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载体材料表面化学结构对固定化酶分子构象的影响

批准号50803059 学科分类高分子材料的表面与界面 ( E031403 )
项目负责人叶鹏 负责人职称副教授 依托单位浙江理工大学
资助金额21.00
万元
项目类别青年科学基金项目 研究期限2009 年 01 月 01 日 至
2011 年 12 月 31 日
中文主题词酶固定化;材料表面化学结构;和频振动光谱;酶分子构象
英文主题词

摘要

中文摘要 固定化酶与载体材料表面的相互作用会导致酶分子空间构象发生变化,降低酶的催化活性。由于载体材料表面的复杂性和缺乏有效的固定化酶构象表征技术,清晰地解释载体材料表面化学组成对酶分子构象的影响目前仍是一个巨大的挑战。本项目利用端基功能化聚苯乙烯制备表面功能基团种类和数量可控的载体材料,功能基团包括羧基、氨基、羟基、苯环和全氟烷基等。研究其表面功能基团对脂肪酶催化活性的影响。利用先进的和频振动光谱技术(SFG)原位表征固定化脂肪酶分子的构象及其变化,研究载体材料表面功能基团种类、数量对酶分子构象的影响。将载体材料表面化学组成、酶分子构象变化和酶分子催化性能三者联系起来。本项目从酶分子与载体材料的相互作用这一角度出发,对固定化酶分子的构象变化机理进行研究,既可为设计制备高活性酶固定化载体材料提供理论依据,也有助于理解酶分子构象与其催化活性的关系,具有重要的科学与应用价值。
英文摘要
结题摘要 载体材料表面化学组成能够很大程度上影响固定化酶分子的构象,从而改变酶的催化活性。本项目利用端基功能化聚苯乙烯制备表面功能基团种类和数量可控的载体材料,功能基团包括羧基、氨基、羟基、甲基和全氟烷基等。研究载体表面功能基团对脂肪酶和溶菌酶催化活性的影响。利用和频振动光谱(SFG)和透射电镜等技术表征固定化酶分子的构象变化,研究载体材料表面功能基团对酶分子构象的影响。将载体材料表面化学组成、酶分子构象变化和酶催化性能三者联系起来。结果表明在含亲水性基团羧基、氨基和羟基载体表面的固定化酶由于亲水基团与水分子形成氢键,使得酶分子在载体材料上不易铺展变形,多采取端向(end-on)取向,构象变化较小,能较好地保持天然构象,活性较高;在含疏水性基团甲基和全氟烷基载体表面的固定化酶发生明显地铺展变形,采取侧向(side-on)取向,构象变化大,活性损失大。本项目从酶分子与载体材料相互作用这一角度出发,对固定化酶分子构象及催化活性的变化机理进行了研究,为设计制备高活性酶固定化载体材料提供了理论依据,对构建DNA和抗体等生物活性大分子固定化功能材料也具有一定的借鉴意义,具有重要的科学与应用价值。

成果

序号 标题 类型 作者

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