當前位置:菜譜大全網 - 素菜食譜大全 - 辣根過氧化物酶的制備

辣根過氧化物酶的制備

過氧化物酶催化以下反應:

2 H2O2 →O2+2H2O

這壹類酶以鐵卟啉為輔基,所以屬血紅素蛋白質類(hemeProteins)。過氧化物酶在生物界分布極廣,在細胞代謝的氧化還原過程中起重要的作用。

本實驗是以辣根為原料,經過水的抽提,硫酸銨和丙酮分級分離,再經鋅離子純化,透析除鹽,冷凍幹燥,最後制得高純度的辣根過氧化物酶。

辣根過氧化物酶分子量在40,000左右,是壹種含亞鐵血紅素的蛋白質,等電點7.2;易溶於水,溶解度為5%(W/V),溶液呈棕紅色,透明;也溶於0.58飽和度以下的硫酸銨溶液,而0.62飽和度以上則不溶。該酶最適pH為7.0(對愈創木酚為氫給體而言)。在室溫下HRP在幾周內保持穩定,加熱到63℃後15分鐘內穩定。

辣根過氧化物酶氧化還原電勢很低,pH6.08時,E’0= -0.2070v;pH為7.71時,E’0= -0.5787v。

辣根過氧化物酶的作用機理可分以下幾步:

第壹步,形成綠色有活性的酶壹底物復合物Ⅰ:第二步,復合物Ⅰ轉變成紅色有活性的復合物Ⅱ:

復合物Ⅰ+AH→復合物Ⅱ+A

第三步,復合物Ⅱ被還原,釋放出酶:AH:表示還原型氫供體。

在壹定程度上復合物Ⅱ可自發地分解成HRP和產物(P),亦可與過量的過氧化氫形成無活性的復合物Ⅲ。

辣根過氧化物酶的活力測定方法有多種,主要原理介紹如下:

1、Rz值,提純工作的後幾步以及純酶溶液可用Rz值表明酶的純度。

403nm處的吸收代表血紅素輔基的吸收,275nm的吸收是蛋白質的吸收,結晶的HRP的Rz值為3.04。測定時的酶濃度為1毫克蛋白/毫升。

2、愈創木酚法:測k4[見反應式⑶]。以愈創木酚(鄰甲氧基酚,guaiacol)為氫給體,其反應如下:

四鄰甲氧基連酚有色產物四鄰甲氧基連酚(E470nm = 26.6mM-1·cm-1)生成的速度(dx/dt)與底物過氧化氫以及氫供體愈創木酚的濃度有關。方程如下:

e—酶濃度;

α0—氫供體起始濃度;

x0為過氧化氫的起始濃度。

如果測定的條件選擇成k4α0》k1x0,可以測得k1:

所以所以:

—測定過程中底物減少的速度。

本實驗是采用測定k4的方法來判斷酶的純度。

上述測定Rz值和k4值的方法雖然比較簡單,但都不能測得酶的實際活力單位。測定過氧化物酶的傳統方法是連苯三酚試驗法,以過氧化氫為底物,在酶作用下,連苯三酚可形成紅棓酚(Purpurogallin),在430nm處測定產物的形成。用紅棓酚值(PZ)表示酶的活力。PZ表示在標準測定條件下1毫克酶所形成的紅棓酚微克數。 儀器

離心機、幹燥器、分光光度計。

試劑

⒈ 硫酸銨:工業純和化學純;

⒉ 丙酮。

⒊ 10mM pH7.0磷酸鹽緩沖液:稱取243.5毫克磷酸二氫鈉(NaH2PO4·2H2O)和857毫克磷酸氫二鈉(Na2HPO4·12H2O),溶於400毫升水中。

⒋ 20mM愈創木酚溶液:取0.22毫升愈創木酚加水至100毫升。

⒌ 40mM過氧化氫溶液:取0.4毫升30%過氧化氫加水至100毫升(如測k1則用10mM過氧化氫溶液)。臨用前配制。

⒍ 5%乙酸鋇溶液

⒎ 奈氏試劑

⒏ 0.1 mol/L硝酸銀溶液 (壹)HRP的制備

⒈水提取:

稱取 10斤用水沖刷幹凈的鮮辣根(辣根皮中亦含有豐富的HRP),用菜刀切成小碎塊,在攪肉機中攪碎1~2次。碎渣漿用1倍體積的水在低溫下攪拌提取過夜(亦可采用高速抽提法)。次日用甩幹機(或離心機)甩幹,收集濾液,碎渣再用1/4倍體積水浸泡提取壹次,合並兩次濾液,量總體積和度,0。

⒉硫酸銨分級分離:

在不斷攪拌下,每升濾液中慢慢加入226克硫酸銨粉末(相當於0.40飽和度),大約在1~2小時內加完,置冷室中放置過夜。次日將上清液小心地用虹吸管移出,下面渾濁液以3000轉/分離心15分鐘,棄沈澱,合並上清液。再按每升上清液加258克硫酸銨粉末(0.8飽和度)隨加隨攪拌,當硫酸銨全部溶解後,置冷室過夜。次日,虹吸出上清液,沈澱部分在冰凍離心機中以13000轉/分離心20分鐘,棄去上清液,收集沈澱。將沈澱懸浮於100~150毫升蒸餾水中(加水量要使沈澱全部溶解為止),分裝於透析袋內,放在流動自來水中進行透析1~2天,直到硫酸銨透析完畢為止(可用5%乙酸鋇溶液或奈氏試劑進行檢查)。然後改換成用蒸餾水透析,中間更換2~3次,用0.1 mol/L硝酸銀溶液檢查透析外液無氯離子為止。

將透析液合並,在冰凍離心機中以 4000轉/分離心 15分鐘;去沈澱,量上清液的體積。

⒊丙酮分級分離:

將上清液倒入燒杯並置冰鹽浴中,在不斷攪拌下,用細滴管沿杯壁加入1倍體積預冷至-15℃的丙酮,放置片刻,在冰凍離心機中以4,000/分離心15分鐘,棄去沈澱。上清液再加入0.8體積(按原上清液體積)-15℃丙酮,(操作同上),靜置後,在冰凍離心機中離心收集沈澱。將沈澱溶於少量蒸餾水中,透析除丙酮。可得Rz值近於1的酶溶液。

⒋精制:

將上步酶液適當稀釋,滴加1M硫酸鋅溶液,使酶液中鋅離子濃度為10-3M,5000轉/分離心10分鐘,得上清液。再將沈澱用少量蒸餾水洗滌,離心,洗液與清液合並,分裝於透析袋內,對水透析除鹽,用微孔濾膜過濾,進行真空冷凍幹燥(約得20毫克),產品呈米黃色纖維狀松軟物,HRP產品的Rz值可達3.0左右,置真空幹燥器中低溫保存。

(二)HRP的活力測定

⒈活力測定:測定k4值的方法操作如下:

取2個比色池(帶蓋,光程1厘米),按下表加入反應物

*酶液:將1毫克蛋白/毫升的酶液用磷酸鹽緩沖液稀釋10倍後應用。

加好反應物,搖勻,在470nm 讀出OD值,為t=0 的讀數。立即加0.01毫升40mM過氧化氫溶液於2個比色池中,即刻搖勻並記時,每隔30秒鐘讀數壹次,約5分鐘。並記下實驗時的室溫。

將所測樣品的OD值減去相應時間對照的OD值,然後以OD值為縱坐標,時間為橫坐標作圖。得壹直線,計算出平均每分鐘光密度的增加值,即求出△x/△t,按公式⑻求出k4值。實際的實驗值k4 = 2.2×10,k4 = 3.1×10,而k4 應當為3.3×10。該方法用於測定粗的無細胞提取液誤差較大。

因為某些物質可幹擾四鄰甲氧基連酚的形成。

或不求k4值,而把在上述條件下,每分鐘OD470增加0.001所需酶量定為1個HRP活力單位。

⒉蛋白質含量的測定:

將酶液適當稀釋後,用 Folin壹酚試劑法比色測定蛋白質含量。