藍圓鲹蛋白酶解動力學研究.pdf

1、酶解過程中動力學研究不僅在理論意義上加深對酶解過程的理解，而且能有效地指導生產(chǎn)實踐，通過模型推算出獲得目標水解產(chǎn)物所需的酶解條件。目前對于酶解藍圓鲹蛋白的研究主要停留在工藝條件的優(yōu)化以及酶的選擇等方面，其酶解反應過程規(guī)律研究則相對較少。常規(guī)米氏方程以恒定動力學參量米氏常數(shù)來建模的傳統(tǒng)方法很難真實地表征整個反應歷程。本文分別用宏觀動力學模型、3D圖形以及集總動力學模型等三種方法對堿性蛋白酶-藍圓鲹蛋白酶解體系表征。
　　 基于米氏

2、方程的反應機理，加入酶失活、底物抑制和產(chǎn)物抑制等影響因素，并引入水解度定義，建立了宏觀動力學表征堿性蛋白酶-藍圓鲹蛋白酶解體系的動力學模型。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在pH8.5，溫度t為47.5℃的條件下，酶解體系中底物抑制和產(chǎn)物抑制的作用可以忽略。同時為了提高效率和減小工作量，提出用D-最優(yōu)設(shè)計法對模型參數(shù)估算過程進行優(yōu)化。通過驗證比較得，D-最優(yōu)設(shè)計能應用到酶解體系水解度動力學模型參數(shù)的估算，構(gòu)建的水解度模型為DH=5.78ln[(-0.107+

3、55.584[E0]/[S0])×t+1]，平均相對誤差為6.67％，能較好的從宏觀上表征體系的酶解過程，對其工藝條件優(yōu)化有一定的指導意思和理論依據(jù)。
　　 在表征過程中引入酶解產(chǎn)物中多肽片段族的分子量和質(zhì)量百分數(shù)兩個因素，采用3D圖形表征堿性蛋白酶-藍圓鲹蛋白酶解體系，使其具備更明確的目的性。通過體積排阻色譜測定酶解體系中不同水解度下酶解產(chǎn)物的多肽片段族的分子量分布，對多肽片段族的質(zhì)量百分含量與水解度、分子量的進行3D曲面函數(shù)

4、擬合，得到表征酶解體系的數(shù)學表達式為：m=10.4194+1.1209DH-0.0329(DH)2-0.0006(DH)3+0.0999(DH)2·Mw+23.7492Mw-16.4377(Mw)2+11.6233(Mw)3-0.8423DH·(Mw)2-2.2178DH·Mw，驗證得其平均相對誤差為12.75％，表明該3D模型能比較準確的反映酶解體系中質(zhì)量百分數(shù)與水解度和分子量之間的關(guān)系，能較好表征酶解體系的反應歷程。
　　

5、采用集總動力學表征堿性蛋白酶-藍圓鲹蛋白酶解體系。依據(jù)藍圓鲹蛋白溶解特性以及組分的動力學特性將酶解體系劃為四個集總，并設(shè)計其集總動力學反應網(wǎng)絡。分別測定了集總組分的米氏常數(shù)、產(chǎn)物抑制常數(shù)和底物抑制常數(shù)等本征動力學參數(shù)，并采用Marquardt法估算集總動力學反應網(wǎng)絡的動力學參數(shù)，對集總動力學模型進行實驗驗證表明：集總動力學模型能較好的描述堿性蛋白酶.藍圓鲹蛋白酶解體系中組分的變化規(guī)律以及動力學反應機理，對定向獲取多肽片段族提供理論支持。