脂肪氧合酶的研究

脂肪氧合酶(Lipoxygenase,EC 1.13.11.12)是一類含有非血紅素鐵的雙加氧酶，其催化生成的不飽和脂肪酸氫過氧化物，可作為面粉增白劑和增香劑、抗腫瘤藥物前體、涂料與洗滌劑等生產(chǎn)原料，是非常重要的藥物合成和化學合成的中間體，具有巨大的市場需求。自1947年Theorell等首次從大豆中獲得了脂肪氧合酶的結(jié)晶后，研究人員對其展開了廣泛的研究。

目前，研究人員不僅研究脂肪氧合酶的性質(zhì)，如pH值、溫度、金屬離子絡(luò)合劑、琉基還原性化合物對酶活性的影響，還從結(jié)構(gòu)及催化特性方面探討它的內(nèi)源生理作用機制，外源催化作用，并將其固定化及用于工業(yè)催化等方面。如，Hsu等利用交聯(lián)的烷基胺層狀硅酸鹽固定大豆脂肪氧合酶。Pinto和Macias用聚丙烯酞胺凝膠包埋脂肪氧合酶。

江南大學的陳堅、方云、華欲飛等教授對脂肪氧合酶的性質(zhì)、制備工藝以及應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)進行了深入的研究。CN201110212307.4公開了一種產(chǎn)脂肪氧合酶(Lipoxygenase，EC1.13.11.12，簡稱LOX)的基因工程菌及其構(gòu)建方法和應(yīng)用。該發(fā)明通過將脂肪氧合酶基因?qū)氪竽c桿菌，構(gòu)建了一株高效分泌表達脂肪氧合酶的基因工程菌，解決了脂肪氧合酶產(chǎn)量低的問題。應(yīng)用該菌種搖瓶條件下生產(chǎn)脂肪氧合酶，產(chǎn)量高達1 000 U/mL，并且該生產(chǎn)工藝具有簡單、適于工業(yè)化應(yīng)用等優(yōu)點。CN201110212308.9公開了一株產(chǎn)脂肪氧合酶的銅綠假單胞菌及其篩選方法和應(yīng)用。該發(fā)明將土壤樣品涂布于含有亞油酸和β-胡蘿卜素的篩選平板上進行初篩，挑選有變色圈的菌株進行搖瓶復篩，成功篩選得到一株能產(chǎn)脂肪氧合酶的銅綠假單胞菌。CN200610166436.3涉及一種用復合穩(wěn)定劑室溫保存大豆脂肪氧合酶的方法，其采用在室溫下向大豆脂肪氧合酶液中添加由無機鹽、螯合劑和有機非電解質(zhì)復配成的穩(wěn)定劑，用于室溫保存大豆脂肪氧合酶。穩(wěn)定劑加入量為酶液質(zhì)量的1%～3%，室溫下放置60天后，酶活保留率為70%～90%；120天后，酶活保留率為55%～73%，不添加穩(wěn)定劑的酶液保存7天后酶活保留率僅為21%。該穩(wěn)定劑價格低廉，可解決大豆脂肪氧合酶液易失活的問題，顯著提高了酶液的穩(wěn)定性。CN201210153281.5公開了一種環(huán)糊精抑制大豆脂肪氧合酶活性的方法，其利用環(huán)糊精的立體中空環(huán)狀構(gòu)造與大豆脂肪氧合酶分子發(fā)生絡(luò)合，從而抑制酶活性。陳書婷、孔祥珍、華欲飛等（2011）研究了大豆脂肪氧合酶催化合成亞麻酸氫過氧化物，其為了得到轉(zhuǎn)化率高、純度高的亞麻酸氫過氧化物，研究了反應(yīng)溫度、pH、亞麻酸濃度、加酶量、攪拌速度和氧氣壓力等對亞麻酸氫過氧化物轉(zhuǎn)化率的影響。實驗得出:當反應(yīng)溫度為4℃，pH為9.0，亞麻酸濃度為0.025 mol/L，加酶量為2.5 U/mL，攪拌速度為800 r/min，氧氣壓力為0.2 MPa時，生成的亞麻酸氫過氧化物的轉(zhuǎn)化率和純度分別為82.3%和87.01%。鄢全，王洪晶，華欲飛等（2006）通過干熱處理對脫脂豆粕中脂肪氧合酶進行滅活.分別考察了豆粕水分含量、加熱時間和溫度等單因素變化對豆粕中殘余酶活的影響，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了響應(yīng)面實驗進行參數(shù)的優(yōu)化。結(jié)果表明，溫度和加熱時間是兩個關(guān)鍵性因素。豆粕酶活最低的滅酶條件：豆粕水分質(zhì)量分數(shù)為16.6%，加熱時間為32 min，溫度為100.5℃。陳書婷，孔祥珍，華欲飛等（2011）研究了從大豆種子中分離、純化大豆脂肪氧合酶的方法,研究表明經(jīng)過緩沖液提取、差速離心、鹽析沉淀和離子交換層析可以得到電泳純級的大豆脂肪氧合酶。特性研究表明大豆脂肪氧合酶的最適pH為9，在較低溫度下酶活能保持較高水平，用雙倒數(shù)法求得大豆中脂肪氧合酶 Km=80.6 μmol/L，Vmax=54.2 μmol/(L·min)。 王洪晶（2006）通過自制低溫脫脂豆粕以保留脂肪氧合酶的活力，并以此為原料通過干熱處理得到不同滅酶程度的豆粕，以堿溶酸沉法提取分離蛋白。對不同分離蛋白理化性質(zhì)進行比較，研究脂肪氧合酶滅活程度對提取出分離蛋白聚集等結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響，旨在從新的視角尋找影響蛋白凝膠性質(zhì)的原因。

脂肪氧合酶廣泛地存在于動植物界中，提取簡易，催化效率高，是一種值得深入研究和開發(fā)工業(yè)應(yīng)用的酶。

（江南大學圖書館 張群 供稿）