碳纳米管固定化C-C键水解酶的作用机制
研究
学 院（系）： 环境学院 专 业： 环境科学 学 生 姓 名： 沈 娥 学 号： 21218065
大连理工大学
Dalian University of Technology
碳纳米管固定化C-C键水解酶的作用机制研究
文献摘要
本篇文献报告在查阅了大量文献资料的基础上，总结了近年来利用碳纳米管材料固定化酶的研究进展及应用情况。结果表明：碳纳米管是现代纳米材料中应用前景最广泛的新材料之一。其突出的机械、电子、热力学性能以及生物相容性，在生物医药及催化载体应用方面存在巨大的潜力。目前碳纳米管对酶的固定化是研究的一个热点。
本篇文献报告主要介绍了C-C键水解酶及碳纳米管的基本性质及用途。总结了前人对于碳纳米管与蛋白质的相互作用机制研究进展。对研究中涉及到的主要方法及原理进行简要介绍，并按照：1）蛋白质在碳纳米管材料上的吸附。2）碳纳米管与蛋白质相互作用的机理研究。3）碳纳米管对蛋白质结构和功能的影响，三个方面总结了前人工作的成果。在前人研究的基础上列出本课题的研究计划并对实验成果进行预测。
关键词：C-C键水解酶；碳纳米管；固定化；相互作用机制
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碳纳米管固定化C-C键水解酶的作用机制研究
Abstract
This paper reports on consulting a large number of literature on the basis of the data, and summarizes the recent use of carbon nanotubes material immobilized enzyme research progress and application. The results show that carbon nanotubes are modern nanometer materials application prospect of one of the most widely new materials. Its outstanding mechanical, electronic, thermodynamic properties and biological compatibility, in biological medicine and catalytic carrier application there is a huge potential. At present carbon nanotubes for enzyme immobilization is a hotspot in the research of.
This paper reported mainly introduces the C - C key hydrolytic enzyme and carbon nanotubes basic properties and applications. Summarizes the previous for carbon nanotubes and protein interaction mechanism research progress. To study involves the main methods and principles are briefly introduced, and according to: 1) protein in carbon nanotubes material adsorption. 2) carbon nanotubes and protein interaction mechanism research. 3) carbon nanotubes for protein structure and function, and the influence of three aspects summarized the results of previous work. On the basis of previous studies list this topic research plan and the forecast results.
Key Words: C-C Bond Hydrolase; Carbon Nanotube; Immobilization; Interaction Mechanism
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碳纳米管固定化C-C键水解酶的作用机制研究
目录
文献摘要 ............................................................. 2 ABSTRACT ............................................................. 3 目录 ................................................................. 4 1研究背景 ........................................................... 5 1.1 C-C键水解酶概述 ................................................ 5
1.1.1 C-C键水解酶的来源与用途.................................... 5 1.2 酶制剂的固定化材料及方法 ....................................... 8 1.2.1 固定化材料 ................................................. 8 1.2.2 固定化方法 ................................................. 8 1.2.3 固定化酶的优点 ............................................. 10 1.3 碳纳米管材料概述 .............................................. 10 1.3.1 碳纳米管的发现及其基本性质 ................................ 10 1.3.2 碳纳米管在固定化中的应用 .................................. 12 2 前人研究内容与结果 ................................................ 13 2.1基本概念与原理 ................................................. 13 2.2主要研究方法与技术 ............................................. 13 2.2.1 红外光谱技术 .............................................. 13 2.2.2 透射电子显微镜 ............................................ 14 2.2.3 荧光光谱技术 .............................................. 14 2.2.4 圆二色谱技术 .............................................. 15 2.2.5 紫外可见光谱技术 .......................................... 15 2.2.6 热重分析技术 .............................................. 15 2.3碳纳米管材料与蛋白质相互作用的主要研究结果 ..................... 16 2.3.1 蛋白质在碳纳米管材料上的吸附 .............................. 16 2.3.2 碳纳米管与蛋白质相互作用的机理研究 ........................ 16 2.3.3 碳纳米管对蛋白质结构和功能的影响 .......................... 17 3 研究成果预测 ...................................................... 18 4 研究计划 .......................................................... 19 参考文献 ............................................................ 20 附录：文献检索原始记录 .............................................. 23
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碳纳米管固定化C-C键水解酶的作用机制研究
1研究背景
1.1 C-C键水解酶概述
1.1.1 C-C键水解酶的来源与用途
芳香族化合物在自然界中普遍存在，它们是煤炭、石油等化石性燃料的天然组成成分。20世纪中叶以来，合成化学工业飞速发展，产生了大量自然界本不存在的有机化物，这类化合物统称为异生型有机物 (Xenobiotic organic compounds)。芳香化合物就是该类化合物较为典型的代表，通常指具有芳环结构的化合物，其结构稳定、毒性大，水溶性低，具有致癌、致畸、致突变的“三致”效应，部分芳香化合物已被列为“优先控制污染物”[1]。然而，由于芳香化合物具有很高的工业价值，向环境中的排放量逐年增加。它们难溶于水，能在土壤中积累，且在食物链中有累积作用。并将对环境保护和人类健康造成极大威胁。因此，由芳香化合物引起的环境问题日益引起世界各国环境科学家的极大关注，已成为棘手的世界性难题。
联苯/多氯联苯是典型的芳香化合物，其中多氯联苯 (Polychlorinated biphenyls，PCBs) 是《斯德哥尔摩公约》中禁止使用的12种有机污染物之一。PCBs最主要和最直接的污染源来自工业生产和使用，通过生产、使用、意外泄漏、废物处置等过程进入环境，对生态系统产生长期的影响。同时，由于PCBs具有高毒性，能够导致生物体内分泌紊乱、生殖及免疫机能失调、神经行为和发育紊乱甚至引起癌症等严重疾病。因此，多种方法被开发用于联苯/多氯联苯的降解。传统的物理法、化学法成本高，易产生二次污染，因而在实际处理中应用受到了限制。而生物法因其成本低，环境友好的特点受到广泛的关注。
从上世纪80年代起，研究者从环境样品中分离得到了多种能够降解PCBs的微生物。研究最为深入的菌株包括Burkholderia xenovorans LB400，Pseudomonas pseudoalcaligenes KF707，Rhodococcus sp. RHA1等[2]。对这些菌株进行的分子生物学研究表明微生物对联苯类物质的降解通常遵循类似的代谢途径，被称为bph途径 (图1.1)。该途径的上游途径主要包含四种类型的酶，联苯-2,3-双加氧酶 (BphA)，联苯-2,3-二氢二醇脱氢酶 (BphB)，2,3-二羟基联苯双加氧酶 (BphC) 以及C-C键水解酶 (BphD)。联苯在微生物体内经过前三种酶的作用，生成黄色的开环产物2-羟
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