[发明专利]一种提高羊毛角蛋白酶促改性效率的方法

说明书

本发明公开了一种提高羊毛角蛋白酶促改性效率的方法，属于纺织材料生化改性技术领域。旨在利用羊毛角蛋白结构中富含二硫键的特点，通过还原形成的巯基与丙炔胺发生点击化学反应，将氨基引入角蛋白结构，增加TGase酶促反应作用位点的数量，提高羊毛角蛋白酶促改性的效率。本发明操作反应效率高、无毒、易控制，且没有因化学反应副反应造成的副产物残留、环境污染和织物强力损伤等问题，具有很强的实用价值。

技术领域

本发明涉及一种提高羊毛角蛋白酶促改性效率的方法，属于纺织材料生化改性技术领域。

背景技术

羊毛作为基础原料不仅在纺织行业占据重要地位，在再生材料领域也用途甚广。作为纺织材料的羊毛制品存在着一些自身的缺点，如易毡缩，难以护理，染色性能较差，易霉变等.且含羊毛角蛋白的再生材料也必须进行适当改性方可应用。羊毛及其角蛋白再生材料通常利用羊毛角蛋白中所含的反应性基团-COOH、-NH₂等通过化学法进行改性，然而化学反应过程需要使用大量的化学试剂，且反应条件苛刻，对羊毛纤维的损伤较大；此外化学试剂的残留和排放，具有不可避免的毒副作用，且易对环境造成严重的污染。

目前，利用生物酶法来对羊毛及其相关材料进行改性能够解决上述化学方法存在化学试剂残留和排放的问题，羊毛及其相关材料的生物酶法改性是利用可以作用于羊毛角蛋白的酶制剂，如蛋白酶对羊毛角蛋白进行水解，从而赋予羊毛织物良好的防毡缩性，并可提高羊毛的染色性能。然而蛋白酶使用过程存在反应难控制、酶作用专一性较差等问题，因而容易引起羊毛的过度损伤。

谷氨酰胺转胺酶(TGase)可以催化蛋白质分子间或分子内、蛋白质与含有伯胺基团的化合物之间形成共价键的转移酶，羊毛角蛋白的氨基酸组成(谷氨酸含量14％，赖氨酸含量2.8％)使其理论上可以作为TGase的作用底物。近年来的研究结果表明，TGase可以修复因化学或蛋白酶预处理带来的羊毛纤维的强力损伤，并一定程度上改善了织物的毡缩性、染色性能、抗起球性、抗蛋白酶的水解作用、亲水性、手感等；此外TGase可催化羊毛角蛋白与含有伯胺基团的活性物质发生接枝反应，使羊毛角蛋白材料具有阻燃、抗菌等功能性质。然而羊毛纤维的固体状态以及羊毛角蛋白中赖氨酸含量不高，使得羊毛的TGase酶促改性效率不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高效、简单的利用巯基点击化学反应在角蛋白中引入氨基，提高羊毛角蛋白TGase酶促改性效率的方法。

为解决上述技术问题，本发明利用羊毛角蛋白富含的二硫键，还原后形成巯基，该巯基可与炔或烯发生点击化学反应的性质，以丙炔胺为反应物，在羊毛角蛋白结构中引入氨基，从而提高羊毛及其相关材料TGase酶促改性的效率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种利用巯基点击化学反应提高羊毛角蛋白酶促改性效率的方法，所述方法将羊毛角蛋白中的二硫键还原形成巯基，以炔胺化合物为反应物，与巯基发生点击化学反应，即可在羊毛角蛋白结构中引入氨基，提高TGase酶促改性的效率。

在本发明的一种实施方式中，所述将羊毛角蛋白中的二硫键还原形成巯基所用的还原剂为任一可溶还原剂。

在本发明的一种实施方式中，所述还原剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、巯基乙醇或半胱氨酸中的任一种。

在本发明的一种实施方式中，所述炔胺化合物为丙炔胺。

在本发明的一种实施方式中，所述点击化学反应是在光引发剂的作用下发生的。

在本发明的一种实施方式中，当原料为羊毛时，所述方法具体包括以下步骤：