转谷氨酰胺酶(MTGase , EC 2.3.2.13)催化形成席夫共价键,使蛋白质、多肤发生分子内或分子之间交联。其酞基供体为蛋白质或多肤链上谷氨酰胺的γ-酰氨基,受体为蛋白质赖氨酸的:ε- 氨基、a -氨基,游离氨基酸的a-氨基、ε-氨基或伯胺。MTGase 广泛分布于动物组织中,如血浆、血小板、肝、红细胞等。
微生物转谷氨酰胺酶(MTGase )是以链轮丝菌s-8112 、茂原链轮丝菌、灰肉链轮丝菌及肉桂链轮丝菌等发酵生产的食品工业用酶,食品中加入MTGas 。,蛋白质发生聚合作用,导致一系列理化性质如黏弹性、凝胶性、乳化性、黏度、起泡性等随之改变,从而对食品蛋白质质量有明显改良作用,在食品加工、保藏、包装及酶的固定化等方面具有广阔应用前景。此外,MTGase 还可用于合成半抗原-蛋白结合物的中间体,甜蛋白类似物,可增加传感器上酶的稳定性等。
目前市售国产MTGase 为用于食品工业的粗品酶,由于产品中含有大量蛋白质类杂质,酶活力低,仅为0 . 16U / g ,因此其应用领域受到极大限制,有必要进一步纯化。
反胶束(reversed micelle )是表面活性剂分散于连续有机相中自发形成的纳米尺度聚集体。反胶束中表面活性剂极性头向内、非极性尾向外,在内部形成一个极性中心,可以容纳(或增溶)少量水,称为“水池”。反胶束萃取技术具有成本低、溶剂可重复利用、萃取率高、条件温和、不会引起蛋白质和酶变性、操作简便等优点,被逐渐应用于分离蛋白质、酶、抗生素等。
MTGase 的等电点为9.0 ,在其等电点(pI )以下带正电荷,可用带负电荷的AOT 反胶束进行萃取分离。再经过超滤等处理,获得比活力较高的产品。
实例235 用AOT-异辛烷反胶束纯化MTGase
( l )工艺流程
MTGase 粗酶粉~MTGase 粗提取液~超滤液~萃取液~反萃取液~浓缩液~冻干粉
( 2 )主要步骤
① MTGase 粗酶液制备称取定量的粗MTGase 粉,用其质量10 倍0.2mol / L KHZPO 4-NaOH 缓冲液(pH 值为6 . 50 )在4 一8 ℃ 溶解。将溶解液置于离心机中,在转速为5000r / min 下离心10min 。取离心上层清液,加入浓度为1.0mol / L 的盐酸调节pH 值至5 . 58 ,有少量沉淀生成。将其置于离心机中,在转速为5000r / min 下离心10min 。取离心上层清液,加入浓度为1.0mol / L 的盐酸调节pH 值至4 . 25 ,有大量沉淀生成。
② 超滤将沉淀液再次以5000r / min 的转速离心10min ,收集上层清液,用截留分子量为10000 的超滤膜进行超滤,超滤压力为0.1MPa ,除去小分子杂蛋白,即为MTGase 粗酶液。通过超滤,滤过液中蛋白质浓度为20mg / mL,MTGase 活力为0 . 16U/ g , 4 ℃ 保存备用。
③ 反胶束制备取定量80 ℃ 烘箱处理3h 的AOT (分子量为444 . 36 ) ,搅拌下分散于异辛烷中,使其浓度为22.2mg / mL。待其呈乳浊状时加360μL 水,继续搅拌至澄清透明,溶液即为w 。=20 、浓度为0.05mmol / L 的AOT-异辛烷反胶束。常温保存备用。
④ 萃取 将MTGase 粗酶掖置于萃取器中,加入等体积AOT-异辛烷反胶束,在磁力搅拌下处理20min ,再将其置于离心机中,以8000r / min 转速离心5min 。如此萃取处理3 次,收集上层有机相,即为萃取MTGase 的AOT 反胶束,进行反萃取。
⑤ 反萃取将荷载MTGase 的AOT 反胶束置于萃取器中,加入等体积2 .0mol / L 的Kcl 溶液,磁力搅拌20min 后以800Or / min 的转速离心5min分相,下相即为反萃取液。如此反萃取处理3 次,收集反萃取液,用平均分子量为20000的聚乙二醇浓缩,获得MTGase 纯化浓缩液,进行冷冻干燥。
⑥ 干燥将获得的MTGase 纯化浓缩液装入冻干瓶中,在-60 ~-50 ℃ 、真空度为25~50Pa 下冷冻处理24h ,获得纯化MTGase 冻干粉。
( 3 )主要指标
纯化MTGase的SDS-聚丙烯酞胺凝胶电泳为一条带,MTGase活力由0.16U / g 提高到14.2U / g ,提高88 . 75倍,经冻干后的MTGase 活力回收为100 %。