磁性纳米颗粒定向固定化突变型β-琼胶酶Aga50D及其热稳定性研究
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作者:
作者单位:

1.江南大学食品学院,江苏 无锡 214122;2.江南大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室,江苏 无锡 214122

作者简介:

通讯作者:

金征宇(1960—),男,博士,教授,博士研究生导师,主要从事食品科学与工程领域碳水化合物资源开发与利用研究。E-mail: fpcenter@jiangnan.edu.cn

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金面上项目(32072164)。


Directional Immobilization of Mutant β-Agarase Aga50D onto Magnetic Nanoparticles and Its Thermal Stability
Author:
Affiliation:

1.School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China;2.State Key Laboratory of Food Science and Resources, Jiangnan University, Wuxi 214122, China

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    摘要:

    【目的】实现β-琼胶酶的特异位点的定向固定化,以提高其热稳定性及操作稳定性。【方法】利用计算机辅助手段,通过特定位点的半胱氨酸的巯基与载体特异性结合,得到定向固定化突变型β-琼胶酶Aga50D。【结果】定向固定化的最优反应条件为:反应时间12 h、酶载量(酶与载体的质量比)1∶50、交联剂与载体质量比10∶50。不同定向固定化突变型β-琼胶酶Aga50D的固载率为40%~75%,大多数定向固定化突变型β-琼胶酶Aga50D的相对酶活力>80%。在40、45 ℃条件下,定向固定化突变型β-琼胶酶Aga50D比野生型游离酶具有更好的热稳定性。定向固定化突变型β-琼胶酶Aga50D在重复使用4次后的酶活力保留率仍可达30%以上。在有机试剂中,野生型游离酶丧失了全部活性,而大多数定向固定化突变型β-琼胶酶Aga50D的酶活力保留率仍可达70%以上。【结论】该研究制备的定向固定化突变型 β-琼胶酶Aga50D有较高的酶活力,且热稳定性及操作稳定性较强,具有较高的工业应用潜力。

    Abstract:

    [Objective]This study aims to achieve site-directed immobilization of β-agarase at targeted residues, thereby enhancing its thermal stability and operational performance.[Method]Computer-aided design was employed to selectively immobilize the mutant β-agarase Aga50D via sulfhydryl groups introduced at specific cysteine residues, enabling binding to the carrier.[Result]The immobilization conditions were optimized as follows: reaction duration of 12 h, an enzyme loading level (enzyme-to-carrier mass ratio) of 1∶50, and a crosslinker-to-carrier mass ratio of 10∶50. The immobilization efficiency ranged from 40% to 75%, with most mutants retaining the relative enzyme activity >80%. Compared with the wild-type free enzyme, the site-directed immobilized mutant β-agarase Aga50D exhibited superior thermal stability at 40 ℃ and 45 ℃. After four reuse cycles, the enzyme activity retention rate of site-directed immobilized mutant β-agarase Aga50D remained above 30%. Notably, while the wild-type free enzyme completely lost its activity in organic reagents, the enzyme activity retention rate of most site-directed immobilized mutant β-agarase Aga50D remained above 70%.[Conclusion]The site-directed immobilized mutant β-agarase Aga50D demonstrated high enzyme activity and enhanced thermal/operational stability, showing significant promise for industrial applications.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

解巧玲,龙杰,陈龙,邱超,周星,金征宇.磁性纳米颗粒定向固定化突变型β-琼胶酶Aga50D及其热稳定性研究[J].食品与生物技术学报,2025,(10):28-38.

XIE Qiaoling, LONG Jie, CHEN Long, QIU Chao, ZHOU Xing, JIN Zhengyu. Directional Immobilization of Mutant β-Agarase Aga50D onto Magnetic Nanoparticles and Its Thermal Stability[J]. Journal of Food Science and Biotechnology,2025,(10):28-38.

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  • 收稿日期:2023-04-10
  • 最后修改日期:2023-05-17
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  • 在线发布日期: 2026-01-14
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