傅 婷,王 丹,萬(wàn) 驥,唐云明*
豬肝乙醇脫氫酶的分離純化及部分性質(zhì)
傅 婷,王 丹,萬(wàn) 驥,唐云明*
(西南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,重慶市甘薯工程研究中心,三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶 400715)
新鮮豬肝經(jīng)勻漿、緩沖液抽提、硫酸銨分級(jí)沉淀、DEAE-Sepharose離子交換層析及Superdex-200凝膠過(guò)濾層析,獲得電泳純的乙醇脫氫酶(alcohol dehydrogenase,ADH)。純化結(jié)果顯示:該酶比活力為1 622.33 U/mg,回收率為29.05%,純化倍數(shù)為34.58;該酶分子質(zhì)量約為171.79 kD,亞基分子質(zhì)量約為43.68 kD。ADH酶學(xué)性質(zhì)研究顯示:最適反應(yīng)溫度和pH值分別為45 ℃和10.0;在25~45 ℃及pH 7.5~9.0范圍內(nèi)穩(wěn)定性較好;最適條件下測(cè)得該酶對(duì)乙醇的Km值為19 mmol/L;正丁醇、氯仿、異丙醇、十二烷基硫酸鈉、草酸、Zn2+、Cu2+、Ag+對(duì)該酶的抑制作用最強(qiáng),Mg2+對(duì)該酶有激活作用,EDTA對(duì)該酶有雙重作用。
豬肝;乙醇脫氫酶;分離純化;酶學(xué)性質(zhì)
乙醇脫氫酶(alcohol dehydrogenase,ADH)廣泛存在于人和哺乳動(dòng)物的肝臟、植物組織及微生物中,是生物體內(nèi)重要的氧化還原催化劑之一,作為生物體內(nèi)主要短鏈醇代謝的關(guān)鍵酶,其在很多生理過(guò)程中起著重要作用[1-6]。該酶廣泛應(yīng)用于臨床、化工及食品等領(lǐng)域[7-9]。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的ADH產(chǎn)品幾乎都來(lái)源于釀酒酵母,因其來(lái)源單一、且高純度ADH價(jià)格昂貴,所以尋求來(lái)源廣泛、純度高、成本低廉的ADH在理論和實(shí)踐方面均具有十分重要的意義。目前國(guó)內(nèi)外研究人員已對(duì)多種來(lái)源的ADH進(jìn)行了相關(guān)研究[10-12],但尚未見豬肝ADH的相關(guān)報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)以價(jià)廉易得的豬肝為原材料提取ADH并對(duì)其部分酶學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究,旨在為ADH的獲得提供一條新途徑,更為以后對(duì)ADH的深入研究提供參考。
1.1材料與試劑
新鮮豬肝 重慶市北碚區(qū)永輝超市。
考馬斯亮藍(lán)R-250、三羥甲基氨基甲烷 美國(guó)Bio-Rad公司;DEAE-Sepharose、蛋白質(zhì)十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)標(biāo)準(zhǔn)品及Superdex-200凝膠層析分子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)品 美國(guó)GE Healthcare公司;甲叉-雙丙烯酰胺、丙烯酰胺 瑞士Fluka公司;其余試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。
1.2儀器與設(shè)備
UV-2550型分光光度計(jì)、蛋白核酸定量?jī)x 日本島津公司;MC4L冷凍干燥機(jī) 德國(guó)Uni Equip公司;Mill-Q plus超純水儀 美國(guó)Millipore公司;pHS-32W微電路pH計(jì) 上海理達(dá)儀器廠;精密電子天平 瑞士Mettler-Toledo公司;GL-21M高速冷凍離心機(jī) 湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司;AKTA prime plus蛋白質(zhì)純化系統(tǒng) 美國(guó)GE公司;垂直板電泳槽和電泳儀 美國(guó)Bio-Rad公司。
1.3方法
1.3.1豬肝ADH粗酶液的制備
將新鮮豬肝去除結(jié)締組織和脂肪,稱取50 g,用剪刀剪碎后按1∶4的比例加入預(yù)冷的Tris-HCl緩沖液(pH 8.0)中,勻漿后放于4℃冰箱中靜置抽提2 h,離心30 min(12 000 r/min,4℃)后所得上清液即為粗酶液。
1.3.2硫酸銨分級(jí)沉淀
向粗酶液中加入硫酸銨粉末至30%飽和度,4℃條件下鹽析2 h,4℃、12 000 r/min離心30 min,棄沉淀收集上清液;往上清液中加入硫酸銨粉末至70%飽和度,4℃鹽析1.5 h,4℃、12 000 r/min離心30 min,棄上清收集沉淀;將沉淀用0.1 mol/L Tris-HCl緩沖液(pH 8.0)溶解,再用10 mmol/L的Tris-HCl緩沖液(pH 8.0)作透析液,于4℃冰箱中透析24 h后,即得初酶液。
1.3.3 DEAE-Sepharose離子交換層析
DEAE-Sepharose離子交換層析柱用50 mmol/L、pH 8.0的Tris-HCl緩沖液(含1 mmol/L二硫蘇糖醇)平衡好后,取8 mL初酶液上柱,用0~0.5 mol/L的NaCl溶液(用50 mmol/L、pH 8.0的Tris-HCl緩沖液配制)進(jìn)行線性梯度洗脫,流速0.5 mL/min,每管收集5 mL;測(cè)定各管ADH活力和蛋白質(zhì)含量,收集活性較高的酶液,透析并冷凍干燥后保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.4 Superdex-200凝膠過(guò)濾層析
Superdex-200層析柱用50 mmol/L、pH 8.0的Tris-HCl緩沖液(含1 mmol/L二硫蘇糖醇)平衡后,取在1.3.3節(jié)中收集的干燥后的樣品,用雙蒸水溶解后取3 mL上柱,用50 mmol/L、pH 8.0的Tris-HCl緩沖液(含1 mmol/L二硫蘇糖醇)緩沖液洗脫,流速0.3 mL/min,每管收集3 mL;測(cè)定各管ADH活力和蛋白含量;收集活性較高的幾管酶液,4℃超純水透析脫鹽24 h,冷凍干燥后得到ADH純品,并于-20℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.5酶活力的測(cè)定
參照文獻(xiàn)[13]方法(稍作改動(dòng))進(jìn)行測(cè)定:ADH在催化乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛的同時(shí),將輔酶NAD+還原成NADH,而NAD+和NADH各在260、340 nm波長(zhǎng)處有最大吸收峰,因此以NAD+為輔酶的脫氫酶都可以通過(guò)測(cè)定340 nm吸光度的變化,定量測(cè)定酶的活力。本實(shí)驗(yàn)測(cè)酶體系包括:3 mL緩沖液(0.1 mol/L、pH 8.0的Tris-HCl)、0.4 mL 0.2 mol/L的乙醇、0.1 mL 4.5 mmol/LNAD+、80μL酶液。酶活力單位定義為:將A340nm在25℃、1 min內(nèi)每變化0.001定義為一個(gè)活力單位(U)。
1.3.6豬肝ADH純度鑒定及分子質(zhì)量測(cè)定
通過(guò)SDS-PAGE法對(duì)1.3.4節(jié)中獲得的酶活力較高管ADH進(jìn)行純度鑒定及亞基分子質(zhì)量的測(cè)定,制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%的濃縮膠和12%的分離膠,上樣量為10μL,經(jīng)SDS-PAGE法測(cè)定ADH亞基分子質(zhì)量。用凝膠層析法測(cè)定ADH全分子質(zhì)量[14]。
1.3.7蛋白質(zhì)含量的測(cè)定
采用紫外分光光度法與考馬斯亮藍(lán)(Bradford)法測(cè)定[14]。
1.3.8豬肝ADH部分酶學(xué)性質(zhì)
1.3.8.1 ADH的最適溫度和熱穩(wěn)定性
在pH 8.0條件下、不同溫度(25~80℃)下測(cè)定ADH的酶活力,將酶活力最高值記為100%,計(jì)算各溫度下的相對(duì)酶活力,以確定其最適反應(yīng)溫度。將酶液分別置于不同溫度(25~75℃)下保溫不同的時(shí)間后,測(cè)定ADH的酶活力,將不保溫時(shí)測(cè)得的酶活力記為100%,計(jì)算溫育不同時(shí)間下的相對(duì)酶活力,以研究該酶的熱穩(wěn)定性。
1.3.8.2 ADH的最適pH值和pH值穩(wěn)定性
在45℃,不同pH值(4.0~10.6)的緩沖體系中測(cè)定ADH的酶活力,將酶活力最高值記為100%,計(jì)算各pH值條件下的相對(duì)酶活力,以確定其最適反應(yīng)pH值。將酶液分別置于不同pH值的緩沖液中孵育2 h后分別測(cè)定其酶活力,將酶活力最高值記為100%,計(jì)算各不同pH值緩沖液孵育后酶液的相對(duì)活力,以研究該酶的pH值穩(wěn)定性。
1.3.8.3 ADH米氏常數(shù)(Km)的測(cè)定
采用雙倒數(shù)作圖法[15](Lineweaver-Burk法),以不同濃度(10~100 mmol/L)的乙醇作為底物,在45℃、pH 10.0最適反應(yīng)條件下測(cè)定豬肝ADH的酶活力,求出豬肝ADH的Km值。
1.3.8.4不同有機(jī)溶劑對(duì)ADH活性的影響
將ADH酶液分別與等體積的不同體積分?jǐn)?shù)的氯仿、甲醇、異丙醇、正丁醇混合并在常溫下孵育20 min后,分別在最適反應(yīng)條件(45℃、pH 10.0)下測(cè)酶活力,將等體積雙蒸水稀釋后酶液的活力記為100%,計(jì)算ADH的相對(duì)酶活力。
1.3.8.5不同化合物對(duì)ADH活性的影響
將ADH酶液分別與等體積的不同濃度的抗壞血酸、草酸、尿素、乙二胺四乙酸(ethylenediamine tetraacetic acid,EDTA)、SDS混合并在常溫下孵育20 min后,分別在最適反應(yīng)條件(45℃、pH 10.0)下測(cè)酶活力,將等體積雙蒸水稀釋后酶液的活力記為100%,計(jì)算ADH的相對(duì)酶活力。
1.3.8.6部分金屬離子對(duì)ADH活性的影響
將ADH酶液分別與等體積不同濃度的金屬離子(Zn2+、K+、Co2+、Mg2+、Ag+、Ca2+、Cu2+、Fe3+、Mn2+)混合,在常溫下孵育20 min后,分別在最適反應(yīng)條件(45℃、pH 10.0)下測(cè)酶活力,將等體積雙蒸水稀釋后酶液的活力記為100%,計(jì)算ADH的相對(duì)酶活力。
2.1豬肝ADH的分離純化
豬肝ADH初酶液經(jīng)DEAE-Sepharose離子交換層析后結(jié)果如圖1所示,該酶活力峰主要集中在10~18管,其中第14管酶活力最高,收集酶活性較高管的酶液,冷凍干燥后用于凝膠過(guò)濾層析,經(jīng)Superdex-200凝膠層析,洗脫圖譜如圖2所示,酶活性峰主要集中在27~35管,其中第31管為酶活力最高峰,收集第31管酶液,用雙蒸水透析24 h后冷凍干燥,通過(guò)SDS-PAGE電泳,顯示為單一條帶(圖3),說(shuō)明該酶經(jīng)純化后達(dá)到了電泳純。該酶的整個(gè)分離純化結(jié)果如表1所示,最終得到豬肝ADH的回收率為29.05%,純化倍數(shù)為34.58,酶比活力為1 622.33 U/mg。
圖1 豬肝ADH的DEAE-Sepharose層析圖譜Fig.1 DEAE-Sepharose chromatography of ADH from pig liver
圖2 豬肝ADH的Superdex-200層析圖譜Fig.2 Superdex-200 chromatography of ADH from pig liver
表1 豬肝ADH的純化結(jié)果Table1 Purification of ADH from pig liver
2.2 豬肝ADH的純度鑒定及分子質(zhì)量
純化后的ADH經(jīng)SDS-PAGE電泳顯示為單一條帶(圖3),測(cè)得ADH亞基分子質(zhì)量約為43.68 kD;用Superdex-200凝膠過(guò)濾層析測(cè)得全酶的分子質(zhì)量為171.79 kD(圖4),由此可以推斷該酶由4個(gè)相同的亞基組成。
圖3 豬肝ADH的SDS-PAGE圖譜Fig.3 SDS-PAGE of ADH from pig liv er
圖4 Superdex-200凝膠過(guò)濾層析測(cè)得的豬肝ADH分子質(zhì)量Fig.4 Molecular weight estimation of ADH from pig liver by Superdex-200 gel filtration chromatography
2.3豬肝ADH的酶學(xué)性質(zhì)
2.3.1 ADH的最適溫度和熱穩(wěn)定性
圖5 溫度對(duì)豬肝ADH活力的影響Fig.5 Effect of temperature on the activity of ADH from pig liver
最適溫度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示,25~45℃時(shí),酶活力隨溫度升高而增加,當(dāng)溫度高于45℃酶活力隨溫度升高而下降,因此該酶最適溫度為45℃,其溫度作用范圍廣,在80℃條件下其相對(duì)酶活力仍保持在55.4%。溫度穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6所示,ADH在25~45℃范圍內(nèi)熱穩(wěn)定性較好,保溫3 h后其相對(duì)酶活力也分別保持在99.2%、98.2%和86.2%;超過(guò)55℃保溫后酶活力迅速下降,在65℃保溫2 h酶活力完全消失,75℃保溫1 h酶活力完全消失。
圖6 豬肝ADH的熱穩(wěn)定性Fig.6 Thermal stability of ADH from pig liver
2.3.2 ADH的最適pH值和pH值穩(wěn)定性
圖7 pH值對(duì)豬肝ADH活力的影響Fig.7 Effect of pH on the activity of ADH from pig liver
如圖7所示,該酶在pH 10.0時(shí)有最大活力,在pH 7.5時(shí)其相對(duì)酶活力達(dá)到95.5%。pH值穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖8所示,純化后的酶液在pH 7.5~9.0條件下孵育2 h后,酶活力均保持在較高水平(75%以上);pH值小于7.0的酸性條件或pH值大于9.0的堿性條件下保存2 h其酶活力迅速下降。
圖8 豬肝ADH的pH值穩(wěn)定性Fig.8 pH Stability of ADH from pig liver
2.3.3 ADH的米氏常數(shù)(Km)
在45℃,pH 10.0條件下以不同濃度的乙醇作為底物,測(cè)定該酶活力,并采用雙倒數(shù)作圖法求得ADH的米氏常數(shù),結(jié)果如圖9所示,其Km值為19 mmol/L。
圖9 雙倒數(shù)法測(cè)定豬肝ADH的米氏常數(shù)圖Fig.9 Kmdetermination of ADH from pig liver by Lineweaver-Burk plot
2.3.4不同有機(jī)溶劑對(duì)ADH活性的影響
圖10 氯仿、異丙醇、甲醇、正丁醇對(duì)豬肝ADH活力的影響Fig.10 Effects of chloroform, isopropyl alcohol, methanol andn-butanol on the activity of ADH from pig liver
如圖10所示,氯仿、異丙醇、甲醇、正丁醇4種有機(jī)溶劑對(duì)該酶均有較強(qiáng)的抑制作用,且隨著有機(jī)溶劑體積分?jǐn)?shù)越大其抑制作用越強(qiáng),其中正丁醇對(duì)該酶抑制作用最為強(qiáng)烈,當(dāng)體積分?jǐn)?shù)達(dá)到20%時(shí)該酶活性完全喪失。
2.3.5不同化合物對(duì)ADH活性的影響
由圖11a可知,SDS對(duì)該酶有很強(qiáng)的抑制作用,當(dāng)濃度達(dá)到3 mmol/L時(shí),酶幾乎完全失活;EDTA對(duì)該酶活性的影響具有雙重作用,低濃度時(shí)對(duì)該酶有一定的激活作用,當(dāng)其濃度大于10 mmol/L時(shí)對(duì)該酶有一定的抑制作用;草酸和尿素對(duì)該酶具有抑制作用,且此作用會(huì)隨著化合物濃度增高而增強(qiáng);抗壞血酸對(duì)該酶的影響最小(圖11b)。
圖11 不同化合物對(duì)豬肝ADH活力的影響Fig.11 Effect of various compounds on the activity of ADH from pig liver
2.3.6部分金屬離子對(duì)豬肝ADH活性的影響
通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),Ca2+、Mn2+、K+(圖12a、12c)對(duì)該酶的活力影響不大;Mg2+對(duì)該酶有一定的激活作用(圖12a);Zn2+、Ag+、Cu2+、Fe3+、Co2+對(duì)該酶均有不同程度的抑制作用,其中Zn2+抑制作用最強(qiáng),當(dāng)其濃度達(dá)到0.4 mmol/L時(shí)酶活力已完全喪失,Ag+和Cu2+濃度達(dá)到0.5 mmol/L時(shí)該酶也徹底失活。
圖12 不同金屬離子對(duì)豬肝ADH活力的影響Fig.12 Effect of metal ions on the activity of ADH from pig liver
本實(shí)驗(yàn)以豬肝為原材料,經(jīng)分離純化得到了電泳純的ADH,利用此方法分離純化ADH相較于已有研究具有以下優(yōu)勢(shì):豬肝廉價(jià)易得、一年四季均可取材、純化步驟簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)周期短、其回收率和純化倍數(shù)高。相較于兔肝ADH[16],本實(shí)驗(yàn)減少了DEAE-纖維素除雜蛋白及超濾步驟,但仍獲得了電泳純的ADH。
豬肝ADH最適溫度為45℃,與柿果實(shí)[17]和醋酸桿菌[18]一致,高于釀酒酵母(37℃)[19]低于硬質(zhì)小麥[20](50℃)。該酶在80℃時(shí)相對(duì)酶活力為55.4%,相比于柿果實(shí)(60℃,完全失活)、蠶豆[21](70℃,完全失活)、釀酒酵母[19](45℃,活性急劇下降),其溫度作用范圍廣。該酶在25~45℃條件下最為穩(wěn)定,較醋酸桿菌(20~30℃)、釀酒酵母 (30~40℃),該酶熱穩(wěn)定性范圍較大,較耐熱。
pH 10.0時(shí)豬肝ADH活性最高,這與多數(shù)豆類[21]一致,與人血清ADH[22](pH 9.0)接近,較蓮霧[24](pH 11.0)低,比蠶豆[21](pH 8.7)高。該酶在pH 7.5和10.0均出現(xiàn)酶活峰,這與兔肝(pH 10.8和7.5)、松鼠猴(pH 10.8和8.2)類似。ADH的最適pH值不同可能與材料來(lái)源不同相關(guān),如植物ADH的最適pH值多偏堿性,很多微生物如草莓中提取的扭脫甲基桿菌、葡萄桿菌[26]和醋酸桿菌[27]ADH的最適pH值均出現(xiàn)在酸性區(qū)域。
豬肝ADH亞基分子質(zhì)量約為43.68 kD,與馬肝[28](44 kD)類似,高于棲熱菌[29](37.5 kD)、黃桿菌[30](40 kD)、酒類酒球菌[31](35 kD)。該酶對(duì)底物乙醇的Km值為19 mmol/L,與柿果實(shí)(8.33 mmol/L)、兔肝(3.0 mmol/L)、人血清[22](3.03 mmol/L)、釀酒酵母(4.5 mmol/L)相比有較大差異,說(shuō)明不同材料、不同組織來(lái)源的乙醇脫氫酶對(duì)底物的親和力不同,可能是因?yàn)樯矬w為了能更好地適應(yīng)環(huán)境,滿足生長(zhǎng)代謝的需求而表現(xiàn)出的生物特異性,這是生物體基因不斷進(jìn)化并選擇性表達(dá)的結(jié)果[32]。
氯仿、異丙醇、甲醇、正丁醇均對(duì)該酶有抑制作用,可能原因如下:酶在有機(jī)溶劑環(huán)境中受到了擴(kuò)散限制和立體障礙,使得酶與底物接觸受到限制;該酶在有機(jī)溶劑中的構(gòu)象發(fā)生了變化,酶只有當(dāng)其分子本身具有一定構(gòu)象時(shí)才有一定的催化活性,有機(jī)溶劑缺乏提供多種氫鍵的能力,而且由于它們的低介電常數(shù)往往會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)帶電基團(tuán)之間更強(qiáng)的靜電作用,使蛋白質(zhì)的“剛性”更強(qiáng),使其活性降低[33]。
不同金屬離子對(duì)ADH活性影響有很大差異,Ca2+、Mn2+、K+對(duì)該酶活力影響不大;Zn2+、Ag+、Cu2+、Fe3+、Co2+對(duì)該酶均有不同程度的抑制作用,這與大多數(shù)文獻(xiàn)的相關(guān)報(bào)道結(jié)果類似[23-24],其中Zn2+、Ag+和Cu2+在低濃度下即可使酶完全失活,據(jù)悉此3種離子可與硫醇發(fā)生反應(yīng)生成硫醇鹽[34],可能正是這一結(jié)構(gòu)的變化影響了酶活性中心構(gòu)象,導(dǎo)致酶失活;Mg2+對(duì)該酶有一定的激活作用,這與米根霉[35]和啤酒廢酵母中Mg2+對(duì)該酶的抑制作用不同,這說(shuō)明同種金屬離子對(duì)不同來(lái)源的同一種酶的活性會(huì)產(chǎn)生不同的效應(yīng)。
自1937年首次分離出乙醇脫氫酶以來(lái),國(guó)內(nèi)外對(duì)該酶的研究從未間斷,對(duì)于多種來(lái)源的ADH的研究也已深入到分子水平,通過(guò)以上對(duì)于不同來(lái)源的ADH的各個(gè)性質(zhì)進(jìn)行比較,了解到不同來(lái)源的酶具有不同的生化性質(zhì),由此決定了其不同的實(shí)際用途。因此為了更好的開發(fā)和利用豬肝ADH,還有待在分子水平上對(duì)其進(jìn)行深入研究。
[1] CHROSTEK L, JELSKI W, SZMITKNOWSKI M, et al. Alcohol dehydrogenase(ADH) isoenzymes and aldehyde dehydrogenase(ALDH) activity in the human pancreas[J]. Digestive Diseases and Sciences, 2003, 48(7)∶ 1230-1233.
[2] SUN Hongwei, PLAPP B. Progressive sequence alignment and molecular evolution of the Zn-containing alcohol dehydrogenase family[J]. Journal of Molecular Evolution, 1992, 34(6)∶ 522-535.
[3] CLEMENS D L, HALGARD C M, MILES R R, et al. Establishment of a recombinant hepatic cell line stably expressing alcohol dehydrogenase[J]. Archives of Biochemistry and Biophysics, 1995, 321(2)∶ 311-318.
[4] NICULESCU M, ERICHSEN T, SUKHAREV V. Quinohemo protein alcohol dehydrogenase-based reagentless amperometric biosensor for ethanol monitoring during wine fermentation[J]. Analytica Chimica Acta, 2002, 37(463)∶ 39-51.
[5] 霍丹群, 張?jiān)迫? 侯長(zhǎng)軍. Acetobacter Z127乙醇脫氫酶的純化及酶學(xué)性質(zhì)[J]. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào)∶ 自然科學(xué)版, 2006, 29(4)∶ 65-68.
[6] 祁月魁, 安家彥, 陳莉. 醋酸桿菌AS1.41產(chǎn)乙酸發(fā)酵條件的優(yōu)化[J].大連工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 28(1)∶ 23-25.
[7] 胡建強(qiáng), 劉風(fēng)蘭. 血清乙醇脫氫酶活性測(cè)定及臨床應(yīng)用[J]. 天津醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào), 2001, 7(1)∶ 110-111.
[8] 伏建峰, 史清海, 路西春, 等. 乙醇脫氫酶法測(cè)定血漿中乙醇[J]. 西北國(guó)防醫(yī)學(xué)雜志, 2005, 26(5)∶ 345-347.
[9] 張海生, 陳錦屏. 柿餅加工中脫澀和反澀機(jī)理的研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2003, 24(12)∶ 39-40.
[10] 隋德新, 張艷華, 吳燕. 酵母乙醇脫氫酶的快速純化[J]. 江蘇農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào), 1988, 9(3)∶ 32-33.
[11] CHENG Fangfang, TAO Hu, YAN An, et al. Purification and enzymatic characterization of alcohol dehydrogenase from Arabidopsis thaliana[J]. Protein Expression and Purification, 2013, 90(2)∶ 74-77.
[12] 姜萍. 乙醇脫氫酶應(yīng)用與純化進(jìn)展[J]. 上?;? 2008, 33(12)∶31-33.
[13] 湯甜甜, 周亮, 吉鵬飛, 等. 人乙醇脫氫酶ADH1B2在畢赤酵母中的表達(dá)及活性分析[J]. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào), 2012, 39(5)∶ 557-563.
[14] 李建武, 余瑞元. 生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理和方法[M]. 北京∶ 北京大學(xué)出版社, 1994∶ 171-223.
[15] 陳鈞輝, 陶力, 朱婉華, 等. 生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M]. 5版. 北京∶ 科學(xué)出版社, 2004∶ 204-205.
[16] HOSHINO T. Rabbit liver alcohol dehydrogenase∶ purification and properties[J]. Journal of Biochemistry, 1985, 97(4)∶ 1163-1172.
[17] 梁銀娜, 李寶. 柿果實(shí)乙醇脫氫酶酶學(xué)特性研究[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 16(5)∶ 65-70.
[18] 張曉霞. 乙醇脫氫酶的制備工藝及酶學(xué)性質(zhì)研究[D]. 西安∶ 陜西科技大學(xué), 2008∶ 36-48.
[19] 吳桂英. 釀酒酵母乙醇脫氫酶和乙醛脫氫酶的研究[D]. 武漢∶ 武漢工程大學(xué), 2007∶ 51-56.
[20] SUSEELAN K N, MITRA R, BHATIA C R. Purif ication and characterization of variant alcohol dehydrogenase isozymes from durum wheat[J]. Biochemical Genetics, 1987, 25(7/8)∶ 581-590.
[21] LEBLOVA S, MANCAL P. Characterization of plant alcohol dehydrogenase[J]. Physiologia Plantarum, 1975, 34(3)∶ 246-249.
[22] 卓孝福, 陳仁奮, 鄭靖. 血清乙醇脫氫酶活性測(cè)定及臨床意義[J]. 上海醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)雜志, 1998, 1 3(2)∶ 84-86.
[23] KOUTSOM POGERAS P, KYRIACOU A, ZABETAKIS I. Characterization of NAD-dependent alcohol dehydrogenase enzymes of strawberry’s achenes (Fragaria x ananassa cv. Elsanta) and comparison with respective enzymes from Methylobacterium extorquens[J]. LWTFood Science and Technology, 2010, 43(5)∶ 828-835.
[24] HSU Y M, T SENG M J, LIN C H. Purification and characterization of alcohol dehydrogenase isozymes in flooded wax-apple (Syzygium samarangense Merr. et Perry) roots[J]. Taiwanese Journal of Agricultural Chemistry and Food Science, 2002, 40(1)∶ 19-27.
[25] LEBLOVD S. Isolation and partial characterization of alcohol dehydrogenase from broad bean (Vicia faba)[J]. Australian Journal of Plant Physiology, 1974, 1(4)∶ 579-582.
[26] ISLAMI M, SHABANI A, SAIFI-ABOLHASSAN M, et al. Purification and characterization of alcohol dehydrogenase from Gluconobacter suboxydans[J]. Pakistan Journal of Biological Sciences, 2008, 11(2)∶ 208-213.
[27] ABOLHASS AN M S, SEPEHR S, ISLAMI M, et al. Purification and characterization of membrane-bound quinoprotein alcohol dehydrogenase from an ativestrain of Acetobacter[J]. Journal of Biological Sciences, 2007, 7(2)∶ 315-320.
[28] QUAGLIA D, IRWIN J A, PARADISI F. Horse liver alcohol dehydrogenase∶ new perspectives for an old enzyme[J]. Molecular Biotechnology, 2012, 52(3)∶ 244-250.
[29] HOLLRIGL V, HOLLMANN F, KLEEB A C, et al. TADH,the thermo stable alcohol dehydrogenase from Thermus sp. ATN1∶ a versatile new biocatalyst for organic synthesis[J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 2008, 81(2)∶ 263-273.
[30] TAKAYUKI K, TADAO O, IKUO M, et al. A cold-active and thermostable ADH of a psychrotorelant from Antarctic seawater, Flavobacterium frigidimaris KUC-1[J]. Extremophiles, 2007, 11(2)∶257-267.
[31] VALLET A, SANTARELLI X, LONVAUD-FUNEL A, et al. Purification of an alcohol dehydrogenase involved in the conversion of methional to methionol in Oenococcus oeni IOEB 8406[J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 2009, 82(1)∶ 87-94.
[32] 孫芳, 任美鳳, 胡瑞斌, 等. 韭菜酸性磷酸酶的分離純化和部分性質(zhì)研究[J]. 食品科學(xué), 2013, 34(17)∶ 187-191. doi∶ 10.7506/spkx1002-6630-201317040.
[33] 彭立鳳. 有機(jī)溶劑對(duì)酶催化活性和選擇性的影響[J]. 化學(xué)進(jìn)展, 2000, 12(3)∶ 297-299.
[34] JOCELYN P C. Biochemistry of the SH Group[M]. New York∶Academic Press, 1972∶ 63-93.
[35] 鄭志, 姜紹通, 羅水忠, 等. 米根霉乙醇脫氫酶粗酶液的特性研究[J].食品科學(xué), 2006, 27(9)∶ 115-118.
Isolation, Purification and Partial Characterization of Alcohol Dehydrogenase from Pig Liver
FU Ting, WANG Dan, WAN Ji, TANG Yunming*
(Key Laboratory of Eco-environments in Three Gorges Reservoir Region, Ministry of Education, Chongqing Sweetpotato Engineering Research Center, School of Life Science, Southwest University, Chongqing 400715, China)
Electrophoresis-purity alcohol dehydrogenase (ADH) from pig liver was obtain ed through homogenization, buffer extraction, ammonium sulfate fractionation, DEAE-Sepharose ion-exchange chromatography and Superdex-200 gel fi ltration chromatography. Results showed that the specifi c activity of the purifi ed ADH was 1 622.33 U/mg with an activity recovery of 29.05% and a purifi cation fold of 34.58. The relative molecular weight of the ADH was approximately 171.79 kD, in which the subunit molecular mass was roughly 43.68 kD. The enzymatic properties showed that the optimum temperature and pH for the ADH were 45℃and 10.0, respectively. The enzyme was stable at 25–45℃and pH 7.5–9.0, and its apparentKmtowards ethanol was 19 mmol/L. The enzyme activity of ADH could be strongly inhibited byn-butanol, chloroform, isopropanol, sodium dodecyl sulfate, oxalic acid, Zn2+, Cu2+, and Ag+, and activated by Mg2+. EDTA had a dual effect on this enzyme.
pig liver; alcohol dehydrogenase; isolation and purification; enzymatic properties
Q946.5
1002-6630(2015)17-0179-06
10.7506/spkx1002-6630-201517034
2014-09-04
重慶市科委重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目(CSTC,2011AB1027)
傅婷(1990—),女,碩士研究生,主要從事蛋白質(zhì)與酶工程研究。E-mail:futing3526@126.com
*通信作者:唐云明(1960—),男,教授,博士,主要從事蛋白質(zhì)與酶工程研究。E-mail:tbright@swu.edu.cn