《高效纳米自组装人工过氧化物酶研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高效纳米自组装人工过氧化物酶研究（76页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、T h eS t u d yo f A nE f f i c i e n tS e l f - A s s e m b l e d N a n o s t r u c t u r e dA r t i f i c i a lP e r o x i d a s e AD i s s e r t a t i o nS u b m i t t e dt o t h eG r a d u a t eS c h o o lo fH e n a nU n i v e r s i t y i nP a r t i a lF u l f i l l m e n to ft h eR e q u i r e m
2、 e n t s f o rt h eD e g r e eo fM a s t e ro fS c i e n c e B y H u a n g K u n S u p e r v i s o r ：P r o f H o n gJ u n D a t e ：J u n e ，2 0 1 2 关于学位论文独创声明和学术诚信承诺 本人向河南大学提出硕士学位申请。本人郑重声明：所呈交的学位论文是 本人在导师的指导下独立完成的，对所研究的课题有新的见解。据我所知，除 文中特别加以说明、标注和致谢的地方外，论文中不包括其他人已经发表或撰 写过的研究成果，也不包括其他人为获得任何教育、科研机构的学位
3、或证书而 使用过的材料。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 在此本人郑重承诺：所呈交的学位论文不存在舞弊作伪行为，文责自负。 学位申请人( 学位论丈作者) 签名： 2 0 1 年月 E l 关于学位论文著作权使用授权书 本人经河南大学审核批准授予硕士学位。作为学位论文的作者，本人完全 了解并同意河南大学有关保留、使用学位论文的要求，即河南大学有权向国家 图书馆、科研信息机构、数据收集机构和本校图书馆等提供学位论文( 纸质文 本和电子文本) 以供公众检索、查阅。本人授权河南大学出于宣扬、展览学校 学术发展和进行学术交流等目的，可以采取影印、缩印、扫
4、描和拷贝等复制手 段保存、汇编学位论文( 纸质文本和电子文本) 。 ( 涉及保密内容的学位论文在解密后适用本授权书) 学位获得者( 学位论文作者) 签名： 2 0 1 年月 日 学位论文指导教师签名： 凄! 20 1 年月 日 目录 摘要V A 】 ；S T R A C T V I I 1 引言1 1 1 人工酶概述1 1 1 1 人工酶定义1 1 1 2 人工酶体系l 1 1 3 人工酶的分类3 1 1 4 人工酶的制备3 1 2 人工过氧化物酶4 1 2 1 过氧化物酶的自杀性失活4 】2 2 人工过氧化物酶研究现状4 1 2 3 人工过氧化物酶研究趋势4 1 3 人工过氧化物酶的研究方法
5、一5 1 3 1 光谱分析法5 1 3 2 热分析法5 1 3 3 电化学分析法5 1 4 本论文目的及研究思路7 2 基于S D S 纳米胶团细胞色素c 自组装构建高效人工过氧化物酶9 2 1 实验部分1O 2 1 1 仪器10 2 1 2 试剂l0 2 1 3 试剂配制1 1 2 1 4 人工过氧化物酶构建1 1 2 1 5 过氧化物酶活性测试12 2 1 6 人工酶结构测试12 2 2 结果与讨论1 4 14 14 ：! ( ) 2 6 2 7 ：! ； ：1 8 3 1 2 试剂2 8 3 1 3 试剂配制2 9 3 1 4 人工过氧化物酶构建2 9 3 1 5 人工酶酶学动力学曲线测
6、试2 9 3 1 6 过氧化物酶自杀性失活测试3 0 3 2 结果与讨论3 1 3 2 1 人工过氧化物酶酶动力学31 3 2 2 人工过氧化物酶自杀性失活3 4 3 3 小结3 7 4 高效自组装人工过氧化物酶直接电化学一3 9 4 1 实验部分4 0 4 1 1 仪器4 0 4 1 2 试剂4 0 4 1 3 玻碳电极的预处理4l 4 1 4 人工酶在电极上的固定4 1 4 1 5 电化学测试4 1 4 2 结果与讨论4 2 4 2 1 人工过氧化物酶直接电化学4 2 4 2 2 溶液p H 对电极的影响4 5 4 2 3 对过氧化氢的检测4 7 4 3 小结4 8 结论4 9 I I 参
7、考文献一5 1 致谢6 1 攻读学位期间发表的学术论文6 3 I V 摘要 本文利用半合成酶制备原理，采用内部疏水的S D S 纳米胶团结构作为人工过氧化 物酶的外部结构：采用分子结构小、适用条件广且廉价易得的天然细胞色素C 作为人工 过氧化物酶的活性催化中心结构；通过二者在缓冲溶液中发生自组装的方式构建人工过 氧化物酶，来模拟天然过氧化物酶的催化特性。 本工作主要采用光谱学方法、热分析方法及电化学分析方法对由细胞色素C 和S D S 纳米胶团溶液自组装构建的人工过氧化物酶的催化反应能力、结构变化、自组装过程、 酶动力学、自杀性失活底物以及电化学特性进行检测。 首先，对人工过氧化物酶的表观催化
8、活性进行测量：采用紫外可见分光光度计，用 过氧化物酶研究工作中最常使用的愈创木酚法测定人工过氧化物酶、细胞色素C 及天然 辣根过氧化物酶( H R P ) 的表观催化活性，观察到了人工酶具有良好的催化过氧化氧及愈 创木酚发生氧化反应的活性。 第二，研究了人工酶的催化环境：包括溶液p H 值、细胞色素C 浓度、S D S 浓度及 溶液离子强度在内的催化反应条件，实验得出在溶液p H 值为1 0 5 时，人工酶具有较高 的表观活性；且其表观催化活性与在一定浓度范围内的细胞色素C ( 1 1 0g M ) 成线性关 系，且最适溶液离子强度随p H 升高而升高；实验还得出人工过氧化物酶的表观催化活 性
9、随S D S 浓度升高而升高，但是，只要S D S 浓度高于其临界胶束浓度( C M C ) 人工酶活 性与S D S 纳米胶团浓度无关。 第三，本工作采用紫外可见分光光度法及圆二色谱法对人工酶中蛋白质生色氨基酸 残基：酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸周围环境特性的改变以及血红素周围环境的改变做了 测试。实验结果表明，血红素周围环境疏水性随p H 值增加而加强，这可能导致人工酶 活性的增强。二级结构测试中，p 折叠和反向平行结构相较于天然细胞色素C 有所增加， 这说明人工酶的活性极大程度上依赖于p 折叠结构，p 折叠可增加蛋白质血红素周围的 疏水性，而这种结构使蛋白质具有催化活性；而反向平行结构增加几
10、乎一倍，说明人工 酶结构相较天然细胞色素c 是一个更具空间对称性结构。 第四，采用热分析法，对人工酶的结构及自组装构建人工酶这一过程中伴随的分子 间相互作用进行考察，实验结果显示1 分子细胞色素c 与11 6 分子S D S 相互结合，改变 V 了S D S 纳米胶团本身结构；表明张力测试表明，构建人工酶时，S D S 形成胶团的临界 浓度小于5m M ，比溶液中只有S D S 时小；并通过D L S 法测得人工酶结构的直径为6 4 h i 1 0 第五，对构建的人工过氧化物酶的酶学动力学进行研究，测试得到其具有可观的催 化效率，光谱学法得到人工酶催化效率与细胞色素c 浓度有关，其中实验得最高
11、人工酶 催化效率为O 0 3 3 5I t M d s ，其对应的构建人工酶的细胞色素C 浓度为O 1l , t M ；酶动力 学参数K m 值为5 2 0 5g M ，催化速率常数为0 1 7 4S 。相当于天然H R P 催化效率的4 6 。 同时由于天然H R P 具有自杀性失活底物过氧化氢( H 2 0 2 ) ，本文还测试了人工酶及天然 H R P 的自杀性失活过程，并得出其自杀性失活参数K i ，数据显示人工酶相对于天然H R P 更耐受高浓度的过氧化氢，有工业应用前景。 第六，本实验还将细胞色素c 与S D S 纳米胶团自组装构建的人工酶采用纳米高分子 材料N a t i o n 固定于玻碳电极上，然后通过循
