本文主要研究了幾種無機鹽對纖維素酶和木聚糖酶酶活力的影響,以期為酶制劑的穩(wěn)定性研究及在飼料工業(yè)中的應(yīng)用提供參考。
1材料與方法
1.1試驗儀器移液槍及槍頭、微樣進注器、刻度吸管、分析天平(精確度±0.0001 g )、恒溫水浴鍋(37~100℃ )、分光光度計(uV一751GD型,紫外一可見光分光光度計)、pHS一3c pH計(精度±0.01)、冰箱(4℃ )、磁力攪拌器、計時器、自動平衡微型離心機。
1.2試驗材料纖維素酶和木聚糖酶,均為黃褐色粉末狀,溶于水,由湖南尤特爾生化有限公司生產(chǎn)并提供。
1.3試驗試劑 檸檬酸一檸檬酸鈉緩沖液(pH值4.8,纖維素酶)、碳酸氫鈉一碳酸鈉緩沖液(pH值6.5,木聚糖酶)、DNS試劑(由分析純的3,5一二硝基水楊酸、氫氧化鈉及酒石酸鈉鉀配制而成)、0.1%葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液、0.1%木糖標(biāo)準(zhǔn)液。
1.4試驗設(shè)計將無機鹽與酶樣分別以1:10和1:2混合均勻,取樣配制成待測酶液,測定酶活力。 1.5酶活力測定 1.5.1測定方法。采用3,5一二硝基水楊酸法(簡稱DNS法)(高雯等,1991)。
1.5.2酶活力單位定義。纖維素酶:在50℃ 、pH值4.8條件下,1 min分解底物產(chǎn)生1umol產(chǎn)物所需的酶量為1個國際單位。木聚糖酶:在50℃ 、 pH值6.5條件下,1 min分解底物產(chǎn)生1umol產(chǎn)物所需的酶量為1個國際單位。
1.5.3測定底物。1.0%羧甲基纖維素鈉鹽(簡稱 CMC-Na)(pH值為4.8±0.05)、1.0%燕麥木聚糖(pH值為6.5±0.05),均系荷蘭SIGMA公司生產(chǎn)。
1.5.4待測酶液的制備。分別稱取l g纖維素酶和木聚糠酶(準(zhǔn)確到0.0001 g )樣品,用相應(yīng)的緩沖液溶解并逐步稀釋至4500倍(纖維素酶)和30000倍(木聚糖酶)。
1. 5.5繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。取6支編號試管,用微樣進注器,分別加入相應(yīng)底物和緩沖液各500 uL,以及按編號由l~6分別加入0.1%葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液(纖維素酶)或木糖標(biāo)準(zhǔn)液(木聚糖酶)O、1、20、25、30、35 uL,再于每管中加入3 mL DNS試劑,充分混勻后置沸水中水浴5 min,再經(jīng)冷水冷卻5 min,以第1號試管為對照,在540 nm下測光密度,再以光密度作為縱座標(biāo),葡萄糖終含量(纖維素酶)或木糖終含量(木聚糖酶)作為橫座標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1.5.6酶活力測定。取0.5 mL底物于兩支試管中,與待測酶液一起置于50℃ 水浴中,預(yù)熱5 min。取0.5 mL待測酶液依次定時加入到底物中,水浴15 min,冷卻5 mm ,于540 nm下讀取吸光值。查相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)曲線,計算酶活力(Iu/g)。酶活力(Iu/g)=[葡萄糖等量值(纖維素酶)或木糖等量值(木聚糖酶)/180/15/0 5]×n(n為稀釋倍數(shù)) 2結(jié)果與分析 無機鹽對纖維素酶及木聚糖酶酶活力的影響分別見表1。處理前,纖維素酶活力為1000 IU/g,木聚糖酶為5000 Iu/g。
表l 1:10和1:2添加無機鹽后對纖維素酶、木聚糖酶活力的影響 Iug
1材料與方法
1.1試驗儀器移液槍及槍頭、微樣進注器、刻度吸管、分析天平(精確度±0.
1.2試驗材料纖維素酶和木聚糖酶,均為黃褐色粉末狀,溶于水,由湖南尤特爾生化有限公司生產(chǎn)并提供。
1.3試驗試劑 檸檬酸一檸檬酸鈉緩沖液(pH值4.8,纖維素酶)、碳酸氫鈉一碳酸鈉緩沖液(pH值6.5,木聚糖酶)、DNS試劑(由分析純的3,5一二硝基水楊酸、氫氧化鈉及酒石酸鈉鉀配制而成)、0.1%葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液、0.1%木糖標(biāo)準(zhǔn)液。
1.4試驗設(shè)計將無機鹽與酶樣分別以1:10和1:2混合均勻,取樣配制成待測酶液,測定酶活力。 1.5酶活力測定 1.5.1測定方法。采用3,5一二硝基水楊酸法(簡稱DNS法)(高雯等,1991)。
1.5.2酶活力單位定義。纖維素酶:在
1.5.3測定底物。1.0%羧甲基纖維素鈉鹽(簡稱 CMC-Na)(pH值為4.8±0.05)、1.0%燕麥木聚糖(pH值為6.5±0.05),均系荷蘭SIGMA公司生產(chǎn)。
1.5.4待測酶液的制備。分別稱取l g纖維素酶和木聚糠酶(準(zhǔn)確到0.
1. 5.5繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。取6支編號試管,用微樣進注器,分別加入相應(yīng)底物和緩沖液各500 uL,以及按編號由l~6分別加入0.1%葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液(纖維素酶)或木糖標(biāo)準(zhǔn)液(木聚糖酶)O、1、20、25、30、35 uL,再于每管中加入3 mL DNS試劑,充分混勻后置沸水中水浴5 min,再經(jīng)冷水冷卻5 min,以第1號試管為對照,在540 nm下測光密度,再以光密度作為縱座標(biāo),葡萄糖終含量(纖維素酶)或木糖終含量(木聚糖酶)作為橫座標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1.5.6酶活力測定。取0.5 mL底物于兩支試管中,與待測酶液一起置于
表l 1:10和1:2添加無機鹽后對纖維素酶、木聚糖酶活力的影響 Iug
|
纖維素酶活力 | 木聚糖酶活力 | ||
添加無機鹽 | 1:10 | 1:2 | 1:10 | 1:2 |
NaCI | 1005 | 1005 | 524I | 5318 |
KI | 1001 | 1001 | 5012 | 50/8 |
CuCl2.2H2O | 957 | 902 | 1937 | 1798 |
MgCl2.6HgO | 1000 | 1048 | 4446 | 4248 |
ZnS04.7H2O | 1052 | 1084 | 4480 | 4261 |
MnCL24H2O | 1225 | 1435 | 4546 | 4359 |
KH2Po4 | 996 | 1036 | 5313 | 5336 |
CaCl2 | 1001 | 1069 | 5202 | 5381 |
FeCl3 | 1007 | 1160 | 4407 | 4211 |
2.1 對纖維素酶酶活力影響
由表1可以看出,以1:10添加無機鹽ZnSO4、MnCl2對纖維素酶有激活作用,其中MnCl2的激活作用最明顯,可使酶活提高22.5%,其次是 ZnSO4,提高酶活5.2%。以1:10添加NaCI、FeCl3、KI和CaCl2,雖然纖維素酶酶活力有所提高,但提高的幅度很小,分別為0. 5%、0.1%、0.1%,其激活效果不明顯;MgCl2對酶活無影響,而CuCl2則對酶活起抑制作用,使酶活降低了4.3%。 由表1可以看出,MgCl2,ZnSO4,,MnCI2KH2PO4、 CuCl2,FeCl3隨著添加比例的增加,對酶的激活或抑制作用更加明顯,其中MnCl2可使酶活提高43.5%。以1:10添加對酶活基本無影響的 MgCl2、 KH2P04和CaCl2隨著離子濃度的增加,對酶的激活作用也分別上升至4.8%、3.6%和6.9%。添加 NaCl和KI對纖維素酶的激活作用并未隨離子濃度的增加而加強。CuCl2隨著離子濃度的升高對纖維素酶活性的抑制作用也由原來的4.3%上升至9. 8%,其抑制作用更加明顯。從KH2PO4及其添加比例與其酶活變化情況來看,一定濃度的KH2PO4對纖維素酶具有激活作用。但從KI的添加情況來看,纖維素酶活力并未隨其離子濃度的變化而變化,而是趨于穩(wěn)定。造成這種情況的原因可能是I一對纖維素具有一定的抑制作用,也可能是KH2PO4中對纖維素酶起激活作用的是H2PO4,而不是 K+,但具體是哪一種原因,還有待進一步研究。 2.2對木聚糖酶酶活力影響 結(jié)合表1可以看出,NaCl、Kl、KH2PO4、CaCl2對木聚糖酶具有激活作用,其他無機鹽對木聚糖酶均起抑制作用,特別是 CuCl2,低濃度的CuCl2可使木聚糖酶活性降低61.26%。隨著CuCl2濃度的增加,木聚糖酶失活現(xiàn)象越嚴(yán)重,可高達64.04%。在酶與底物作用之前,可以看到酶液中有藍色絮狀沉淀,待測酶液與底物反應(yīng)并加入DNS試劑以后,溶液變成深藍色沉淀。究其原因可能是Cu>與木聚糖酶的必需基團結(jié)合或與之發(fā)生反應(yīng),從而造成了木聚糖酶失活。另外,MgCl2、MnCl2、ZnS04、FeCl3對木聚糖酶均具有不同程度的抑制作用,且其抑制作用隨其離子濃度的增加而有不同程度的加強。NaCl、KI、 KH2P04、CaCl2對木聚糖酶具有一定的激活作用,但NaCl的激活作用保持4.3%左右,而CaClz的激活作用隨著無機鹽濃度的增加而有所增強。 3結(jié)論 通過本試驗可以看出,無機鹽對纖維素酶具有不同程度的影響,其中NaCl、KI、MgCl2、ZnS04、 MnCl2、KH2PO4、FeCl3、CaCI2對纖維素酶起激活作用,其作用程度除NaCl、KI以外均隨其濃度的增加而有不同程度的加強。在本次試驗沒計的條件下,MnCl2的激活效果雖顯著,其他無機鹽的激活作用由大到小依次為FeCl3、ZnSO4、CaCl2、MgCl2、 KHzPO4、NaCl。CuCl2對其起抑制作用。 無機鹽對木聚糖酶也有不同程度的影響, NaCl、KI、KH2PO4、CaCI2對木聚糖酶具有激活作用,作用程度隨著離子濃度的增加而有所增強。 CuCl2、MgCl2、MnCl2、ZnSO4、FeCl3均對木聚糖酶起抑制作用,其抑制作用隨離子濃度的增加而有所增強。在本次試驗設(shè)計的條件下, CuCl2的抑制作用最明顯,其他無機鹽的抑制作用由大到小分別為MgCl2、ZnSO4、MnCl2。