一种MOFs固载酶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种MOFs固载酶及其制备方法和应用，属于材料与生物工程交叉技术领域。MOFs固载酶的制备方法，包括：将等量的红霉素降解酶与MOFs材料溶解于tris

【技术实现步骤摘要】
一种MOFs固载酶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种MOFs固载酶及其制备方法和应用，属于材料与生物工程交叉


技术介绍

[0002]近几年来，由于红霉素产量的不断增加，红霉素菌渣的含量也不断增加，对人类的危害也日益增加，首先就是菌渣中过剩的营养物质会使微生物过度繁殖，其次就是会导致耐药性微生物的富集，改变原有的环境的菌群结构，所以迫切需要更多安全的方法来处理抗生素菌渣。目前红霉素菌渣处理方法大致有:焚烧处理、厌氧消化技术处理、饲料化处理、肥料化处理、菌渣提纯、能源化处理，这些处理方法往往处理成本高，同时也产生另外的环境问题。而生物法处理红霉素菌渣有着处理成本低，无二次污染等优点。
[0003]目前，大多生物处理研究集中在红霉素降解菌的筛选和分离，而对红霉素降解酶的研究较少。红霉素通常由内酯环、红霉糖和氧氨基糖组成。在红霉素降解过程中，内酯环的水解是由红霉素酯酶催化的，酶催化起着关键作用，红霉素酯酶活性是直接关系到红霉素降解效率的因素。而现有红霉素降解酶ereB可以在温和的条件下有效地降解红霉素，但是由于酶的不可回收导致应用成本较高，从而限制了其推广应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种MOFs固载酶及其制备方法和应用，MOFs固载酶具有显著的稳定性和可回收性，可以有效降解含红霉素的菌渣、污水、环境中的水体，有利于在产业化中的放大应用。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种MOFs固载酶的制备方法，包括：将等量的红霉素降解酶与MOFs材料溶解于tris
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HCl，调整 pH为6.0～8.0，25～35℃搅拌2～3小时，冷冻干燥得到MOFs固载酶ereB@Cu
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BTC。
[0006]优选地，所述MOFs为Cu
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BTC。
[0007]优选地，所述红霉素降解酶为ereB酶。
[0008]优选地，所述冷冻干燥温度为
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65~
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45℃。
[0009]优选地，采用HCl和tris调整溶液 pH为6.0～8.0。
[0010]优选地，所述MOFs材料的具体制备方法为：将三水合硝酸铜、冰醋酸、三甲胺溶于乙醇中用磁力搅拌机室温搅拌1个小时；将均苯三甲酸加入到上述溶液中，用磁力搅拌机30℃搅拌1个小时，所述三水合硝酸铜、冰醋酸、三甲胺、均苯三甲酸的摩尔比为3：3：1：1；加入反应釜，85℃加热24小时；将上述产物离心回收固定，并用乙醇洗涤3次；将上述产物用乙醇30℃处理12小时；将上述产物
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65~
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45℃冷冻干燥得到最终产物。
[0011]本专利技术还提供上述的方法制备得到的MOFs固载酶。
[0012]本专利技术还提供上述的MOFs固载酶在降解含红霉素的菌渣、污水、环境中的水体中的应用。
[0013]本专利技术所达到的有益效果：金属有机框架（Metal
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Organic Frameworks，MOFs）具有比表面积大、孔隙率可调、功能性可设计、稳定性好等特点，作为酶固定化的基质材料有着非常好的前景。MOFs固定化酶具有显著的稳定性和可回收性，可以有效降解含红霉素的菌渣、污水、环境中的水体，有利于在产业化中的放大应用。
附图说明
[0014]图1是制备得到的Cu
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BTC材料；图2是ereB@Cu
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BTC在不同温度下的酶活；图3是ereB@Cu
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BTC在不同pH下的酶活；图4是ereB@Cu
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BTC应用在红霉素发酵菌渣中的降解率；图5是ereB@Cu
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BTC应用在含红霉素水体中的降解率。
具体实施方式
[0015]下面结合实施例对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0016]实施例1本专利技术提供一种MOFs固载酶的制备方法，包括以下步骤：1.制备Cu
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BTC材料在室温下将Cu(NO3)2
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3H2O(0.435g，1.8mmol)、冰醋酸(0.62mL，10.8mmol)、三甲胺0.50mL溶于12mL乙醇中。室温搅拌1h后，将H3BTC(0.210g，1.0mmol)加入深蓝色溶液中。将混合物再搅拌2小时，形成均匀的溶液。然后将混合物转移到内衬特氟龙的高压釜中。将混合物在85℃下加热24小时。通过离心回收固体，用乙醇洗涤三次。最后，将产物用30℃的乙醇处理12h。
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65~
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45℃冷冻干燥，得到了Cu
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BTC产物（如图1）。
[0017]2.ereB酶的固定化等量的红霉素降解酶ereB酶与MOFs材料溶解于tris
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HCl，采用HCl和tris调整溶液pH为8.0，30℃搅拌2h，
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65~
‑
45℃冷冻干燥得到最终产物ereB@Cu
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BTC。
[0018]实施例2MOFs固载酶酶活的测定：1.不同温度下的酶活向100mL的超纯水中加入1mL浓度为10g/L的红霉素甲醇溶液，配置成100mg/L的红霉素溶液；然后加入0.1g已制备的ereB@Cu
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BTC，分别置于25、35、45、55、65℃水浴摇床中反应10分钟；测定上述不同温度下的酶活（如图2）。
[0019]由图2可知，ereB@Cu
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BTC的最适反应温度在55℃。
[0020]2.不同pH条件下的酶活分别向100mL的Na2HPO4
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NaH2PO4缓冲液（pH=7、7.5、8）、Tris
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HCl（pH=8、8.5、9）、
Gly
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NaOH（pH=9、9.5、10）中加入1mL浓度为10g/L的红霉素甲醇溶液，配置成100mg/L的不同pH的红霉素溶液；然后加入0.1g已制备的ereB@Cu
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BTC，置于55℃水浴摇床中反应10分钟；测定上述不同pH下的酶活（如图3）。
[0021]由图3可知，ereB@Cu
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BTC的最适反应pH在8.0，且Tris
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HCl更优。
[0022]实施例3ereB@Cu
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BTC在菌渣里的应用：取100mL红霉素菌渣，经测定红霉素浓度为650mg/L左右；然后加入0.65g已制备的ereB@Cu
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BTC，置于常温常压下反应30min。搅拌促进催化，15min降解率达到80%（如图4），离心收集ereB@Cu
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BTC，重复以上步骤再次利用回收率达70%。
[0023]对照组为在相同体系中加入等量的未负载的ereB酶。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MOFs固载酶的制备方法，其特征在于，包括：将等量的红霉素降解酶与MOFs材料溶解于tris
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HCl，调整溶液 pH为6.0～8.0，25～35℃搅拌2～3小时，冷冻干燥得到MOFs固载酶ereB@Cu
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BTC。2.根据权利要求1所述的MOFs固载酶的制备方法，其特征在于，所述MOFs为Cu
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BTC。3.根据权利要求1所述的MOFs固载酶的制备方法，其特征在于，所述红霉素降解酶为ereB酶。4.根据权利要求1所述的MOFs固载酶的制备方法，其特征在于，采用HCl和tris调整溶液 pH为6.0～8.0。5.根据权利要求1所述的MOFs固载酶的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：任建军，倪申生，龚磊，李春雨，赵建，牛东泽，张晋，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：