[发明专利]一种稳定的纳米二氧化硅复合酶溶液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米复合酶溶液及其制备方法，特别涉及一种稳定的纳米二氧化硅复合酶溶液及其制备方法。

背景技术

酶由于具有高效、专一、作用温和、无毒、可降解性、无污染等特点，因此被广泛应用于医药、食品、饲料、洗涤工业、有机合成、皮革、纺织等领域。在制革中，酶是清洁化制革工业最有潜力的材料之一。其中，蛋白酶是制革用应用最多的一种酶，在制革的浸水、浸灰、软化以及废弃胶原的提取等方面都有广泛的应用。

酶是蛋白质，具有一、二、三级结构，酶的催化活性和专一性依赖于酶蛋白的结构。酶在生产、贮存和使用过程中，其蛋白结构容易受保存环境和使用条件的影响而构象发生改变，从而导致酶活力损失。随着酶应用范围不断扩大，酶活力稳定性研究显得尤为重要，因此，近年来酶活力的稳定技术成为各领域研究的热点之一。

目前研究者多利用添加剂、固定法、蛋白工程、化学修饰等方法进行酶活力的稳定。这些研究中无论采用哪种方法进行酶活力的稳定，最重要的是选择一种合适的稳定方法，以及稳定剂与酶之间的作用方式。（Padma V.Iyer,Laxmi Ananthanarayan.Enzyme stability and stabilization—Aqueous and non-aqueous environment[J].Process Biochemistry,2008,43(10):1019-1032）

在众多稳定剂、修饰剂或固定化载体中，由于纳米材料具有许多的优点，因此被应用于酶的固定化中。其中，纳米二氧化硅由于其优异的生物相容性，已经被应用于酶的固定化载体。Jun等人关于纳米二氧化硅对酶的作用理论研究已有报道（Jun Huang,Hai Wang,Dapeng Li,Wenqi Zhao,Liyun Ding,Yun Han.A new immobilized glucose oxidase using SiO₂nanoparticles as carrier[J].Materials Science and Engineering C,2011,31(7):1374–1378）。研究发现，纳米二氧化硅的粒径大小对酶蛋白质的吸附有影响（Alexey A.Vertegel,Richard W.Siegel and Jonathan S.Dordick.Silica Nanoparticle Size Influences the Structure and Enzymatic Activity of Adsorbed Lysozyme[J].Langmuir,2004,20(16),6800–6807），而且静电吸附作用是纳米二氧化硅粒子与蛋白质的主要作用力之一（Zhen Xu,Shi-Long Wang,Hong-Wen Gao.Effects of nano-sized silicon dioxide on the structures and activities of three functional proteins[J].Journal of Hazardous Materials,2010,180(1-3):375–383）。以上均是基于纳米粒子与酶蛋白之间作用方式的理论研究，但是纳米二氧化硅用于蛋白酶溶液的稳定性研究还较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稳定的纳米二氧化硅复合酶溶液及其制备方法，该方法得到的稳定的纳米二氧化硅复合酶溶液中蛋白酶的酶活力稳定性明显提高。

为了达到上述目的，本发明的稳定的纳米二氧化硅复合酶溶液是由使蛋白酶保持活性的缓冲液、蛋白酶以及表面经过修饰的纳米二氧化硅组成的；其中，蛋白酶与表面经过修饰的纳米二氧化硅的质量比为500:（0.05～25）。

所述的表面经过修饰的纳米二氧化硅为经修饰后表面含有氨基的纳米二氧化硅（河南省纳米材料工程中心，RNS-Am）、经修饰后表面含有氢键的纳米二氧化硅（河南省纳米材料工程中心，RNS-H）或表面双层结构修饰的纳米二氧化硅（河南省纳米材料工程中心，DNS-1）。

所述的蛋白酶为制革用蛋白酶。

所述的蛋白酶为木瓜酶（南宁庞博生物工程有限公司）或Soak L蛋白酶(Genecor Soak L，由杰能科公司提供)，且制革用蛋白酶为木瓜酶时，使蛋白酶保持活性的缓冲液采用pH值为4.0～7.5的磷酸盐缓冲液；制革用蛋白酶为Soak L蛋白酶时，使蛋白酶保持活性的缓冲液为pH值为8.6～10.0的甘氨酸-氢氧化钠缓冲液。