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京尼平的应用( II)优良的固定化酶交联剂

    固定化酶是指用物理或化学方法处理水溶性酶使之成为不溶于水或固定于固相载体而制备的酶。固定化酶在催化反应完成后容易与水溶性反应物分离,因此可反复使用。常用的固定化酶方法有载体结合法、交联法、包埋法、共价偶联法等,其中交联法是指采用双功能基团的试剂(也称交联剂)使酶分子之间、酶与载体之间发生交联凝集成网状结构,使之不溶于水从而制得固定化酶。固定化酶常用的交联剂有戊二醛、顺丁烯二酸酐、碳化二亚胺等。交联法固定化酶的优点是操作简单,制备的固定化酶稳定性较高,不足之处在于交联条件较激烈,常出现扩散限制,固定化酶活性回收率较低。
   京尼平(Genipin)是栀子苷经β-葡萄糖苷酶水解后的产物,是一种优良的天然生物交联剂,它可以与蛋白质、胶原、明胶壳聚糖等交联制作生物材料,京尼平与甲壳素分子交联机理如图1所示,由京尼平交联制备的生物材料毒性远低于戊二醛和其他常用化学交联剂。1988Fujikawa等人在Applied and microbiology Biotechnology上发表了题为Immobilization of β-glucosidase in calcium alginate gel using genipin as a new type of cross-linking reagent of natural origin的文章,对京尼平作为固定化酶交联剂进行了初步的研究,并申请了专利(United States Patent 4983524,全文链节http://www.freepatentsonline.com/4983524.html,京尼平作为固定化酶交联剂的机理可能与图1类似,即图中的Drug改为酶分子,但是确切的机理研究尚未见报道。

   

    京尼平交联酶和甲壳素等载体分子的反应十分温和,据东华理工大学生物系有关老师介绍,交联反应可在室温下进行,交联时间一般为12~36hr,所制备的固定化酶活性回收率比普通用戊二醛固定的要高10~30%。京尼平可从栀子出发制备,栀子是我国大宗中药品种之一,特别在江西抚州地区有大量种植,作为一种丰产天然化合物,京尼平在固定化酶交联剂的应用方面值得大家深入研究。

 

主要参考文献:

1http://www.genipin.cn

2http://www.wou.edu/las/physci/ch350/Projects_2006/Vaandering/Genipin.htm