生物矿化和生物粘合现象启发下固定化酶载体的构建与应用

基本信息
批准号:21406169
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:张蕾
学科分类:
依托单位:天津科技大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:唐娜,项军,程鹏高,韩怀远,仲成,冯春磊
关键词:
磁性微囊固定化酶海藻糖合成酶仿生矿化仿生粘合
结项摘要

Inspired by the biomineralization and bioadhesive, the magnetic microcapsule of high-stability was prepared in a mild condition (room temperature, atmospheric pressure, aqueous phase and neutral environment). Then the magnetic microcapsule will be applied to the immobilization of trehalose synthase, which can catalyze the high-value reaction from maltose to trehalose.. (1) Inspired by the phenomenon of protein Induced magnetic minerals synthesis in vivo in mild condition, the acidic poly amino acid was employed in-situ synthesis of magnetic iron oxide. The magnetic iron oxide could not only improve the mechanical stability of microcapsule, but also help the microcapsule to be separated easily under electric field..(2) Inspired by the phenomenon of marine fouling organisms adhering many materials by adhesion protein in mild condition,the biomimetic adhesion (dopamine) was employed for enhancing the binding strength of different polymer by the property of self-polymerization in aqueous solution. What is more, the dopamine was applied for enhancing the binding strength between polymer and iron oxide by the property of coordination reaction with transition metal. As a result, the stability of magnetic microcapsules could be improved effectively. .(3) The influence of biomimetic adhesives and magnetic iron oxide on enzyme activity, apparent activity of immobilized enzyme, physical and chemical properties of carrier will be investigated. The biomimetic adhesives and biomineralization will be employed to prepare the immobilized enzyme carriers in mild conditions. Then the output of the proposed research will be applied to the immobilization of trehalose synthase, which can catalyze the high-value reaction from maltose to trehalose.

本申请项目拟在生物矿化和生物粘合启发下,在温和条件下(水相、室温、常压、无有机溶剂)制备高稳定性磁性微囊,将其用于海藻糖的固定酶法生产。工作如下:.1)受生物体中存在的磁性物质均是在温和条件下由蛋白质诱导合成的现象启发,拟利用酸性聚氨酸为诱导剂在高分子微囊表面原位合成磁性氧化铁,在提高微囊机械强度的同时,使微囊易于在磁场作用下迅速分离。.2)受海洋污损生物可在温和条件下粘附于多种材料表面的现象启发,拟利用仿生粘合剂多巴胺可在水相条件下实现自聚合的性质和可以过渡金属发生配位反应的性质,加强高分子之间以及高分子和氧化铁之间的结合强度,以此提高磁性微囊的稳定性。.3)研究磁性氧化铁的引入及仿生粘合对酶生物活性、载体物理化学性质以及固定化酶表观催化活性的影响。基于仿生粘合和仿生矿化法在温和条件下制备固定化酶载体,将上述研究成果应用于海藻糖合成酶的固定化,实现从麦芽糖到海藻糖的高值转化。

项目摘要

本项目在生物粘合启发下,在温和条件下(水相、室温、常压、无有机溶剂)制备高稳定性层层自组装微囊和磁性载体,将其用于海藻糖的固定酶法生产。工作如下:.1)受海洋污损生物可在温和条件下粘附于多种材料表面的现象启发,拟利用仿生粘合剂多巴胺可在水相条件下实现自聚合的性质,加强高分子之间结合强度,显著提高层层自组装微囊的机械稳定性。.2)利用聚多巴胺的光学特性,研究多巴胺自聚合、多巴胺与高分子之间、多巴胺与氧化铁之间的聚合控制因素,及反应产物的微观结构和宏观特性。.3)采用共沉淀法在温和条件下制备磁性氧化铁,并采用仿生粘合剂多巴胺固定化酶,实现固定化酶催化完成后在磁场中快速分离。.4)研究磁性氧化铁的引入及仿生粘合对酶生物活性、载体物理化学性质以及固定化酶表观催化活性的影响。基于仿生粘合法在温和条件下制备固定化酶载体,将上述研究成果应用于琼胶酶的固定化,实现从琼脂多糖到海藻糖的高值转化。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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