论文总字数：21749字

摘 要

环磷酸腺苷（cAMP）是生物体内广泛存在的一种活性物质，在医药产业有着极为重要的应用。利用固定化腺苷酸环化酶（AC），可以高效生产纯度较高的cAMP。本文采用氧化石墨烯（GO）为固定化载体，使用鸟苷酸二钠盐（GMP-2Na）以及马来酸苷（MAH）调控GO表面羧基含量。通过柔性连接修饰、活化和Ni² 修饰，获得亲和固定化载体，并用不同固定化方法制得固定化酶。通过研究，MAH-GO-8bar-GA-NH₂-NTA-Ni² 载体样本，在25 ℃固定化环境pH 7.1条件下，给酶量为2.74 g/L， 固定1 h，制得的固定化酶活力高，其酶活回收率高达113 %。在耐受性研究中，固定后的AC酶对pH、温度适应能力都得到了很大的增强。

关键词：环磷酸腺苷 氧化石墨烯 腺苷酸环化酶 亲和吸附

Effect of surface modification of graphene oxide on the performance of immobilized adenylate cyclase

Abstract

Cyclic Adenosine monophosphate (cAMP), an active substance, is widely present in living organisms. It has extremely important applications in the pharmaceutical industry. The immobilized adenylate cyclase can efficiently produce cAMP with higher purity. In this paper, graphene oxide（GO） was used as an immobilized carrier, and carboxylamine salt (GMP-2Na) and maleic acid (MAH) are used to regulate the carboxyl group content of GO surface. The affinity immobilized carrier is obtained by flexible modification, activation and Ni2 modification, and the immobilized enzyme is prepared by different immobilization methods. Through the study, the MAH-GO-8bar-GA-NH₂-NTA-Ni² carrier sample was immobilized at a pH of 7.1 at 25 °C, and the enzyme amount was 2.74 g/L, which was fixed for 1 h. High, its enzyme activity recovery rate is as high as 113%. In the tolerance study, the immobilized AC enzyme was greatly enhanced in pH and temperature adaptability.

Key Words: cAMP; Adenylate cyclase; Graphene oxide; Affinity adsorption

目 录

摘 要 Ⅰ

ABSTRACT Ⅱ

第一章 文献综述 1

1.1 环磷酸腺苷的概述及其应用前景 1

1.1.1 环磷酸腺苷（cAMP）的简介 1

1.1.2 环磷酸腺苷的应用 1

1.1.3 环磷酸腺苷生产研究进展 2

1.2 腺苷酸环化酶的概述及应用 2

1.2.1 腺苷酸环化酶的简介 2

1.2.2 腺苷酸环化酶生产cAMP的应用 3

1.3 酶的亲和固定化技术 4

1.3.1 亲和固定化方法原理 4

1.3.2 亲和固定化的优势及其应用 4

1.4 氧化石墨烯的概述及应用 5

1.4.1 氧化石墨烯（GO）简介 5

1.4.2 氧化石墨烯研究进展 5

1.4.3 GO固定化酶研究 6

1.4.4 课题的具体研究内容 6

第二章 材料与方法 7

2.1 实验材料 7

2.1.1 实验菌株 7

2.1.2 实验药品 7

2.1.3 实验仪器 8

2.2 实验方法 8

2.2.1 载体的制备 8

2.2.2AC粗酶液的制备 9

2.2.3 酶的固定化 9

2.2.4 蛋白定量测定 9

2.2.5 酶活的测定 10

第三章 实验内容 12

3.1 载体的制备 12

3.1.1 GO表面羧基含量的调控 12

3.1.2 GO表面羧基活化结构研究 12

3.2 固定化工艺研究 12

3.2.1 不同羧基含量的GO对于固定化酶的影响 12

3.2.2 活化剂用量和反应时间对固定化酶的影响 12

3.2.3 PBS缓冲液浓度对固定化酶的影响 13

3.2.4 固定方式对固定化酶的影响 13

3.2.5 不同羧基含量GO对固定化酶影响 13

3.3 固定化条件优化及酶学性能研究 13

3.3.1 固定化pH条件优化 13

3.3.2 固定化温度条件优化 13

3.3.3 固定化时间优化 14

3.3.4 加酶量的条件优化 14

3.3.5 固定化酶的pH耐受性研究 14

3.3.6 固定化酶温度耐受性研究 14

第四章 结果与讨论 15

4.1 载体的制备 15

4.1.1 GO表面羧基含量调控 15

4.1.2 GO表面羧基活化 16

4.2 固定化工艺研究 17

4.2.1 不同羧基含量的GO对于初步固定化的影响 17

4.2.2 活化剂用量和反应时间对固定化酶的影响 18

4.2.3 PBS缓冲液浓度对固定化酶的影响 18

4.2.4 固定方式对固定化酶的影响 19

4.2.5 不同羧基含量GO对固定化酶的影响 19

4.3 固定化条件优化及酶学性能研究 20

4.3.1 固定化环境pH的优化 20

4.3.2 固定化温度的优化 20

4.3.3 固定化时间的优化 21

4.3.4 给酶量的优化 21

4.3.5 固定化酶pH耐受性 22

4.3.6 固定化酶温度耐受性 22

4.4 讨论 23

参考文献 24

致 谢 27

第一章 文献综述

1.1 环磷酸腺苷的概述及其应用前景

1.1.1 环磷酸腺苷的简介

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