磁性材料固定化腈水解酶的研究(4)
酶可以在很少水存在的条件下发挥作用，但是直到现在也很难研究清楚这部分保留的水对于催化反应发生的影响性，Castro的研究表明，这个影响是非常复杂的[20]。水在这种干燥的酶的反应体系中将会把溶剂和酶隔开，最终在所有的相中达到热力学平衡。由于很难在实验室条件下去分离和检测这些单独的水分子，研究者己经开始求助于分子动态模拟。这种电脑模拟能够使自由的和与酶结合的水被很好的区别开，从而提高有价值的关于溶剂影响的信息[21]。结果表明，有机溶剂的影响主要包括，二级和三级结构的局部的缺失[22]、溶剂渗入到酶的活性位点以及酶的构象的僵化[23-24]。
由于激活酶的方法的多种多样且取到了较大的成功，很多研究就开始从溶剂方面着手，包括改变溶剂条件，从而使酶更加的稳定；通过引进两性表面活性剂的有机溶剂，使酶能够被包裹在反相胶束中，作为一种水-油的乳剂或者离子对，从而形成一种可溶的复合物[25]。尽管溶解度的增加减缓了悬浮粉末的限制，但是反应仍可以在固相中发生。这种双相或者三相体系所带来的这种界面现象，对于体系的表现有很复杂的作用[26]。
图1.2 反向α-胰凝乳蛋白酶（α- CHT），其中所述酶被隔离在一个水池的胶束封装里。离子与枯草杆菌蛋白酶Carlsberg与表面活性剂，其中所述酶被暴露于散装溶剂
1.3 腈水解酶的破碎与提纯
常用的细胞菌体破碎的方法包括：
（1)高压均装法，采用高压均浆机对细胞进行破碎，细胞从喷嘴中喷出，在此过程中，压强从高到低发生了剧烈变化，细胞受到了各种物理作用力，如剪切力，碰撞等等。这种方法处理速度比较快，效率也很高。但是也有缺点，比如带有菌丝的真菌由于其特殊的菌体形态而不适合采用此技术处理。
（2)超声破碎是一种机械破碎的手段。超声波破碎仪的破碎原理是，利用高频率超声波造成得空化现象，使细胞受到巨大的剪切力和冲击波，对细胞进行破碎。超声破碎的几个重要参数，包括超声的总时间、超声时间，间隔时间，超声功率等等。
（3）酶溶法，就是利用生物酶对细胞壁和细胞核进行作用，从而释放出胞内所需要的物质，常用的酶包括蛋白酶、溶菌酶等。这种方式与上述两种机械方式相比，条件非常温和。但是缺点也是很明显，成本高，融入的酶很难进行回收再利用，也会对目标酶产生影响。
(4)化学渗透法，有些有机试剂、螯合剂、表面活性剂等能够定向是改变细胞膜或者细胞壁的通透性，从而有选择性的使目标物从菌体中渗透出来。这种方式的缺点是有机试剂等可能会对目标物质产生影响，而且对操作人员有一定的伤害。
由于腈水解酶都是来自于重组菌，且带有特殊的标签，其纯化主要是通过镍柱，然后采用不同梯度的洗脱液洗脱后，收集相关组分，得到纯酶。
1.4 固定化酶的研究意义
因为具有反应条件温和，催化效率高和专一性强的优点，利用生物催化或生物方法来生产药物的组分已成为当今生物技术研究的热点课题。近年来生物技术领域的突破性发展，使生物催化在化学合成中日趋重要[27]。特别适合与制药及其相关工业中活性化合物的合成[28-29]。随着纳米技术的飞快的发展，纳米材料特别是磁性纳米材料已经在生物医学领域引起了人们巨大的研究兴趣[30-31]。
磁性纳米颗粒是一类智能型的纳米磁性材料，既具有纳米材料的所以性质，又具有磁响应性及超顺磁性，可以在恒定的磁场下聚集和定位，在交变磁场下磁场下吸收电磁波产热。利用这些特性磁性纳米被应用于生物标记与分离、核磁共振成像、组织修复、药物载体以及疾病诊断与治疗[32]等方面。目前研究较多的是稀土永磁材料,选取适当的稀土元素和Co或Fe的金属间化合物,可制得永磁性能良好的永磁材料[33]。目前研究较多的是稀土永磁材料,选取适当的稀土元素和Co或Fe的金属间化合物,可制得永磁性能良好的永磁材料[34]。
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