漆树漆酶两种同工酶分离纯化与特性研究.pdf
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2006年2月23日
第1页 |
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第 4 9卷 第 2期
2 0 0 3年 4月
武 汉大 学 学报 ( 理学 版 )
J .W u h a n Un i v . ( Na t .Sc i .Ed . )
Vo1 . 49 N【 ) .2
Apr . 20 03. 2 01 ~ 2O4
文章 编号 : 1 6 7 1 - 8 8 3 6 ( 2 0 0 3 ) 0 2 — 0 2 0 1 — 0 4
漆树漆酶两种同工酶分离纯化与特性研究
万云洋 ,杜予 民”,杨建红 ,陈荣智 ,肖 玲 ,张 艳
( 1 .武汉 大学 资源与环境科 学学院 ,湖 北 武汉 4 3 0 0 7 2 ;
2 .武汉大学 生命科 学学 院, 湖北 武汉 4 3 0 0 7 2 )
摘 要 :应 用 柱层 析 和 HPLC方 法从 漆树 漆液 中分 离 提纯 漆酶 的两 种 同工 酶 u 和 L2 .两 者均 为低 温 酶 , 最
适 的温度 分 别为 2 0 C和 1 3 ℃ , p H 值 分 别为 6 . 7和 7 . 2, 等 电点分 别 为 8 . 6和 9 . 1 .通 过 十二烷 基 硫酸 钠一 聚 丙烯 酰
胺凝 胶 电泳 , 测 得它 们 的分 子 量分 别为 1 . 2 ×1 0 j 和 1 . 0 5 ×1 0 .两 种 酶均 不能 催化 氧化 间 氨基 苯 甲酸 , 对 3 一 氨基 酪
氨酸等有很高的反应活性.
关 键 词 :漆树 漆 酶 ;同工酶 ;特性
中图分 类号 :Q 5 5 4 . 9 文献标 识 码 : A
我 国是世界上 漆树 资 源最 丰 富的 国家 , 从漆 树
中分泌 出的一种灰 白色浊液 , 即为生漆或称 天然漆 .
作 为一种超耐久性 的涂 料 , 生 漆在 中国及东 南 亚地
区已经使用 了几千 年 , 长久 以来 享有 “ 涂料 之王 ” 的
美誉 ] .漆树漆 酶是 生 漆 的重要 组 成部 分 , 是 一 种
含铜的糖蛋 白氧化还 原酶 ( EC. 1 .1 0 .3 . 2) .漆 酶对
漆酚的聚合 、 纸浆去木质素 、 高等植物病 菌防御等过
程 起着重要 的作用 , 近年来 已经广泛 用于药物 分析 、乙醇生产和酒类去 酚 、 生物 整 治 ( 包括 染 料脱色 、 工
业废水 处理和杀虫剂 的降解) 等领域 ] .长期 以来
对 漆树漆酶 的研究 主要 集 中在对漆树漆酶 的分离提
纯 【 3 ] 、 结构分析 ] 、 催化氧化 反应 等方 面.本 实验
室也对漆树漆酶 的分 离纯 化 、 分 子量 测定 、 结 构 、 催
化反应和应用等 做 了大量 的工作 ] .但 目前漆 树
漆 酶同工酶 的 组成 分 析 、 酶学 性 能 等 尚未 见报 道 .
本 文分离纯化漆树 漆酶 的 两种 同工 酶 , 对其 主要 特
性参 数如等 电点 、 分子 量 、 最 适 的温 度与 p H 值 、 热
稳定性 以及催化反应 的底 物专一性等进行 了研究 .
1 实验 部 分
1 . 1 主 要 材 料 和 仪 器
生 漆液 由武汉 国漆 厂提供 ; CM— S e p h a d e x C5 0,DEAE— S e p h a d e x A5 0等 为 Ph a r ma c i a公 司进 口分
装 ; Tr i s 为生物纯 ; 对苯 二胺 、 邻苯 二胺 和邻 苯二 酚
用前经 升华 纯化 ; 十二 烷 基硫 酸钠 ( S DS) 用前 重结
晶 2次 , 丙酮 ( 化学 纯 , 经减 压 蒸馏 提取 ); 其 它试 剂
均 为分析 纯.UV一 9 1 0 0和 UV一 1 6 0 A( S h i ma d z u,日
本 ) 分光光 度计 用 于漆 酶 分析 ; 1 1 0 6型 元 素 分析 仪
( Ca r l o Er b a St r u me n t a z i o n e , 意大利 ); WF5 1 8 0 — 6 0
型原 子分光 光 度 仪 , HWC 一 5 2型恒 温 仪 ( 上 海 天平
仪器 厂) ; 超滤膜 ( P a l l — Ge l ma n L a b o r a t o r y , 美 国) .
1 . 2 分 离 纯 化
漆 酶粗 提 : 用丙 酮沉淀 除去 漆酚 得到漆 酶丙 酮
粉末 , 再用缓 冲液溶 解 、 离 心 、 过滤 除去水不溶物 ; 漆
酶精 提 : 超滤后 基本 参照文献 [ 3 ] .
高效 液 相 色 谱 所 用 色 谱 柱 为 TS K— g e l C M一
3 S W( 1 5 c m×2 . 1 5 c m) , 2 8 0 n m uV 检测 仪 , 流 速
为 4 mL· r ai n ~ , 缓 冲溶液梯 度 淋洗 :A( 0 . 0 5 t oo l ·
L Tr i s — HC1 , pH 7.0)11 r ai n: B( 0.1 t ool·L一
Na C1 0 . 0 5 t oo l · L Tr i s - HCl , pH 7 . 1 ) 1 5 r ai n:C
( O . 2 5 t oo l · L~ Na C1 0 . 0 5 t oo l · L- 。Tr i s — HC1 。 pH
7. 2)1 7 mi n.
1 . 3 漆酶 比活 力测 定
分别在 1 c m×1 c m 的测 量 比色 皿 和参 比 比色
皿 内加入对 苯二胺溶 液 ( 磷 酸盐 缓 冲溶液 配 制 ) , 取
收 稿 日期 :2 0 0 2 — 1 1 - 0 5 十通讯 联系 人 E— ma i l : d u y u mi n @wh u . e d u . c n
基 金项 目: 国家 自然科学 基 金资助 项 目( 3 0 1 7 0 7 5 7 )
作 者简 介 : 万 云洋 ( 1 9 7 7 一 ) , 男 , 硕士 生 , 现 从事 再生 资源 化学生 物学 研究.
维普资讯 http:www.cqvip.com 2 O 2 武汉 大学 学 报 ( 理学 版 ) 第 4 9卷
一
定量的漆树漆酶 ( 室 温下恒 温 1 5 mi n) , 放人 测量
比色皿 内 , 搅拌 1 mi n, 在 波 长 5 0 0 n m 处测 量其 吸
光度.此处 漆酶 的 比活 力活 定义 为 : 2 5 ℃每毫 克漆
酶蛋 白每 分钟 在 5 0 0 n m 处 吸光度 的变 化值 , 单位
为 U ·mg _。 .
1 . 4 漆酶浓度 的测 定
分别 以牛血清蛋 白和分离纯化 的漆酶 干粉 为标
准 , 以 2 8 0 n m处 吸光度 ( A) 对浓 度 ( c ) 作 图, 建立标
准 曲线.分别测 定 漆酶 溶 液 的 A 。 。 , 从 标准 曲线 中
读 出相应 浓度值 ( 图略) .
1 . 5 蛋白质 纯度和相对分子量 的测定
参 照文献[ 8 ] 进 行 S DS 一 聚 丙烯 酰 胺凝 胶 电泳 ,分离胶 浓度 1 2 , 浓 缩胶 浓 度 5 .等 电聚焦 测 定
p H 值 , 所用 两性 电解 质安 福灵 ( Amp h o l i n e ) 为 p H
3 ~ 9 . 5 .用 考 马斯亮 蓝 R一 2 5 0( Fl u k a进 口分装 ) 对
蛋 白质带染色.
1 . 6 元素 分析和 Cu含量测定
以元素分析仪对 两种 漆酶 同工酶进 行 c ......
2 0 0 3年 4月
武 汉大 学 学报 ( 理学 版 )
J .W u h a n Un i v . ( Na t .Sc i .Ed . )
Vo1 . 49 N【 ) .2
Apr . 20 03. 2 01 ~ 2O4
文章 编号 : 1 6 7 1 - 8 8 3 6 ( 2 0 0 3 ) 0 2 — 0 2 0 1 — 0 4
漆树漆酶两种同工酶分离纯化与特性研究
万云洋 ,杜予 民”,杨建红 ,陈荣智 ,肖 玲 ,张 艳
( 1 .武汉 大学 资源与环境科 学学院 ,湖 北 武汉 4 3 0 0 7 2 ;
2 .武汉大学 生命科 学学 院, 湖北 武汉 4 3 0 0 7 2 )
摘 要 :应 用 柱层 析 和 HPLC方 法从 漆树 漆液 中分 离 提纯 漆酶 的两 种 同工 酶 u 和 L2 .两 者均 为低 温 酶 , 最
适 的温度 分 别为 2 0 C和 1 3 ℃ , p H 值 分 别为 6 . 7和 7 . 2, 等 电点分 别 为 8 . 6和 9 . 1 .通 过 十二烷 基 硫酸 钠一 聚 丙烯 酰
胺凝 胶 电泳 , 测 得它 们 的分 子 量分 别为 1 . 2 ×1 0 j 和 1 . 0 5 ×1 0 .两 种 酶均 不能 催化 氧化 间 氨基 苯 甲酸 , 对 3 一 氨基 酪
氨酸等有很高的反应活性.
关 键 词 :漆树 漆 酶 ;同工酶 ;特性
中图分 类号 :Q 5 5 4 . 9 文献标 识 码 : A
我 国是世界上 漆树 资 源最 丰 富的 国家 , 从漆 树
中分泌 出的一种灰 白色浊液 , 即为生漆或称 天然漆 .
作 为一种超耐久性 的涂 料 , 生 漆在 中国及东 南 亚地
区已经使用 了几千 年 , 长久 以来 享有 “ 涂料 之王 ” 的
美誉 ] .漆树漆 酶是 生 漆 的重要 组 成部 分 , 是 一 种
含铜的糖蛋 白氧化还 原酶 ( EC. 1 .1 0 .3 . 2) .漆 酶对
漆酚的聚合 、 纸浆去木质素 、 高等植物病 菌防御等过
程 起着重要 的作用 , 近年来 已经广泛 用于药物 分析 、乙醇生产和酒类去 酚 、 生物 整 治 ( 包括 染 料脱色 、 工
业废水 处理和杀虫剂 的降解) 等领域 ] .长期 以来
对 漆树漆酶 的研究 主要 集 中在对漆树漆酶 的分离提
纯 【 3 ] 、 结构分析 ] 、 催化氧化 反应 等方 面.本 实验
室也对漆树漆酶 的分 离纯 化 、 分 子量 测定 、 结 构 、 催
化反应和应用等 做 了大量 的工作 ] .但 目前漆 树
漆 酶同工酶 的 组成 分 析 、 酶学 性 能 等 尚未 见报 道 .
本 文分离纯化漆树 漆酶 的 两种 同工 酶 , 对其 主要 特
性参 数如等 电点 、 分子 量 、 最 适 的温 度与 p H 值 、 热
稳定性 以及催化反应 的底 物专一性等进行 了研究 .
1 实验 部 分
1 . 1 主 要 材 料 和 仪 器
生 漆液 由武汉 国漆 厂提供 ; CM— S e p h a d e x C5 0,DEAE— S e p h a d e x A5 0等 为 Ph a r ma c i a公 司进 口分
装 ; Tr i s 为生物纯 ; 对苯 二胺 、 邻苯 二胺 和邻 苯二 酚
用前经 升华 纯化 ; 十二 烷 基硫 酸钠 ( S DS) 用前 重结
晶 2次 , 丙酮 ( 化学 纯 , 经减 压 蒸馏 提取 ); 其 它试 剂
均 为分析 纯.UV一 9 1 0 0和 UV一 1 6 0 A( S h i ma d z u,日
本 ) 分光光 度计 用 于漆 酶 分析 ; 1 1 0 6型 元 素 分析 仪
( Ca r l o Er b a St r u me n t a z i o n e , 意大利 ); WF5 1 8 0 — 6 0
型原 子分光 光 度 仪 , HWC 一 5 2型恒 温 仪 ( 上 海 天平
仪器 厂) ; 超滤膜 ( P a l l — Ge l ma n L a b o r a t o r y , 美 国) .
1 . 2 分 离 纯 化
漆 酶粗 提 : 用丙 酮沉淀 除去 漆酚 得到漆 酶丙 酮
粉末 , 再用缓 冲液溶 解 、 离 心 、 过滤 除去水不溶物 ; 漆
酶精 提 : 超滤后 基本 参照文献 [ 3 ] .
高效 液 相 色 谱 所 用 色 谱 柱 为 TS K— g e l C M一
3 S W( 1 5 c m×2 . 1 5 c m) , 2 8 0 n m uV 检测 仪 , 流 速
为 4 mL· r ai n ~ , 缓 冲溶液梯 度 淋洗 :A( 0 . 0 5 t oo l ·
L Tr i s — HC1 , pH 7.0)11 r ai n: B( 0.1 t ool·L一
Na C1 0 . 0 5 t oo l · L Tr i s - HCl , pH 7 . 1 ) 1 5 r ai n:C
( O . 2 5 t oo l · L~ Na C1 0 . 0 5 t oo l · L- 。Tr i s — HC1 。 pH
7. 2)1 7 mi n.
1 . 3 漆酶 比活 力测 定
分别在 1 c m×1 c m 的测 量 比色 皿 和参 比 比色
皿 内加入对 苯二胺溶 液 ( 磷 酸盐 缓 冲溶液 配 制 ) , 取
收 稿 日期 :2 0 0 2 — 1 1 - 0 5 十通讯 联系 人 E— ma i l : d u y u mi n @wh u . e d u . c n
基 金项 目: 国家 自然科学 基 金资助 项 目( 3 0 1 7 0 7 5 7 )
作 者简 介 : 万 云洋 ( 1 9 7 7 一 ) , 男 , 硕士 生 , 现 从事 再生 资源 化学生 物学 研究.
维普资讯 http:www.cqvip.com 2 O 2 武汉 大学 学 报 ( 理学 版 ) 第 4 9卷
一
定量的漆树漆酶 ( 室 温下恒 温 1 5 mi n) , 放人 测量
比色皿 内 , 搅拌 1 mi n, 在 波 长 5 0 0 n m 处测 量其 吸
光度.此处 漆酶 的 比活 力活 定义 为 : 2 5 ℃每毫 克漆
酶蛋 白每 分钟 在 5 0 0 n m 处 吸光度 的变 化值 , 单位
为 U ·mg _。 .
1 . 4 漆酶浓度 的测 定
分别 以牛血清蛋 白和分离纯化 的漆酶 干粉 为标
准 , 以 2 8 0 n m处 吸光度 ( A) 对浓 度 ( c ) 作 图, 建立标
准 曲线.分别测 定 漆酶 溶 液 的 A 。 。 , 从 标准 曲线 中
读 出相应 浓度值 ( 图略) .
1 . 5 蛋白质 纯度和相对分子量 的测定
参 照文献[ 8 ] 进 行 S DS 一 聚 丙烯 酰 胺凝 胶 电泳 ,分离胶 浓度 1 2 , 浓 缩胶 浓 度 5 .等 电聚焦 测 定
p H 值 , 所用 两性 电解 质安 福灵 ( Amp h o l i n e ) 为 p H
3 ~ 9 . 5 .用 考 马斯亮 蓝 R一 2 5 0( Fl u k a进 口分装 ) 对
蛋 白质带染色.
1 . 6 元素 分析和 Cu含量测定
以元素分析仪对 两种 漆酶 同工酶进 行 c ......
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