[发明专利]一种固定化酶载体、固定化酶以及制备方法

说明书

本发明公开了一种固定化酶载体、固定化酶及制备方法。本发明通过壳聚糖的大分子颗粒附着在鸡蛋壳膜的表面并通过共沉淀的方式将磁性Fe₃O₄均匀沉淀分布在蛋壳膜上，制备出磁性Fe₃O₄/CS/ESMP作为固定化β‑葡萄糖苷酶的酶载体，增加了酶结构的刚性以及耐受性，具有良好的操作稳定性；此外，制备的Fe₃O₄/CS/ESMP@BG可以重复使用，操作简便。Fe₃O₄/CS/ESMP@BG在磁场的作用下易于分离收集从而重复回收利用，提高了酶的使用效率，制备的Fe₃O₄/CS/ESMP@BG可应用于京尼平的生物合成。

技术领域

本发明属于固定化酶技术领域，具体涉及到一种固定化酶载体、固定化酶、制备方法。

背景技术

京尼平是栀子苷的苷元，在茜草科栀子、天竺葵、杜仲等植物中均有发现。据报道京尼平具有抗氧化,抗炎，抗肿瘤，抗抑郁，抗真菌，反血管增生，治疗糖尿病药、免疫抑制剂的作用,用于治疗黄疸、水肿和高血压,并能抑制一些癌细胞的扩散,包括白血病、乳腺癌、前列腺癌和肝细胞癌，这使京尼平广泛应用于生物医学领域。一些研究还报道了京尼平在蛋白质与胶原蛋白、明胶、壳聚糖等聚合物之间产生交联的巨大能力。此外，京尼平由于其较低的细胞毒性，更安全的应用于食品加工。

在现代生物技术和生物医学领域中，酶因其效率高、特异性强等特点而发挥着重要作用。然而，从工业角度来看，游离酶也存在诸多缺点，如重复使用性不理想、催化寿命短、对温度、pH和某些环境因素的操作稳定性低，回收再利用困难，严重阻碍了其在大工业层面的大规模应用。为了解决这一技术问题，有必要对固定化酶的性质进行研究。酶固定化是克服这一限制的有力手段，并提供了生物催化剂的酶特性。然而高效和简单的固定化方法需要进一步的研究。

壳聚糖是第二丰富的天然聚合物，由甲壳素去乙酰化通过碱性处理。由于从螃蟹、虾、对虾、龙虾、小龙虾、磷虾和昆虫的壳中生产甲壳素和壳聚糖，壳聚糖的应用具有商业吸引力。由于其无毒性、生物相容性、良好的生物降解性、对蛋白质的高亲和力、生理惰性使壳聚糖成为理想的酶固定化载体材料。

蛋壳膜是食品工业中大量的废弃物，在高分子工业中是一种很有前途的补强剂候选材料，具有良好的韧性和冲击强度。蛋壳膜的有机基质中约60％的蛋白质分布在胶原蛋白(35％)、葡萄糖胺(10％)、软骨素(9％)和透明质酸(5％)中，而无机部分含有少量的Ca、Mg、Si、Zn和大量的氮。因此，ESM蛋白使其对酸、碱性化合物和蛋白酶稳定。此外， ESM不溶于水，因为它含有大量的半胱氨酸和赖氨酸，它们在蛋白质分子之间形成了分子桥。特别地，对底物和产物具有极好的渗透性，使其成为酶固定化的理想支撑系统。研究结果表明，将酶固定化技术应用于生活垃圾(如ESM)，这不仅是一种很有前景的酶固定材料，而且是一种很有前景的生物技术应用平台。

氧化铁纳米颗粒是工业和生物技术领域研究最多的磁性纳米颗粒，由于铁粒子可以是纳米级的，所以它们会变成超顺磁性，从而避免自结块。使用磁性纳米材料作为酶载体制备的固定化酶，不仅稳定性有所提高，还可以通过磁场吸附磁性材料来实现固定化酶的快速分离和回收，达到多次重复使用的目的。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种固定化酶载体，固定化载体由Fe₃O₄/CS/ESMP组成，并且提前将京尼平作交联剂与Fe₃O₄/CS/ESMP浸润，使得制备的固定化酶载体更方便取用。本发明进一步提供了固定有β-葡萄糖苷酶的固定化酶，β-葡萄糖苷酶固定在磁性 Fe₃O₄/CS/ESMP上，提高了酶的刚度以及耐受性。本发明还提供了固定化酶载体以及固定化酶的制备方法。

技术方案：本发明所述的一种固定化酶载体，所述固定化酶载体通过以下方法制备：