藍(lán)圓鲹蛋白酶解動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、酶解過程中動(dòng)力學(xué)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(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐，通過模型推算出獲得目標(biāo)水解產(chǎn)物所需的酶解條件。目前對于酶解藍(lán)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(yīng)過程規(guī)律研究則相對較少。常規(guī)米氏方程以恒定動(dòng)力學(xué)參量米氏常數(shù)來建模的傳統(tǒng)方法很難真實(shí)地表征整個(gè)反應(yīng)歷程。本文分別用宏觀動(dòng)力學(xué)模型、3D圖形以及集總動(dòng)力學(xué)模型等三種方法對堿性蛋白酶-藍(lán)圓鲹蛋白酶解體系表征。
　　 基于米氏

2、方程的反應(yīng)機(jī)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(dòng)力學(xué)表征堿性蛋白酶-藍(lán)圓鲹蛋白酶解體系的動(dòng)力學(xué)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(shí)為了提高效率和減小工作量，提出用D-最優(yōu)設(shè)計(jì)法對模型參數(shù)估算過程進(jìn)行優(yōu)化。通過驗(yàn)證比較得，D-最優(yōu)設(shè)計(jì)能應(yīng)用到酶解體系水解度動(dòng)力學(xué)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(dǎo)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?jǐn)?shù)兩個(gè)因素，采用3D圖形表征堿性蛋白酶-藍(lán)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(jìn)行3D曲面函數(shù)

4、擬合，得到表征酶解體系的數(shù)學(xué)表達(dá)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(yàn)證得其平均相對誤差為12.75％，表明該3D模型能比較準(zhǔn)確的反映酶解體系中質(zhì)量百分?jǐn)?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(yīng)歷程。
　　

5、采用集總動(dòng)力學(xué)表征堿性蛋白酶-藍(lán)圓鲹蛋白酶解體系。依據(jù)藍(lán)圓鲹蛋白溶解特性以及組分的動(dòng)力學(xué)特性將酶解體系劃為四個(gè)集總，并設(shè)計(jì)其集總動(dòng)力學(xué)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。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(dòng)力學(xué)參數(shù)，并采用Marquardt法估算集總動(dòng)力學(xué)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，對集總動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明：集總動(dòng)力學(xué)模型能較好的描述堿性蛋白酶.藍(lán)圓鲹蛋白酶解體系中組分的變化規(guī)律以及動(dòng)力學(xué)反應(yīng)機(jī)理，對定向獲取多肽片段族提供理論支持。