固定化光合酶改性及作用底物适应性研究开题报告

 2020-02-18 07:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

1. 目的及意义(含国内外的研究现状分析)
挥发性有机化合物(volatile organic compounds,简称 vocs),按照世界卫生组织(who)的说法,指的是那些在常压下沸点为 50~260℃的有机化合物。

所以vocs 所指的的化合物种类广泛,比如说醇类、醛类、酮类、脂肪酸、苯及其衍生物、酚及其衍生物等。


关于这些挥发性有机物的来源,由于现在石油化工、医药合成、塑料材料、建筑材料等工业的快速发展,工业生产中就产生了大量的挥发性有机污染物。

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2. 研究的基本内容与方案

2. 研究(设计)的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施
(1) 研究内容
1.光合酶的制备;
2.酶的微改性;
3.酶的固定化方法研究;
4.酶及固定化酶作用效果观察;
(2) 研究目标
1.酶的改性:采用物理的及化学的方法对酶进行适当改性,获得底物适应范围较广的改性酶;
2.酶的固定:通过选择不同的固定化基质和固定化方法,改变酶的底物亲和性,获得对非极性有机小分子具有较好亲和性的固定化酶;
(3) 拟采用的技术方案及措施
1)光合氧化酶系统的制备
以菠菜为原材料,榨汁过滤后经多次离心及梯度离心后可得叶绿体,对其速冻速融后离心可得光合氧化酶沉淀。


2)光合氧化酶系统的微改性
采用热处理,表面活性剂,化学修饰等方法对酶系统进行微改性。

比较改性前后酶对不同底物的作用效果;
作用效果检测:比较酶对不同极性底物的作用效果,如甲醛、丙酮、苯、甲苯等;
3)光反应酶系统的固定
采用不同的固定化基质和固定化方法改变酶的底物亲和性。

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3. 研究计划与安排

3. 进度安排
第1-3周:查阅不少于15篇关于光反应系统组成、结构、功能和作用机制以及酶蛋白改性的研究文献资料。

准备实验所需器材,确定具体实验方案。


第4-9周:完成光合氧化酶系统的制备,改性、固定,观察固定化酶对甲醛、丙酮等的亲和性;
第10-12周:确定光合氧化酶系统的改性方法和相应的固定方法;
第13-14周:数据处理,撰写毕业论文。

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4. 参考文献(12篇以上)

4. 阅读的参考文献不少于15篇(其中近五年外文文献不少于3篇)
1. Hiroshi Nishiyama, Tomoya Watanabe, Yasunobu Inoue. Activation of immobilized enzymes by acoustic wave resonance oscillation[J]. Enzyme and Microbial Technology. 2014,Vol. 67: 27–31
2. J Kargul, G Bubak, and G Andryianau. Biophotovoltaic Systems Based on Photosynthetic Complexes. Encyclopedia of Interfacial Chemistry: Surface Science and Electrochemistry. Elsevier Inc. 2017 .
3. 秦晓春,SUGA Michihiro,匡廷云,沈建仁,等。

高等植物光系统Ⅰ-捕光天线Ⅰ(PSⅠ-HLCⅠ)超分子复合物的晶体结构和能量传递途径.[J],科学通报,2016 年,vol.61(19):2163-2175
4. Kalliopi Ladomenou, Vasilis Nikolaou, Georgios Charalambidis. et. Porphyrine- BODIPY-based hybrid model compounds for artificial photosynthetic reaction centers. C. R. Chimie 20 (2017) 314-322.

5.任永福,陈国鹏,蒲甜,陈诚,曾瑾汐,彭霄,马艳玮,杨文钰,王小春.玉米–大豆带状种植中套作高光效玉米窄行穂位叶光合特性对弱光胁迫的响应[J/OL].作物学报:1-14[2019-02-28].
6.王日明,王志强,向佐湘.γ-氨基丁酸对高温胁迫下黑麦草光合特性及碳水化合物代谢的影响[J].草业学报,2019,28(02):168-178.
7.黎梅. 纤维素表面多层定向固定化蛋白质[D].北京化工大学,2016.
8.吴盼. 利用光合细菌Z08处理大豆蛋白废水效能研究[D].哈尔滨工业大学,2015.
9.熊燕飞,陈筠,甘玮,王洋,李培妹.光合氧化酶联合化学氧化用于木纤维脱木质素[J].食品工业科技,2013,34(23):168-171.
10.何所惧. 可逆溶解的N-(2-羧基苯甲酰基)壳聚糖固定化脂肪酶的制备和表征[D].安徽师范大学,2013.
11.韩广业,李淑芹,匡廷云.光合放氧复合物锰簇光组装[J].化学进展,2010,22(08):1556-1565.
12.江梅,邹兰,李晓倩,车飞,赵国华,李刚,张国宁.我国挥发性有机物定义和控制指标的探讨[J].环境科学,2015,36(09):3522-3532.
13.苗淳,张波,李越.浅谈生物法治理VOCs的研究现状[J].天津科技,2017,44(10):117-120.
14.罗洪镁.室内甲醛污染来源、危害及防治技术研究进展[J].化工管理,2016(26):288 290.
15. 方选政,张兴惠,张兴芳.吸附-光催化法用于降解室内VOC的研究进展[J].化工进展,2016,35(07):2215-2221.
16.
Leslie Vogt, David J Vinyard, Sahr Khan and Gary W Brudvig . Oxygen-evolving complex of Photosystem II: an analysis of second-shell residues and hydrogen-bonding networks. Current Opinion in Chemical Biology 2015, 25:152–158.


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