無花果蛋白酶的過氧化物模擬酶性質(zhì)及其分析應(yīng)用.pdf

1、酶是生物有機(jī)體進(jìn)行自我復(fù)制和新陳代謝必不可少的生物催化劑。無論是從對(duì)應(yīng)的底物類型還是執(zhí)行的反應(yīng)類型來看，他們都是最具特異性的催化劑。在大多數(shù)情況下，一種特定的酶只有幾種對(duì)應(yīng)的底物，并且對(duì)于不同底物執(zhí)行的是同一反應(yīng)類型。天然酶由于易變性和降解，來源有限，需要嚴(yán)苛的儲(chǔ)存條件，熱穩(wěn)定性低，費(fèi)用昂貴，易受環(huán)境影響以及保存時(shí)間短，導(dǎo)致其應(yīng)用仍然受到諸多限制。因此，目前的研究興趣大多集中于模擬酶的研究。如：氧化酶的模擬、蛋白酶的模擬、過氧化氫酶的模

2、擬、超氧化物歧化酶的模擬、過氧化物酶的模擬，等等。其中研究最為深入和廣泛的是過氧化物模擬酶，至今，越來越多的納米過氧化物模擬酶被發(fā)現(xiàn)或合成，有力地促進(jìn)了過氧化物模擬酶的發(fā)展。但美中不足的是，這些非生物催化劑時(shí)常需要復(fù)雜的制備過程，并且需要表面修飾以防止團(tuán)聚，這難免會(huì)導(dǎo)致低的重復(fù)性和低的催化活性。此外，相比于非生物催化劑，生物催化劑反應(yīng)條件更加溫和，且在良好的生理?xiàng)l件下?lián)碛邢喈?dāng)高的催化效率和反應(yīng)速率。因而，生物型過氧化物模擬酶的開發(fā)和研究

3、仍然不可或缺。
　　本文發(fā)現(xiàn)無花果蛋白酶不僅具有蛋白酶性質(zhì)還具有過氧化物模擬酶性質(zhì)。無花果蛋白酶是天然植物蛋白酶，兼顧了生物催化劑和模擬酶的優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用前景非常廣泛。基于其過氧化物模擬酶性質(zhì)，我們實(shí)現(xiàn)了一些分析應(yīng)用：檢測(cè)細(xì)胞中釋放的H2O2、檢測(cè)半胱氨酸以及檢測(cè)汞離子。
　?。?）我們用足夠的證據(jù)證明了無花果蛋白酶固有的過氧化物模擬酶性質(zhì)，無花果蛋白酶可以催化H2O2氧化有機(jī)底物（如TMB、ABTS、OPD）發(fā)生對(duì)應(yīng)的顯色反

4、應(yīng)。同時(shí)，優(yōu)化了無花果蛋白酶作為過氧化物模擬酶的催化條件（pH、溫度、反應(yīng)時(shí)間、底物濃度），設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了該催化活性在各種情景中的有效性，研究了其催化機(jī)理，并與HRP的催化活性作了對(duì)比。此外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示無花果蛋白酶作為過氧化物模擬酶時(shí)的活性位點(diǎn)與其作為蛋白酶是的活性位點(diǎn)不同，說明一種酶可能催化多種類的底物執(zhí)行不同類型的反應(yīng)。為進(jìn)一步深入認(rèn)識(shí)酶的功能提供了新依據(jù)。
　?。?）基于無花果蛋白酶的過氧化物模擬酶性質(zhì)，結(jié)合過氧化物酶底物

5、TMB，我們建立了簡(jiǎn)便、靈敏、實(shí)用的比色法檢測(cè)H2O2，并成功應(yīng)用于人乳腺癌細(xì)胞中釋放的 H2O2的檢測(cè)。用無花果蛋白酶的過氧化物模擬酶性質(zhì)檢測(cè) H2O2不需要復(fù)雜的合成和修飾過程，且綠色環(huán)保。無花果蛋白酶實(shí)現(xiàn)了H2O2的檢測(cè)，說明也能用于與H2O2相關(guān)的葡萄糖、黃嘌呤、尿酸、肌氨酸、膽堿、乙酰膽堿等的檢測(cè)。為今后無花果蛋白酶作為模擬酶在免疫分析、生物技術(shù)和環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
　　（3）我們利用無花果蛋白酶的過氧化物模擬酶

6、性質(zhì)建立了一種簡(jiǎn)單、靈敏、綠色的比色法高選擇性定量檢測(cè)半胱氨酸。無花果蛋白酶作為過氧化物模擬酶，能夠催化TMB-H2O2的反應(yīng)。半胱氨酸的引入，競(jìng)爭(zhēng)了與TMB反應(yīng)的H2O2，使得顯色反應(yīng)受到抑制。其在652 nm處吸光度值的降低與半胱氨酸的濃度成線性關(guān)系，以此來檢測(cè)半胱氨酸。該方法不需要昂貴的儀器，不需要材料制備過程、不用引入有機(jī)溶劑或重金屬，結(jié)果可視化，并成功應(yīng)用于生物樣品中半胱氨酸的檢測(cè)。表明無花果蛋白酶在生物樣品分析中潛在的應(yīng)用。

7、我們的工作促進(jìn)了無花果蛋白酶的模擬酶性質(zhì)在醫(yī)藥診斷和生物化學(xué)方面的應(yīng)用。
　?。?）以汞為代表的重金屬污染嚴(yán)重威脅著人類健康和社會(huì)環(huán)境，建立經(jīng)濟(jì)、高效的汞離子檢測(cè)方法任重道遠(yuǎn)?；跓o花果蛋白酶的過氧化物模擬酶性質(zhì)以及半胱氨酸中巰基與汞離子的高親和力實(shí)現(xiàn)了“抑制-恢復(fù)”比色法定量檢測(cè)汞離子。無花果蛋白酶能夠催化H2O2氧化TMB發(fā)生明顯的藍(lán)色反應(yīng)，而半胱氨酸能夠消耗H2O2，使顯色反應(yīng)受到抑制，溶液藍(lán)色變淺。由于汞離子能夠與半胱氨酸