第36卷第4期,2023年7月宁波大学学报（理工版）中国科技核心期刊Vol.36No.4,July2023JOURNALOFNINGBOUNIVERSITY(NSEE)中国高校优秀科技期刊DOI:10.20098/j.cnki.1001-5132.2022.1023纳米复合载体固定酪氨酸酶合成左旋多巴汪定林,张瑞丰*（宁波大学材料科学与化学工程学院,浙江宁波315211）摘要:利用模板法制备大孔SiO2材料,而后借助水热合成法在孔道中生长ZnO纳米线,得到新型纳米复合材料(SiO2/ZnONWs).采用静电吸附法将酪氨酸酶(TYR)固定在纳米复合载体上,用于L-多巴合成.从扫描电子显微镜中观察到ZnO纳米线在孔道中呈现无规线团形貌,且分布均匀.TYR在SiO2/ZnONWs上的最大负载量高达162.3mg·g-1,约是纯大孔SiO2载体3倍,且远高于其他固定化TYR系统.利用固定化TYR进行L-多巴合成,在最优反应条件(35℃、pH6.0、L-抗坏血酸浓度10mmol·L-1)下催化1.5h,L-多巴的产率可达70.2％.固定化TYR展现良好的储存稳定性,储存28d仍保持78.6％的相对活性,远高于游离状态TYR,并可重复使用,经历10个循环后仍能保持42.1％的L-多巴产率.关键词:纳米复合材料;酪氨酸酶;固定化酶;左旋多巴中图分类号:TQ464.8文献标志码:A文章编号:1001-5132（2023）04-0033-09L-多巴作为人体大脑中神经递质多巴胺的前体物质,可以穿过大脑中的血脑屏障转化为多巴胺,故其成为治疗帕金森病(一种因神经递质多巴胺含量降低的神经变性疾病)最有效的药物.据研究[1],每年全球L-多巴市场规模约250t,总容量1.01×1011t,其中大部分都是通过化学合成工艺生产,但化学工艺生产存在程序复杂、催化剂昂贵、转化率低等问题[2].考虑到生物合成可能是化学合成工艺有前景的替代方法,近年来采用生物合成L-多巴研究不断升温.文献[3-5]报道了利用微生物法(如酵母、细菌和真菌)对目标产物进行合成,但该方法缺点明显,如对细胞生长过程中所需碳源要求苛刻、合成周期长(包含细胞培养期,一般在10d以上)、价格昂贵(产物的纯化需要去除细胞产生的激素和蛋白质)等;由于酪氨酸酶(TYR)工艺(以TYR为催化剂)从L-酪氨酸转化为L-多巴可在数小时内完成,产物转化率较高,且不需要进行纯化,因此TYR逐渐成为合成L-多巴酶促路线的主角[6].然而游离TYR重复使用性差、稳定性低、成本高等不足阻碍了其应用[7].固定化酶是解决这些问题的有效方式[8-9].固定化酶载体对固定化酶特性有决定性作用,因此选择合适的载体意义重大.近年来,介孔二氧化硅因其比表面积大、可调节孔隙面积和大小,因而在固定化酶领域备受关注[10-11].这些材料借助物理或...
