菠萝蛋白酶催化大豆蛋白水解反应的热动力学

doi:10.7503/cjcu20130292

高等学校化学学报 ›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (12): 2861.doi: 10.7503/cjcu20130292

菠萝蛋白酶催化大豆蛋白水解反应的热动力学

李向阳¹, 董海洲¹, 张洪林²

1. 山东农业大学食品科学与工程学院, 泰安 271018;
2. 曲阜师范大学化学化工学院, 曲阜 273165

收稿日期:2013-03-29 出版日期:2013-12-10 发布日期:2013-06-24
作者简介:董海洲，男，博士，教授，博士生导师，主要从事粮油及生物系统热科学技术研究. E-mail：sdauwh@126.com
基金资助:
国家自然科学基金（批准号：31071632）和山东省科技发展项目基金（批准号：2011GNC11009）资助.

Thermodynamic Studies on Catalytic Reaction Between Bromelain and Soybean Protein

LI Xiang-Yang¹, DONG Hai-Zhou¹, ZHANG Hong-Lin²

1. College of Food Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Taian 271018, China;
2. College of Chemistry and Chemistry Engineering, Qufu Normal University, Qufu 273165, China

Received:2013-03-29 Online:2013-12-10 Published:2013-06-24

摘要/Abstract

摘要：

利用热活性检测仪测定了菠萝蛋白酶催化大豆蛋白水解反应的热功率-时间曲线，按照热动力学理论和对比进度法解析出不同温度、酸度时菠萝蛋白酶催化大豆蛋白水解反应的米凯利斯常数（K_m）和最大速率（V_max），并建立了K_m与温度和酸度的关系式，从而获得酶催化反应的最适温度（314.63 K）和最适pH（6.99）. 在最适温度和最适pH条件下，测定了金属离子可逆竞争时菠萝蛋白酶催化大豆蛋白水解反应的热功率-时间曲线，对曲线进行处理，得到了酶催化反应的米凯利斯常数（K_m’）和最大速率（V_max’）. 建立了K_m’与金属离子浓度间的关系式，比较了金属离子对酶催化反应的激活或抑制效果.

关键词: 微量量热法, 热动力学, 菠萝蛋白酶, 催化反应, 大豆蛋白

Abstract:

The power-time curves of reaction between bromelain and soybean protein were determined using microcalorimeter. Using the thermodynamic theory and reduced extent method, the Michaelis constant(K_m) and the maximum velocity(V_max) of catalytic reaction were obtained at different temperatures and pH values, and the equations from the relation between K_m and temperatures(K_m-T), and pH values(K_m-pH) were established. Based on the established equations, the optimum temperature(314.63 K) and the optimum pH(6.99) were gained. Under the optimum temperature and pH, the power-time curves of catalytic reaction with metal ions were obtained, and the apparent Michaelis constant(K_m') and the maximum reaction velocity(V_max') were gained. The relations between the K_m' and the contents of metal ions were established. Compared with the K_m and V_max, the activation or inhibition effect of metal ions on enzymatic reaction could be known.

Key words: Microcalorimetric method, Thermodynamic, Bromelain, Catalytic reaction, Soybean protein

中图分类号:

O642.3

TrendMD:

李向阳, 董海洲, 张洪林. 菠萝蛋白酶催化大豆蛋白水解反应的热动力学. 高等学校化学学报, 2013, 34(12): 2861.

LI Xiang-Yang, DONG Hai-Zhou, ZHANG Hong-Lin. Thermodynamic Studies on Catalytic Reaction Between Bromelain and Soybean Protein. Chem. J. Chinese Universities, 2013, 34(12): 2861.

参考文献

[1] Jiang S. J., Zhao X. H., Eur. Food Res. Technol., 2010, 231, 679—689

[2] Lee J. Y., Lee H. D, Lee C. H., Food Research International, 2001, 34, 217—222

[3] Leite N., de Moura J. M., Hernandez-Ledesma B., de Almeida N. M., Hsieh C. C., de Lumen B. O., Johnson L. A., Journal of Agriculture and Food Chemistry, 2011, 59, 6940—6946

[4] Fields C., Mallee P., Muzard J., Lee G. U., Food Chemistry, 2012, 134, 1831—1838

[5] Arvize-Flores A. A., Quintero-Reyes I. E., Felix-lopez M., Islas-Osuna M. A., Yepiz-Plascencia G., Pacheco-Aguilar R., Navare A., Fernández F. M., Velazquez-Contreras E. F., Sotelo-Mundo R. R., Castillo-Yaez F. J., Food Chemistry, 2012, 133, 898—904

[6] Vincken J. P., Van Koningsveld G. A., Food Chemistry, 2007, 101, 324—333

[7] Dev S. B., Keller J. T., Rha C. K., Biophys Acta, 1988, (957), 272—280

[8] Jens A. N., Journal of Food Engineering, 1989, 9(2), 165—166

[9] Zhang H. L., Liu Y. J., Nan Z. D., Sun H. T., Xu L. J., Shan Q. Z., Sun X. F., Acta Phys. Chim. Sin., 1995, 11, 79—83(张洪林, 刘永军, 南照东, 孙海涛, 徐丽君, 单庆祝, 孙秀芳. 物理化学学报, 1995, 11, 79—83)

[10] Meyer A. S., Isaksen A., Trends in Food Science & Technology, 1995, 6(9), 300—304

[11] Papas A. M., Food and Chemical Toxicology, 1999, 37, 999—1007

[12] Narasimhan R., Toshihiko O., Hirotomo O., Shunro K., Trends in Food Science & Technology, 1995, 6(3), 75—82

[13] Wang L. P., Xu Y., Zheng Y. H., Li D. X., Xu F., Chem. J. Chinese Universities, 2012, 33(8), 1771—1776(王丽萍, 胥义, 郑艺华, 李代禧, 徐斐. 高等学校化学学报, 2012, 33(8), 1771—1776)

[14] Liu J., Xu G. Y., Liu J., Yu L., Zhang H. L., Yu X. F., Acta Phys. Chim. Sin., 2005, 21, 862—866(刘静, 徐桂英, 刘军, 于丽, 张洪林, 于秀芳. 物理化学学报, 2005, 21, 862—866)

[15] Braissanta O., Bonkata G., Wirzb D., Thermochimica Acta, 2013, 555, 64—71

[16] Kabanova N., Stulova I., Vilu R., Food Microbiology, 2012, 29, 67—76

[17] Li X., Liu Y., Wu J., Zhao R. M., Qu S. S., Acta Phys. Chim. Sin., 2000, 16, 568—573(李曦, 刘义, 吴军, 赵儒铭, 屈松生. 物理化学学报, 2000, 16, 568—573)

[18] Zhang H. L., Yu X. F., Acta Phys. Chim. Sin., 2001, 17, 855—859(张洪林, 于秀芳. 物理化学学报, 2001, 17, 855—859)

[19] Wang L. P., Xu Y., Zheng Y. H., Chem. J. Chinese Universities, 2012, 33(12), 2638—2643(王丽萍, 胥义, 郑艺华. 高等学校化学学报, 2012, 33(12), 2638—2643)

[20] Bi H. Y., Li J., Zhang H. L., Acta Chimica Sinica, 2010, 68(23), 2381—238(毕红艳, 李晶, 张洪林. 化学学报, 2010, 68(23), 2381—2388)

[21] Zhu Y., Zhang K., Hou T. T., Liu H. Y., Cui M. J., Zhang H. L., Li G. Z., Yu L., Zhang H. L., Acta Chimica Sinica, 2009, 67(20), 2309—2314(朱跃, 张可, 侯婷婷, 刘海莹, 崔茂金, 张洪林, 李干佐, 于丽, 张洪林. 化学学报, 2009, 67(20), 2309—2314)

[22] Bornholdt S., Peter T., Strunskus T., Zaporojtchenko V., Faupel F., Kersten H., Surface & Coatings Technology, 2011, 205(2), s388—s392

[23] Salampessy J., Phillips M., Seneweera S., Kailasapathy K., Food Chemistry, 2010, 120(2), 556—560

[24] Xue Y., Wu C.Y., Christopher J., Branford W., Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 2010, 63(3/4), 188—193

[25] Zhang H. L., Yu X. F., Zhang G., Acta Phys. Chem. Sin., 2002, 18, 1125(张洪林, 于秀芳, 张刚. 物理化学学报, 2002, 18, 1125—1127)

[26] Chen J., Ma Y. J., Fan G. H., Li Y. F., Jiang J. Y., Huang Z. Y., Materials Letters, 2011, 65(12), 1768—1771

[27] Yang S. J., Kong C. Q., Zhang K., Bi H. Y., Li J., Zhang H. L., Acta Chimica Sinica, 2010, 68(9), 839(杨淑娟, 孔长青, 张可, 毕红艳, 李晶, 张洪林. 化学学报, 2010, 68(9), 839—844)

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[1]	李维唐, 任佳骏, 帅志刚. 含时密度矩阵重正化群的理论与应用[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(7): 2085.
[2]	李心怡, 刘永军. 人工设计逆醛缩酶RA95.5-8F催化β-羟基酮C—C裂解的理论研究[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(7): 2306.
[3]	张嘉懿, 丁臻尧, 王丹丹, 陈礼平, 封心建. 基于多孔金结构的三相界面酶电极的制备及高效电化学酶传感性能[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(10): 3167.
[4]	贺进禄, 龙闰, 方维海. 非绝热分子动力学模拟A位阳离子对钙钛矿热载流子弛豫的影响[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(3): 439.
[5]	万婷, 李星星, 黄在银, 邱江源, 左晨, 谭学才. g-C₃N₄@Ag₃PO₄光催化降解罗丹明B过程的原位光-微热量-荧光光谱研究[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(12): 2226.
[6]	欧阳冰, 薛佳丹, 郑旭明. γ-巴豆酰内酯激发态动力学的共振拉曼光谱和完全活性空间自洽场(CASSCF)计算研究[J]. 高等学校化学学报, 2015, 36(10): 1995.
[7]	蒋建宏, 李旭, 肖圣雄, 谷惠文, 李传华, 杨平, 魏得良, 何笃贵, 李爱桃, 李霞, 姚飞虹, 李强国. 2-{[4-氨基-5-(3,4,5-三甲氧基-苄基)-嘧啶-2-亚胺基]-甲基}-6-甲氧基-苯酚与酵母细胞和牛血清白蛋白的相互作用[J]. 高等学校化学学报, 2014, 35(4): 831.
[8]	申利群, 黄素玉, 雷福厚, 黄在银. N,N,O,O-四齿配体-钯(Ⅱ)配合物的生成反应热动力学及在Suzuki反应中的催化活性[J]. 高等学校化学学报, 2013, 34(6): 1428.
[9]	马玉洁, 范高超, 陈洁, 黄在银. MnMoO₄·H₂O纳米棒生长过程的原位热动力学研究[J]. 高等学校化学学报, 2012, 33(08): 1813.
[10]	涂宗财, 汪菁琴, 李金林, 刘成梅, 阮榕生, 李雪婷 . 大豆蛋白动态超高压微射流均质中机械力化学效应[J]. 高等学校化学学报, 2007, 28(11): 2225.
[11]	宋溪明, 张丹, 常晓红, 张丽, 张向东, 刘祁涛. 囊泡双层膜中4,44"4-四(正丙氧基羰基)酞菁钴(Ⅱ)催化分子氧氧化巯基苯的反应[J]. 高等学校化学学报, 2005, 26(2): 394.
[12]	王泳, 陈红征, 汪茫. 相转移催化合成酯基取代酞菁铜及其光导性能[J]. 高等学校化学学报, 2005, 26(1): 146.
[13]	张文霞, 蔡梅超, 田凤惠, 王泽新. 动力学方程控制表面反应的模拟模型和方法[J]. 高等学校化学学报, 2003, 24(10): 1852.
[14]	陈崧哲, 钟顺和. Cu/ZnO-NiO上光促表面催化二氧化碳和水反应规律的研究[J]. 高等学校化学学报, 2003, 24(1): 135.
[15]	韩权, 阎宏涛. 近场激光热透镜光谱法测定催化反应动力学参数的研究[J]. 高等学校化学学报, 2002, 23(4): 573.