而作为一种常规的治 疗方法应用于乙肝 ,仍存在很多问题 ,如疗效 、所需 费用 、副作用等 。随着理论和实践技术研究的深入 , 这些问题会被逐步突破和改进 。基因治疗应用于乙 肝 ,将会得到越来越多人的认可 。
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Hale Waihona Puke ●小综述《生命的化学 》2005年 25卷 1期 CHEM ISTRY OF L IFE 2005, 25 (1)
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通道 ,使许多研究 HRP的学者对该区域表现出了浓 引起更复杂的反应 ,包括形成二倍体 、三倍体 、多聚
582 [ 7 ] Woo PC et a l. V accine, 2001, 19: 2945—2954 [ 8 ] D ing CL et a l. W orld J Gastroen terol, 2003, 9 ( 7) : 1512—1515 [ 9 ] Hoep rich S et a l. Gene Ther, 2003, 10 ( 15) : 1258—1267 [ 10 ] Pan WH et a l. M ol Ther, 2004, 9 ( 4) : 596—606 [ 11 ] Morrissey DV et al. J V ira l Hepa t, 2002, 9: 411—418 [ 12 ] 沃健儿 等. 浙江大学学报 , 2003, 23 (2) : 112—115 [ 13 ] Ying C et al. B iochem B iophys R es Comm un, 2003: 398—404 [ 14 ] Ying C et al. B iochem B iophys R es Comm un, 2003 ( 309 ) :
辣根过氧化物酶hrp结构式
辣根过氧化物酶hrp结构式
辣根过氧化物酶（HRP）是一种广泛应用于生物化学和分子生物学研究的酶。
它的基本概念是指从辣根中提取出来的一种酶，具有过氧化物酶的活性。
辣根过氧化物酶（HRP）的结构特点是由两个亚基组成的，分别是α和β亚基，它们通过非共价作用力结合在一起，形成一个稳定的酶结构。
辣根过氧化物酶（HRP）在生物体内起到重要作用，其主要功能是催化过氧化物的分解。
在生物体内，过氧化物是一种常见的活性氧，具有高度的化学活性，可以引起细胞损伤。
辣根过氧化物酶（HRP）通过催化过氧化物的分解，可以降低活性氧的浓度，从而保护细胞免受损伤。
在我国，辣根过氧化物酶（HRP）的研究取得了显著的进展。
科学家们通过对辣根过氧化物酶（HRP）的基因进行克隆和表达，成功实现了辣根过氧化物酶（HRP）的大规模制备。
这为我国生物化学和分子生物学研究领域提供了重要的实验工具。
此外，辣根过氧化物酶（HRP）在我国的医疗领域也具有广泛的应用。
作为一种高效、安全的生物催化剂，辣根过氧化物酶（HRP）被用于治疗各种疾病，如肿瘤、神经系统疾病等。
此外，辣根过氧化物酶（HRP）还被广泛应用于我国的环境保护领域，用于催化有机污染物的降解。
总之，辣根过氧化物酶（HRP）是一种具有重要生物学功能的酶，其在生物化学、分子生物学、医学和环境保护等领域具有广泛的应用前景。
辣根过氧化物酶
四、辣根过氧化物酶的作用机理
辣根过氧化物酶的作用机理可分以下几步： 第一步，形成有活性的酶一底物复合物Ⅰ： HRP + H2O2 → 复合物Ⅰ 第二步，复合物Ⅰ转变成有活性的复合物Ⅱ： 复合物Ⅰ+AH →复合物Ⅱ+A(AH：表示还原型 氢供体） 第三步，复合物Ⅱ被还原，释放出酶： K1 复合物Ⅱ+AH HRP+A+2H2O
子结构组成、理化性质、免疫功能和调控特性等 方面有所不同的一组酶。 2、同工酶不仅存在于同一个体的不同组织中，也存 在于同一组织、同一细胞的不同亚细胞结构中， 甚至存在于不同发育期的组织中。
三、辣根过氧化物酶同工酶C
其中以中性辣根过氧化物酶同工酶C的含量颇为丰富， 也是应用最广泛的一种 。
HRP C单肽链是由308个氨基酸构成的，肽链上 存有二硫键（4个由两分子Cys组成的），还含有 一个盐桥（是Arg123和Asp99构成）。
辣根过氧化物酶催 化机理及应用
目录
辣根过氧化物酶的来源
辣根过氧化物酶（HRP)简介 其机制
辣根过氧化物酶的应用
一、辣根过氧化酶的来源
辣根是十字花科多 年生草本植物，它 的根有辛辣味，可 用作调味品或烹饪 食用，根同时还含 有一种含量丰富的 过氧化物酶——辣 根过氧化物酶。
HRP C二级结构
HRP C 含有两个 不同的金属中心:血 红素和两个钙原子。 血红素中铁原子的一 个轴向结合点与肽链 上His170侧链的N原 子结合, 使血红素垂 直连接在His170上。
HRP C三级结构
酶的结构总体上 看来大部分是α -螺 旋,但其中也包含一 些小的β -折叠。
网状为血红素; 球型为钙 原子; 螺旋型为α 螺旋; 尖头所指为β 折叠。
辣根过氧化物酶在碳纳米管上的固定化及其固定化酶去除苯酚的研究
基 金 来 源 ： 宁省 教 育厅 高 等 学 校 科 研 计 划 资 助项 目 （０ ８ ６ ） 辽 ２ ０ ３ ７ ＊作 者 简 介 ： 唐艳 （９ ４ ） 女 ， 士 研 究 生 。 Ｅ ｍａ ： ｎ ｙ ｎ Ｏ ３ ２ ＠ １ ３ ｃｒ； １８ ， 硕 — ｉ ｔ ｇ ａ ｌ ２ ２ ２ ６ ．ｏ １ａ ｎ 通讯 联 系人 ： 鑫 （９ ５ ） 女 ， 士 ， 教 授 ， 要 从 事 有 机 一 无 机 杂 化 多 材 料 的 设 计 、 成 及应 用 研 究 。Ｅ— ｍａ ： ｉ 石 １７一 ， 博 副 主 Ｌ 合 ｉ ｘｎ ｌ
珀酰亚胺 （ ＮＨＳ 、 ） 柠檬 酸 、 苯二 胺 、 硝酸 、 （ 、 酚 、 邻 浓 Ｈ。） 苯 ２ Ａｌ Ｓ ） 、 酸 氢 二 钠 、 酸 二 氢 钠 、 酸 氢 钠 ， 为 分 析 Ｋ（Ｏ４。磷 磷 碳 均
纯 ， 津 市科 密 欧 化 学 试 剂 有 限 公 司 ； 温 一 ２ 、 乙 二 醇 天 吐 ０聚
中国材料科技与设备 （ 双月刊） 辣根过氧化物酶在碳纳米管上 的固定化及其 固定化酶去除苯酚的研究
２１ ０ １年 ・ ２ 第 期
辣 根 过 氧 化 物 酶 在 碳 纳 米 管 上 的 固定 化 及 其 固定 化 酶 去 除 苯 酚 的 研 究
唐 艳 ， 鑫 ， 石 冯春 梁
（ 宁 师 范 大学 化学 化 工 学 院 功 能 材 料 化 学 研 究 所 ， 宁 辽 辽 大连 １６２） １０ ９
乙基 一 ３ （ 一 三 甲 氨丙 基 ） 二 亚 胺 盐 （ Ｄ 、 ３ 碳 Ｅ Ｃ） Ｎ一 羟 基 琥
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第40卷㊀第4期2019年4月纺㊀织㊀学㊀报Journal of Textile ResearchVol.40,No.4Apr.,2019DOI :10.13475/j.fzxb.20180300407辣根过氧化物酶在纤维材料生物整理中的应用研究进展周步光,王㊀平,王㊀强,范雪荣,袁久刚(生态纺织教育部重点实验室(江南大学),江苏无锡㊀214122)摘㊀要㊀针对化学法整理纤维材料存在能耗高㊁纤维损伤大的缺陷,提出借助酶法在温和条件下对纤维材料进行生物整理加工㊂介绍了辣根过氧化物酶/双氧水/β-二酮类引发剂乙酰丙酮(HRP /H 2O 2/ACAC)三元催化体系的氧化机制,综述了该体系在淀粉㊁黄麻和丝蛋白生物改性中的应用,包括:通过酶促反应使丙烯酸甲酯与淀粉接枝共聚,提高淀粉浆料对疏水性纤维的成膜性;通过催化黄麻与丙烯酰胺或甲基丙烯酸六氟丁酯接枝,实现黄麻亲水或疏水化整理;通过酶促反应使丝素与丙烯酸接枝共聚,提升丝素材料的仿生矿化效果;通过催化丝胶与甲基丙烯酸甲酯接枝共聚,改善丝胶基生物材料的成型性㊂指出HRP 在纤维整理及生物材料制备中具有潜在的应用前景㊂关键词㊀辣根过氧化物酶;三元催化体系;乙烯基单体;淀粉;黄麻;丝蛋白;生物材料中图分类号:TS 195.5㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀Research progress of horseradish peroxidase in bio-finishingof fiber materialsZHOU Buguang,WANG Ping,WANG Qiang,FAN Xuerong,YUAN Jiugang(Key Laboratory of Eco-Textiles (Jiangnan University ),Ministry of Education ,Wuxi ,Jiangsu ㊀214122,China )Abstract ㊀Considering the defects that chemical finishing on fiber materials has large energy consumption and potential fiber damages,enzymatic finishing of fiber materials under mild treating conditions were suggested.The oxidation mechanism of the ternary catalyst system of horseradish peroxidase (HRP ),hydrogen peroxide (H 2O 2)and β-diketone initiator acetylacetone (ACAC)were introduced,and its applications in bio-modifications of starch size,jute,silk protein were reviewed as follows.Methyl acrylate was graft copolymerized with starch to improve its film forming property onto the hydrophobic fibers.Acrylamide and hexafluorobutyl methacrylate were applied to modify jute fiber by enzymatic graft-copolymerization,respectively,realizing the hydrophilic or hydrophobic modification of jute fiber.Acrylic acid was used to enzymatically graft copolymerized onto silk fibroin to enhance the biomimetic mineralization effect of fibroin-based biomaterial.Furthermore,HRP-mediated graft copolymerization of methyl methacrylate onto silk sericin was also investigated to improve the formability of sericin-based biomaterials.In conclusion,HRP exhibits potential applications in bio-finishing of textile fibers and preparation of biomaterials.Keywords ㊀horseradish peroxidase;ternary catalyst system;vinyl monomer;starch;jute;silk protein;biomaterial收稿日期:2018-03-01㊀㊀㊀修回日期:2018-12-12基金项目:国家自然科学基金项目(51373071,31771039);青蓝工程资助项目(苏教师[2016]15号);中央高校基本科研业务费专项资金项目(JUSRP51717A );高等学校学科创新引智计划项目(B17021)第一作者:周步光(1994 ),男,硕士生㊂主要研究方向为纺织品生态加工技术㊂通信作者:王平(1971 ),男,教授,博士㊂主要研究方向为纺织生物技术㊂E-mail :wxwping@ ㊂㊀㊀由于淀粉分子结构本身的特点,使得淀粉浆料对疏水性纤维的黏附力不足[1]㊁成膜性差,为改善淀粉浆料对经纱的上浆性能,需要对淀粉进行接枝改性㊂黄麻纤维存在刚度大㊁刺痒㊁易成褶㊁染色深度不高㊁染鲜艳色难等缺点,并且植物纤维与非极性㊁疏水性树脂间的界面黏结性差,使其应用受到很第4期周步光等:辣根过氧化物酶在纤维材料生物整理中的应用研究进展㊀㊀㊀大限制[2],因此,需要对黄麻纤维进行亲疏水改性处理㊂蚕丝织物经脱胶或溶解提取的丝蛋白中含有一定量的酪氨酸[3],其中的酚羟基有较高的反应性,可发生自交联或与外源功能性化合物进行接枝,改善丝蛋白材料的应用特性㊂目前,淀粉接枝[4-5]㊁黄麻改性[6-7]㊁丝蛋白功能化[8-10]主要采用物理和化学方法㊂物理法对设备投资大㊁处理要求高,化学法存在环境污染㊁对纤维损伤大等问题,因此,选用绿色环保的酶法改性[11]成为近年来纺织领域探究的重要课题㊂辣根过氧化物酶(HRP)是一种植物过氧化物酶,从常年生香草辣根中提取,含量丰富,是商品化较早㊁应用广泛的一种酶制剂[12-13]㊂辣根过氧化物酶性质较稳定,具有高活性㊁高稳定性㊁低分子质量和存储方便等优点,在生物传感器[14]㊁有机合成[15-16]㊁环境废水处理[17]㊁食品工业等领域有着广泛的应用㊂近年来,研究人员以HRP㊁过氧化氢(H2O2)和β-二酮类引发剂构建三元催化体系,开展了酶促纤维整理㊁丝蛋白基生物材料制备等相关研究[18]㊂本文介绍了HRP酶三元催化体系的氧化机制,并综述了其在淀粉浆料改性㊁麻纤维功能化及复合材料制备㊁丝素及丝胶分子修饰及其生物材料制备等方面的应用研究进展㊂1㊀HRP的催化氧化机制HRP是由辣根根部中多个同工酶组成的糖蛋白复合酶,其中辣根过氧化物酶同工酶C(HRP-C)是HRP酶的主要活性成分,且含量最大㊂HRP分子结构中含有2种不同类型的金属中心(高铁原卟啉环和2个钙原子),高铁原卟啉环决定了HRP-C 的催化效能,而钙原子则影响着酶结构的稳定性,钙原子的缺失会降低HRP-C的活性和热稳定性[19]㊂HRP有很强的催化活性,在以H2O2为氧化剂,β-二酮为引发剂的体系中,可催化乙烯类㊁苯胺类㊁酚类单体及其衍生物聚合,生成具有特殊结构的聚合物[20-21]㊂不同β-二酮对HRP催化中乙烯类单体的聚合物产率和分子质量有影响,其中乙酰丙酮(ACAC)的引发效果最好,可形成有效酶氧化还原催化体系,产生活性自由基,引发上述单体及其衍生物之间发生聚合反应㊂图1示出HRP/H2O2/ACAC催化机制㊂该三元体系的催化过程是一个循环的氧化还原反应过程,主要分为3个步骤:首先,HRP与H2O2发生双电子氧化反应,即Fe(Ⅲ)和卟啉环各失去1个电子,HRP失去2个电子生成高价态的中间体HRP-I;其次,HRP-I与还原底物ACAC(如麻纤维㊁丝蛋白等)发生单电子氧化还原反应,生成ACAC活性自由基和部分氧化中间体HRP-Ⅱ;最后,HRP-II会被ACAC进一步还原到初始价态,并再次产生ACAC 活性自由基㊂在上述整个催化体系循环过程中,生成的ACAC自由基可引发单体间的聚合反应,从而实现催化可产生自由基的底物材料与乙烯基单体接枝共聚,改善材料的应用性能[22-23]㊂图1㊀HRP/ACAC/H2O2催化机制Fig.1㊀Catalytic mechanism of HRP/H2O2/ACAC2㊀HRP催化淀粉改性及其应用性能淀粉由直链淀粉和支链淀粉构成,分子含大量羟基,浆液黏度高,流动性差,对疏水性纤维黏附性能较差㊂为改善淀粉浆料的性能,需要对淀粉进行改性,常用方法有物理改性(如预糊化)㊁化学改性(如酯化)㊁酶法改性(如接枝共聚等)和复合改性(如交联-酯化)[24]㊂HRP三元体系也可催化淀粉进行生物法改性加工,通过引发淀粉分子链的葡萄糖单元产生活性自由基,与性能优良的单体接枝共聚,达到改善淀粉物理和化学性质的目的㊂图2示出HRP催化淀粉接枝丙烯酸甲酯反应示意图㊂可以看出,HRP催化淀粉分子上的羟基生成活性自由基,与丙烯酸甲酯(MA)接枝共聚,通过引入柔性聚合物支链聚丙烯酸甲酯(PMA),可改善淀粉浆膜的脆性,提升淀粉浆膜的力学性能和对疏水性纤维的黏附性[25]㊂Wang等[25]以HRP催化淀粉接枝MA反应后,以丙酮抽提去除其中的均聚物PMA,得到改性淀粉;改性淀粉的红外图谱上有羰基特征吸收峰出现,表明酶催化糊化淀粉与MA发生了接枝共聚反应,借助1H 核磁共振谱和13C核磁共振谱测试分析,验证了MA 成功接枝到淀粉分子上,且淀粉中葡萄糖单元的C6伯羟基为主要的接枝位点㊂采用粗纱浸浆法,测试HRP催化淀粉接枝改性前后浆液的黏附性和浆膜的力学性能,结果表明,HRP法催化接枝改性后的淀粉浆液对涤纶/棉粗纱的黏附性明显提高,且接枝率越㊃171㊃㊀㊀㊀纺织学报第40卷图2㊀HRP 催化淀粉接枝丙烯酸甲酯反应示意图Fig.2㊀Schematic illustration of grafting reaction of MA onto starch catalyzed by HRP高,黏附性能越好;随着接枝率增加,浆膜的断裂伸长率越大,表明浆膜的力学性能得到改善[26]㊂3㊀HRP 催化黄麻改性及复合材料制备麻纤维中木质素含量较高,其基本结构单元为含酚羟基的愈创木基和紫丁香基[27]㊂HRP /H 2O 2/ACAC 三元体系可催化氧化麻纤维,促进麻纤维中木质素的酚羟基形成酚氧自由基,也可催化乙烯基单体形成乙烯基自由基,这为麻纤维基材料改性提供了新方法,因此,麻纤维不仅可通过脱胶和练漂等工序加工成印染制品;未经脱胶处理的麻纤维也可通过纤维上木质素位点进行酶法接枝改性,加工成不同复合材料(包括黄麻纤维与热塑性树脂复合等),拓展了麻纤维的应用范围㊂3.1㊀HRP 催化黄麻纤维亲水化整理利用HRP 酶可催化黄麻纤维表面的木质素产生酚氧自由基的特性,实现黄麻与亲水性单体丙烯㊀㊀㊀㊀酰胺(AM)接枝共聚,从而改善黄麻纤维的亲水性能[28]㊂HRP 催化黄麻接枝AM 接枝改性反应示意图如图3所示㊂工艺为:采用HRP 酶活力为6U /mL,AM 用量为100%(o.w.f),ACAC 体积分数为1%,通入氮气30min 后逐滴加入H 2O 2,在温度为50ħ㊁pH 值为7的条件下反应5h㊂经酶促反应后,通过水洗去除可能附着在麻纤维表面的自聚物聚丙烯酰胺(PAM),再测试织物的润湿时间㊁静态接触角和平衡回潮率㊂Liu 等[28]研究表明,接枝样表面滴水润湿时间和静态接触角明显比对照样的滴水润湿时间短㊁接触角小㊂与对照样的平衡回潮率相比,接枝样的平衡回潮率较大,说明在HRP /H 2O 2/ACAC 的催化作用下,黄麻织物表面接枝上了AM,引入了亲水基团 CONH 2,使黄麻织物亲水性能有所提高㊂接枝改性黄麻织物红外谱图中出现酰胺基团特征吸收峰,扫描电镜照片中黄麻纤维表面更粗糙,有絮状物质的存在,也验证了HRP 催化黄麻与AM 发生了接枝共聚反应㊂图3㊀HRP 催化黄麻纤维中木质素与丙烯酰胺接枝共聚反应示意图Fig.3㊀Schematic illustration of HRP-catalyzed graft copolymerization of AM onto lignin of jute fabrics3.2㊀HRP 催化黄麻纤维疏水化整理利用HRP 酶催化黄麻表面的木质素产生酚氧自由基,将疏水性乙烯基单体(如丙烯酸丁酯㊁甲基丙烯酸六氟丁酯)接枝到黄麻纤维表面,可实现麻织物疏水化整理[29]㊂图4示出HRP 催化疏水性乙烯基单体和黄麻接枝共聚反应式㊂ACAC 在HRP /H 2O 2体系中形成自由基,电子转移至单体的乙烯基以及木质素的酚羟基后,通过自由基反应使木质素与疏水性单体发生接枝聚合㊂Wu 等[29]选择甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)㊃271㊃第4期周步光等:辣根过氧化物酶在纤维材料生物整理中的应用研究进展㊀㊀㊀图4㊀HRP催化疏水性乙烯基单体和黄麻接枝共聚Fig.4㊀HRP-catalyzed graft copolymerization of hydrophobic vinyl monomers onto jute.(a)Generation of free radicals from vinyl monomers;(b)Generation of free radicals from lignin in jute;(c)Graft copolymerization of vinyl monomers ㊀㊀㊀㊀onto jute作为高疏水性单体,HFBMA经乳化后,以HRP/ H2O2/ACAC催化其在黄麻纤维表面接枝共聚,反应后以丙酮抽提去除黄麻织物表面附着的HFBMA自聚物,得到疏水化改性黄麻㊂吴慧敏[30]采用X射线光电子能谱仪测定未处理样和疏水化改性黄麻纤维表面的C㊁O㊁N和F元素含量发现,C与O的量比从1.551增加到1.938,氟元素含量从0.12%增加到29.41%,验证了HFBMA及其聚合物在黄麻表面发生接枝共聚;测定HRP催化接枝后黄麻织物的静态接触角和润湿时间发现,织物表面接触角较大,润湿时间也较长,表明接枝后的黄麻织物具有较高的疏水性,验证了三元体系可用于黄麻纤维疏水化改性加工㊂3.3㊀HRP催化黄麻纤维基复合材料制备天然纤维基增强复合材料具有生态环保的特性,其中麻纤维因具有产量大㊁模量高的特点,使其在增强复合材料制备方面具有很大的应用前景㊂但由于麻纤维中含有大量羟基,使得其与非极性树脂之间的界面黏结性较差,影响纤维基复合材料的应用性能㊂刘锐锐等[31]选用HRP/H2O2/ACAC三元体系,通过催化黄麻纤维接枝3种没食子酸酯(没食子酸辛酯㊁没食子酸月桂酯和没食子酸十八酯),并与聚丙烯(PP)进行复合,制备了黄麻/聚丙烯基复合材料并测定其拉伸性能㊂结果表明,未改性黄麻/PP复合材料拉伸强力和拉伸模量最低,接枝没食子酸酯黄麻/PP复合材料的拉伸模量㊁拉伸强力明显提高,说明黄麻表面疏水性能有效提高了黄麻/PP复合材料的拉伸性能㊂这是因为黄麻通过接枝改性,在其结构中引入了没食子酸酯单体的疏水长碳链,其与疏水聚丙烯分子之间产生强作用力,提高了黄麻纤维与树脂间的界面相容性,从而使黄麻/ PP复合材料力学性能提高[31]㊂4㊀HRP催化蚕丝改性及再生材料制备与多酚氧化酶类似,HRP三元体系也可催化氧化丝蛋白(桑蚕丝㊁丝胶或丝素)中酪氨酸剩基,使酪氨酸剩基中含酚羟基的苯环上产生自由基,引发丝蛋白分子自交联或与外源乙烯基功能性单体接枝聚合,实现丝蛋白材料的生物法功能化㊂4.1㊀HRP催化丝素蛋白分子自交联Zhou等[32]探究了HRP/H2O2体系催化氧化丝素蛋白的反应机制㊂首先,选择对羟基苯乙酰胺(PHAD)为酪氨酸的模型物,借助核磁㊁质谱等测试手段验证了PHAD可被催化氧化,引发聚合形成二聚体㊁三聚体和四聚体等㊂在此基础上,结合凝胶渗透色谱凝胶柱检测丝素蛋白分子质量的变化, HRP/H2O2处理后样品的出峰时间较未处理试样提前,验证了丝素蛋白分子间发生交联㊂HRP催化丝素蛋白分子交联的反应途径如图5所示㊂丝素中酪氨酸的酚羟基被氧化产生自由基,随后引发丝素蛋白中酪氨酸残基之间的酶促聚合㊂Zhou等[32]考察了HRP/H2O2处理后丝素冻干膜在热水中的溶失率㊂结果表明,丝素膜空白样于37ħ振荡处理1h 后几乎全部溶解,HRP/H2O2处理丝素膜溶失率低于60%,验证了丝素分子质量增加,膜材料的溶失率随之降低㊂图5㊀HRP催化丝素蛋白分子间交联Fig.5㊀Intermolecular cross-linking ofsilk fibroins initiated by HRP4.2㊀HRP催化丝素接枝丙烯酶及其仿生矿化HRP三元体系可催化丝素蛋白中酚羟基与丙烯酸等乙烯基单体接枝共聚,制备丝素基生物材料㊂Zhou等[33]以丝素蛋白为对象,借助HRP催化丙烯㊃371㊃㊀㊀㊀纺织学报第40卷酸(AA)在丝素表面接枝共聚,反应后将产物冻干并醇化处理,以蒸馏水洗涤去除丙烯酸自聚体(PAA)后,得到接枝有聚丙烯酸的丝素基复合膜材料(SF-g -PAA ),其反应示意图如图6所示㊂SF-g -PAA 中负电性的羧基对钙离子有较强吸附和螯合作用,有利于仿生矿化中结合钙离子,促进磷酸钙盐的沉积和羟基磷灰石(Ca 10(PO 4)6(OH)2,简称HAp)的形成,为基于骨组织诱导的丝素基仿生矿化材料的构建提供了新方法㊂图6㊀HRP 催化丝素与丙烯酸接枝共聚形成SF-g -PAA 示意图Fig.6㊀Schematic illustration of SF-g -PAA produced byHRP-catalyzed graft copolymerization of AA onto silk fibroins Zhou 等[33]借助傅里叶变换衰减全反射光谱分析交替矿化后SF-g -PAA 膜材料的结构,考察HAp晶体在材料表面的生长情况;SF-g -PAA 在5个矿化周期后,就检测到PO 43-的反对称伸缩振动特征谱带;交替浸渍矿化达到10个周期,HAp 在SF-g -PAA 表面的峰强度显著高于丝素膜矿化样,表明丝素与AA 接枝共聚有利于HAp 的矿化生成;借助X 射线衍射仪对不同矿化周期下SF-g -PAA /HAp 复合材料进行分析,经交替矿化20个周期后,试样的无定形结构非晶峰包几乎消失,成骨细胞MG-63在该复合材料表面具有良好的黏附和生长效果[33]㊂由此可见,采用HRP 催化丝素蛋白接枝AA,有利于后续仿生矿化中HAp 的成核和结晶,拓展了丝素蛋白作为医用生物材料的应用前景㊂4.3㊀HRP 催化丝胶接枝MMA 及其成形性丝胶多来自于桑蚕丝脱胶,传统意义上由于其水溶性较高,因此,多作为废弃物排放到印染废水中㊂随着人们对丝胶结构㊁性能㊁生物活性及功能(抗菌㊁抗氧化等)认识的逐步深入发现,丝胶在日化及生物材料领域有潜在用途㊂以丝胶制作生物材料,存在成形性较差的缺陷,采用HRP 三元体对酶促丝胶蛋白交联㊁丝胶与疏水性单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝共聚进行相关研究㊂He 等[34]研究表明,与未处理丝胶相比,HRP 处理后丝胶分子质量增加,制备的丝胶/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料(SS-g -PMMA)不仅水溶性较低,成形性改善,且NIH /3T3细胞在样品中的存活率较高,表明改性丝胶膜有良好生物相容性㊂5㊀结束语辣根过氧化物酶具有高效㊁专一和反应条件温和的催化特性,HRP /H 2O 2及HRP /H 2O 2/ACAC 三元催化体系在纺织浆料㊁麻纤维改性㊁桑蚕丝功能化㊁丝素和丝胶蛋白分子改造与再生生物材料制备等领域均具有广泛的用途㊂HRP 酶法不仅反应效率较高,且反应条件温和,对环境影响较小,为纤维整理和生物材料的制备提供了的新途径㊂FZXB参考文献:[1]㊀张朝辉,徐珍珍,刘新华,等.乙酰乙酸酯化淀粉浆料的制备及其性能[J].纺织学报,2017,38(11):68-72.ZHANG Chaohui,XU Zhenzhen,LIU Xinhua,et al.Preparation and properties of acetoacetylated starch usedas sizing agent[J].Journal of Textile Research,2017,38(11):68-72.[2]㊀彭文芳.黄麻纤维的性能研究及服用产品开发[J].陕西纺织,2007,74(2):37-38.PENG Wenfang.Study on the properties of jute fiber and its taking product development [J ].Shaanxi Textile,2007,74(2):37-38.[3]㊀WANG P,YU M,CUI L,et al.Modification of Bombyxmori silk fabrics by tyrosinase-catalyzed grafting ofchitosan [J ].Engineering in Life Sciences,2014,14(2):211-217.[4]㊀LEE J S,KUMAR R N,ROZMAN H D,et al.Pasting,swelling and solubility properties of UV unitiated starch-graft-poly(AA)[J].Food Chemistry,2005,91(2):203-211.[5]㊀石开仪,孔德顺,唐帅,等.玉米淀粉的接枝改性及其在煤泥水沉降中的应用[J].选煤技术,2016(3):10-13.SHI Kaiyi,KONG Deshun,TANG Shuai,et al.Graft modification of corn starch and its application in coal slurry sedimentation[J].Coal Preparation Technology,2016(3):10-13.[6]㊀SEVER K,SARIKANAT M,SEKI Y,et al.Surfacetreatments of jute fabric:the influence of surface characteristics on jute fabrics and mechanical properties of jute /polyester composites [J].Industrial Crops and Products,2012,35:22-30.[7]㊀MOHANTY A K,KHAN M A,HINRICHSEN G.Surface modification of jute and its influence on㊃471㊃第4期周步光等:辣根过氧化物酶在纤维材料生物整理中的应用研究进展㊀㊀㊀performance of biodegradable jute-fabric/Biopolcomposites[J].Composites Science and Technology,2000,60:1115-1124.[8]㊀ZHANG Y Q,ZHOU W L,SHEN W D,et al.Synthesis,characterization and immunogenicity of silkfibroin-L-asparaginase bioconjugates[J].Journal ofBiotechnology,2005,120:315-326.[9]㊀IMSOMBUT T,SRISUWAN Y,SRIHANAM P,et al.Genipin-cross-linked silk fibroin microspheres preparedby the simple water-in-oil emulsion solvent diffusionmethod[J].Powder Technolgy,2010,203:603-608.[10]㊀TSUKADA M,KASAI N,FREDDI G.Structuralanalysis of methyl methacrylate-grafted silk fibers[J].Journal of Applied Polymer Science,1993,50(5):885-890.[11]㊀HONG Y,ZHU X,WANG P,et al.Tyrosinase-mediated construction of a silk fibroin/elastin nanofiberbioscaffold[J].Applied Biochemistry andBiotechnology,2016,178(7):1363-1376. [12]㊀NIGEL C V.Horseradish peroxidase:a modern view of aclassic enzyme[J].Phytochemistry,2004,65:249-259.[13]㊀韩哲勇,厉瑾,宋锡瑾,等.辣根过氧化物酶的新型包埋及活性研究[J].浙江大学学报(工学版),2013(1):182-187.HAN Zheyong,LI Jin,SONG Xijin,et al.Novelencapsulation of horseradish peroxidase and its acti-vity[J].Journal of Zhejiang University(EngineeringScience Edition),2013(1):182-187. [14]㊀杨绍明,陈延胜,李瑞琴,等.一步电沉积法构建辣根过氧化物酶传感器[J].应用化学,2015,32(7):849-854.YANG Shaoming,CHEN Yansheng,LI Ruiqin,et al.One-step preparation of horseradish peroxidase biosensorvia electrodeposition[J].Chinese Journal of AppliedChemistry,2015,32(7):849-854. [15]㊀KIM Y J,SHIBATA K,UYAMA H,et al.Synthesis ofultrahigh molecular weight phenolic polymers byenzymatic polymerization in the presence of amphiphilictriblock copolymer in water[J].Polymer,2008,49(22):4791-4795.[16]㊀SINGH A,KAPLAN D L.Enzyme-based vinylpolymerization[J].Journal of Polymers and theEnvironment,2002,10(3):85-91. [17]㊀司艺方,徐冉,李风亭,等.辣根过氧化物酶催化去除水中染料的特性研究[J].工业水处理,2015,35(3):40-43.SI Yifang,XU Ran,LI Fengting,et al.Removal ofdyestuff from water catalyzed by horseradish peroxi-dase[J].Industrial Water Treatment,2015,35(3):40-43.[18]㊀杨金秋,邢铁玲,陈国强.HRP酶促HEMA接枝蚕丝织物的制备及结构性能测试[J].蚕业科学,2017,43(1):95-101.YANG Jinqiu,XING Tieling,CHEN Guoqiang.Preparation,structure and property testing ofhydroxyethyl methacrylate grafted silk fabric catalyzed byhorseradish peroxidase[J].Science of Sericulture,2017,43(1):95-101.[19]㊀洪伟杰,张朝晖,芦国营.辣根过氧化物酶的结构与作用机制[J].生命的化学,2005,25(1):33-36.HONG Weijie,ZHANG Chaohui,LU Guoying.Structure and mechanism of horseradish peroxidase[J].Chemistry of Life,2005,25(1):33-36. [20]㊀SINGH A,MA D,KAPLAN D L.Enzyme-mediatedfree radical polymerization of styrene[J].Biomacromolecules,2000,1(4):592-596. [21]㊀ZHAO J,GUO Z,LIANG G,et al.Enzyme-mediatedgrafting of acrylamide to ultrahigh molecular weightpolyethylene fiber:a novel radical initiation system[J].Journal of Applied Polymer Science,2005,96(4):1011-1016.[22]㊀FAN G,ZHAO J,YUAN H,et al.Solvents effect inhorseradish peroxidase catalyzed modification ofUHMWPE fiber[J].Journal of Applied PolymerScience,2006,102(1):674-678.[23]㊀GAO G,KARAASLAN M A,KADLA J F,et al.Enzymatic synthesis of ionic responsive lignin nanofibresthrough surface poly(N-isopropylacrylamide)immo-bilization[J].Green Chemistry,2014,16(8):3890-3898.[24]㊀赵凯.淀粉非化学改性技术[M].北京:化学工业出版社,2009:15-30.ZHAO Kai.Non-chemical Modification Technology ofStarch[M].Beijing:Chemistry Industry Press,2009:15-30.[25]㊀WANG S,WANG Q,FAN X,et al.Synthesis andcharacterization of starch-poly(methyl acrylate)graftcopolymers using horseradish peroxidase[J].Carbohydrate Polymers,2016,136:1010-1016. [26]㊀王苏.辣根过氧化物酶催化淀粉接枝丙烯酸酯改性研究[D].无锡:江南大学,2017:1-20WANG Su.Grafting modification of starch with acrylatecatalyzed by horseradish peroxidase[D].Wuxi:Jiangnan University,2017:1-20[27]㊀DONG A,YU Y,YUAN J,et al.Hydrophobicmodification of jute fiber used for compositereinforcement via laccase-mediated grafting[J].AppliedSurface Science,2014,301:418-427. [28]㊀LIU R,DONG A,FAN X,et al.HRP-mediatedpolyacrylamide graft modification of raw jute fabric[J].Journal of Molecular Catalysis B:Enzymatic,2015,116:29-38.[29]㊀WU H,SILVA C,YU Y,et al.Hydrophobicfunctionalization of jute fabrics by enzymatic-assistedgrafting of vinyl copolymers[J].Journal of Molecular㊃571㊃㊀㊀㊀纺织学报第40卷Catalysis B:New Journal of Chemistry,2017,41:3773-3780.[30]㊀吴慧敏.黄麻织物酶促接枝疏水化功能改性[D].无锡:江南大学,2017:2-30WU Huimin.Functional modification of jute fabricscatalyzed by enzymes[D].Wuxi:Jiangnan University,2017:2-30[31]㊀刘锐锐.HRP酶催化黄麻织物接枝改性[D].无锡:江南大学,2016:15-22.LIU Ruirui.Grafting modification of jute fabricscatalyzed by HRP enzyme[D].Wuxi:JiangnanUniversity,2016:15-22.[32]㊀ZHOU B G,WANG P,CUI L,et al.Self-crosslinkingof silk fibroin using H2O2-horseradish peroxidase systemand the characteristics of the resulting fibroinmembranes[J].Applied Biochemistry andBiotechnology,2017,182:1548-1563. [33]㊀ZHOU B,HE M,WANG P,et al.Synthesis of silkfibroin-g-PAA composite using H2O2-HRP andcharacterization of the in situ biomimetic mineralizationbehavior[J].Materials Science and Engineering:C,2017,81:291-302.[34]㊀HE M,HU H R,WANG P,et al.Preparation of a bio-composite of sericin-g-PMMA via HRP-mediated graftcopolymerization[J].International Journal of BiologicalMacromolecules,2018,117:323-330.㊃671㊃。