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本文是以新鲜猪心肌为实验肉样,通过对现有动物蛋白分离纯化技术的改进,建立高铁肌红蛋白还原酶纯化方法和技术参数,获得高铁肌红蛋白还原酶生物样品。
并基于获得高铁肌红蛋白还原酶生物样品,对高铁肌红蛋白还原酶理化特性进行研究,解释高铁肌红蛋白还原酶(MetMbR)与高铁肌红蛋白(MetMb)互作关系。结果与结论如下:
1 高铁肌红蛋白还原酶的分离、纯化及鉴定以新鲜猪心肌为材料,经过匀浆、硫酸铵分级沉淀及透析后,采用阴、阳离子交换层析及亲和层析等分离纯化技术并优化实验条件,经SDS-PAGE和PAGE 电泳得到单条蛋白带,初步证实该条带为单亚基蛋白,分子量约为46KD;进一步光谱扫描,该蛋白带具有MetMbR活性,确定为该纯化的蛋白为MetMbR。猪心肌MetMbR 最终得率可达到1.94%,其比活力达到284.5U/mg,并获得电泳纯的MetMbR。本实验建立的猪心肌分离纯化MetMbR 工艺条件相对便捷、分离纯化成本低,可用于规模化生产MetMbR。
2 猪心肌高铁肌红蛋白还原酶动力学研究以马心肌MetMb 为参照,研究猪心肌提取液中MetMbR在猪MetMb 存在条件下酶活性的表达,及MetMbR 米氏方程建立和动力学特征的研究。实验结果证实,影响MetMbR活性表达的主要因素有pH 值、反应时间和温度等。当反应体系中底物浓度与酶液体积一定时,MetMbR 最佳反应条件为pH6.4(p<0.01)、温度35℃
(p<0.05)和时间30min(p<0.05)。猪心肌MetMb 为底物时,MetMbR 米氏方程Y 猪=0.0004x+0.0083(R2=0.9948),Km 4.82×10-5 M,Vmax 120.48 n mol min-1g-1。研究还表明,体外条件下,当pH<6.0 或pH>7.0 时,MetMbR的活性逐渐降低;低温时酶活性表达明显受抑制;随温度升高到20℃后,该酶活性高表达;但温度超过50℃时,酶失活。
3 胞外高铁肌红蛋白还原酶电子传递活性位点的研究以NADH 为反应体系的启动剂,研究猪心肌提取液中MetMbR活性的表达,实验结果证实酶活性的表达依赖NADH 启动,且0.2mM NADH 浓度可充分启动MetMbR活性的表达。研究还表明,ATP 可全程抑制MetMbR 呼吸链电子的传递,抑制酶的活性;NaN3 通过阻断呼吸链第三位点电子传递来抑制酶活性的表达;而N-Ethylmaleimide能与MetMbR 官能团巯基(-SH)瞬间结合并快速使酶活性丧失;
二价金属离子可以干扰活性的表达,Zn2+可促进MetMbR活性的表达;而Cu2+和Mg2+均抑制酶活性的表达,且Mg2+抑制强度大于Cu2+。金属螯合剂EDTA 可掩蔽自由金属离子对MetMbR 酶促反应的干扰,改善酶活性的表达。