酯酶酶活检测方法

2020/10/21 8:45:43

概述[1][2]

酯酶广泛存在于生物体内的水解脂类的水解酶。一般包括三类:①A酯酶:主要水解芳香族酯类;②B酯酶:主要水解脂肪族酯类;③C酯酶:主要水解酸分子为酷酸的酯类。其中以B酯酶最主要,几乎所有的哺乳动物的组织中都含有B酯酶,其中以肝脏中含量最高,主要位于肝细胞的内质网中。

酯酶的结构[3]

酯酶属于α/β水解酶家族,其空间结构如示意图。

这种α/β水解酶折叠具有Ser-His-Asp构成的催化中心三联体,其中Ser通常存在于一段保守五肽Gly-Xaa-Ser-Xaa-Gly结构中间。脂肪酶属于丝氨酸族,整个分子主要由两部分组成,即亲水部分和疏水部分,事实上,脂肪酶的立体结构一般是肽链折叠成N-末端、C-末端和活性位点(activesite)组成。

其活性位点由催化三联体构成,催化三联体主要包括丝氨酸(Ser),组氨酸(His)和天冬氨酸(Asp)或谷氨酸(Glu)残基,Ser残基是亲核部分,His是基本组成部分,Asp或Glu是酸部分。它们在酶中是以不同的折叠方式存在的,不同的折叠方式代表不同的一级结构,比如RML(RhizomucorMieheiLipase)为Ser144-His267-Asp203,HPL(HumanPanereatieLipase)则为Ser152-His263-Asp176,但它们都通过肽链的α-螺旋盘绕、β-折叠形成高度相似的空间结构,且疏水端靠近分子的活性中心脂肪酶的活性中心被一段亲水性的α-螺旋“盖子(Lid)”覆盖,这个结构使脂肪酶产生界面激活效应。

酯酶酶活检测方法[3]

酯化酶具有多向合成功能,既能催化酯的合成,也能催化酯的分解。因此测定酯化酶酶活可供选择的方法也比较多。在酯化酶的研究中,目前还没有统一的测活方法,缺乏方便、准确的活力测定方法始终是一个难点,虽然己报道的测定方法很多,如滴定法、比色法、纸层析法、分光光度法、荧光法和色谱法等等。但这些方法中有的仪器设备要求高、步骤繁冗,有的灵敏度及稳定性较差;有的在测定中难以排除其它的干扰。

1.滴定法

1)中和滴定法传统酯化力测定是先用碱中和酯化液中的游离酸,再加入一定量的碱使酯皂化,用酚酞作为指示剂,过量的碱用酸进行反滴定(GB/T10345.5-89)。后以正庚烷为有机溶剂来代替水相进行酯化力测定,建立有机相反应体系快速测定。优化以后的测定与传统方法相比具有很大优点,主要体现在传统酯化力测定方法操作复杂,耗时长。采用在有机相中反应的方法来测定大曲的酯化力,则相对比较简单,且检测时间100h可以缩短至24h,有利于大生产中快速检测。使得优化后的方法更加适用于实际生产中的测定。

2)电位滴定法(GB/T10345.5-89)

向试剂中滴加能与待测物质进行化学反应的一定浓度的试剂,并在滴定过程中,监测指示电极的电位变动,根据反应达到物质的量的点,待测物质浓度的突然改变所引起电极电位的改变,来确定终点的定量分析方法。对于没有合适指示剂的滴定以及深色或混浊溶液等难于用指示剂判断终点的滴定特别有利,对于滴定突跃小难于用批示剂指示终点的滴定,如采用新操作技术可得到满意结果。用电位滴定法测定酯化力,采用反滴定,当接近等当点时,氢离子浓度发生急剧变化,利用pH变化的突跃点指示终点。总的来说,滴定法用碱使酯被皂化,然后用酸反滴定,但该法不好掌握,同时准确率不是特别高;精确度差。

2.比色法

1)催化酯化类:比色法的研究根据在碱性溶液条件下,试样中的酯类与羟胺生成异羟肟酸盐,酸化后,与铁离子形成棕黄色的配合物,在一定的酒精浓度下,酯的含量与棕黄色配合物在525nm波长的吸光度成正比,并对试验条件及其影响因素进行了研究,确定了方案,在一定的范围内,具有良好的线性关系。

2)底物比色法的研究测定酯化酶酶活所使用的底物也有限,常用于检测酯酶活力的底物有:对硝基苯乙酸酯、对硝基苯丁酸酯、醋酸-α-萘酯、对硝基苯棕榈酸酯、橄榄油等。以1mmol/L对硝基苯乙酸酯为底物,加磷酸缓冲液(0.05mol/L,pH6.5)2.3mol和粗酶液0.2mL混合,置于50℃水浴中振荡反应10min,释放出的对硝基苯酚用分光光度计在405nm处测定;以10mmol/L对硝基苯丁酸酯为底物溶解在异丙醇中配成底物溶液,另一部分为50mmol/LTris-HCl缓冲液(pH8.5)、0.1%的阿拉伯树胶粉、0.6%TritonX-100,将底物溶液与缓冲溶液按体积比为1∶9混合后配成底物缓冲液,取1.9mL底物缓冲液及0.1mL粗酶液于30℃反应15min,释放出的对硝基苯酚用分光光度计在405nm处测定;以醋酸-α-萘酯为底物,在37℃pH6.0的酸性环境中经酯酶可以使醋酸-α-萘酯水解为α-萘酯和乙酸,α-萘酯与显色剂固兰B盐作用形成形成红色偶氮化合物。利用该原理,测定该物质的吸光度值变化即知酶的活性大小。比色法具有快速方便。灵敏度高等的特点。但需要能找到合适特异性强的底物。

3.纸层析法

纸上层析法在发酵工业应用广泛,江苏双沟酒业股份有限公司和中国药科大学开发新产品植物激素——脱落酸。也可以用纸上层析或薄层层析定性分析甚至可以定量分析,它有设备简单、样品量少和灵敏度高等优点,但展开时间较长是其缺点,所配部分试剂也不能放置时间过长。

4.分光光度法

在脂肪酶作用下,脂肪水解为甘油及游离脂肪酸。游离脂肪酸可和碱性铜盐结合成铜皂,在有机溶剂中,铜皂进一步和显色剂DCPI,5—二苯基卡巴踪结合,形成樱红色溶液,在脂肪酸含量为10nmol~150nmol的范围内,显色程度和脂肪酸含量呈良好的线性关系。在550nm的波长下测定,可测出反应体系在单位时间内游离脂肪酸含量的变化,以此作为脂肪酶活性的指标。

5.荧光法

利用高荧光效率的石墨烯量子点(GQDs)作为传感元件,设计组装GQDs脂肪酶活荧光传感器。当Hg2+存在时,Hg2+通过静电吸引作用吸附在GQDs表面,导致GQDs荧光被猝灭;加入脂肪酶及其底物巯基乙酸甲酯(MT),脂肪酶能够水解其底物生成巯基乙酸(TGA),TGA与Hg2+之间具有更强的结合力,从而使Hg2+从GQDs表面释放出来,GQDs的荧光又重新恢复,且荧光恢复强度与脂肪酶的活性有关,因此可以利用此荧光传感策略来定量检测脂肪酶活。在条件下,测得的脂肪酶检出线性范围为0.05mg/mL~1.6mg/mL,检出限为2.77×10-4mg/mL。该方法还测定了另外四种商品化脂肪酶的活性,实验结果与恒电位滴定法测定结果一致,证明该方法具有良好的实用性。此外,与传统的比色法相比,该方法具有更高的灵敏度和选择性,简单方便且可用于高通量、实时检测脂肪酶活性。

6.气相色谱法

气相色谱是机械化程度很高的色谱方法。色谱法也是目前最有效、最准确的测定酯化力方法.在色谱法测定大曲酯化力时,要处理好样品。其色谱条件也是影响测定结果准确率的较为重要条件,这一点,各实验室、企业色谱条件的不同而带来结果的差异。

主要参考资料

[1]卫生学大辞典

[2]中华法学大辞典·诉讼法学卷

[3]白酒酿造中酯酶及己酸乙酯的研究进展

免责申明 ChemicalBook平台所发布的新闻资讯只作为知识提供,仅供各位业内人士参考和交流,不对其精确性及完整性做出保证。您不应 以此取代自己的独立判断,因此任何信息所生之风险应自行承担,与ChemicalBook无关。如有侵权,请联系我们删除!
阅读量:3389 0

欢迎您浏览更多关于酯酶的相关新闻资讯信息