[发明专利]一种基于双水相体系的载酶海藻酸钙微球强化级联酶促反应方法

说明书

本发明公开了一种基于双水相体系的载酶海藻酸钙微球强化级联酶促反应方法，包括以下步骤：步骤1：分别配置质量浓度为8%的PEG水溶液和质量浓度8%的Dex水溶液；充分混合后分相，上相为PEG溶液，下相为Dex溶液；步骤2：Dex溶液中加入海藻酸钠和目标酶溶液，形成含目标酶的Dex‑海藻酸钠溶液，其中海藻酸钠的质量浓度为0.5%；步骤3：以步骤1制备得到的PEG溶液为外水相，以步骤2得到的含目标酶的Dex‑海藻酸钠溶液为内水相，通过同轴毛细管在其锥尖处形成双水相海藻酸钠液滴；步骤4：将双水相海藻酸钠液滴导入PEG‑氯化钙水溶液中即生成载酶海藻酸钙微球，通过自发“排液”分区，使得酶促反应在海藻酸钙微球界面进行，缩短了中间产物的传质距离，强化了级联酶促反应。本发明构建了一种制备方法简单、生物相容性高且高效的级联酶促反应强化体系。

技术领域

本发明涉及强化酶促反应技术领域，具体涉及一种基于双水相体系的载酶海藻酸钙微球强化级联酶促反应方法。

背景技术

近年来，随着酶工业的日益发展，强化酶促反应的研究受到越来越多的关注。目前，已经有固定化酶技术能通过增强酶的稳定性和重复利用率来实现强化酶促反应。海藻酸钙微球由于具有良好的生物兼容性以及无毒性等特点，是常用的固定化酶载体。但是，普通载酶海藻酸钙微球内部传质速率慢，酶的滞留率低，并且大部分海藻酸钙微球的制备过程中引入了油相和表面活性剂，会降低微球的生物相容性(Marcoux,Colloids andSurfaces A:Physicochemical and Engineering Aspects,2011,377,54)，使得该固定化酶技术成本损耗大，固定化过程中酶活有一定损失。

双水相催化技术是另一种新型的强化酶促反应技术。其利用两种不同高聚物的水溶液或一种高聚物和一种无机盐的水溶液，因其浓度不同而形成互不相溶的两液相体系。调整浓度将反应物和生物催化剂分配于下相，产物分配于上相，实现生物反应与产物分离的耦合。魏东芝等利用青霉素G酰基转移酶为催化剂，在以PEG400/硫酸镁组成的双水相体系中合成头孢氨苄，能够提高酶促反应效率(Wei Dong Zhi,Zhu Jiang Hang,Cao XueJun.Enzymatic synthesisof cephalexin in aqueous two-phase systems[J].Biochemical Engineer-ing Journal,2002,11:95-99.)；但其所用试剂昂贵。朱航建等人以双水相生物转化法合成头孢霉素IV，提高了孢菌素IV产量(Zhu Jian hang,Wei DongZhi,Ye Qing.Partitioning behavior of ceohalexin and 7-aminodeacetoxicephalosporanic acid in PEG/ammo-nium sulfate aqueous two-phasesystems[J]Jouranal of Chemical Technology Biotehnology,2001,76(11):1194-1120.)，但是其引入了表面活性剂，来稳定双水相界面，会对部分酶活性造成影响，并且生物转化法通量低。