脂肪氧合酶的研究

脂肪氧合酶(Lipoxygenase,EC 1.13.11.12)是一类含有非血红素铁的双加氧酶，其催化生成的不饱和脂肪酸氢过氧化物，可作为面粉增白剂和增香剂、抗肿瘤药物前体、涂料与洗涤剂等生产原料，是非常重要的药物合成和化学合成的中间体，具有巨大的市场需求。自1947年Theorell等首次从大豆中获得了脂肪氧合酶的结晶后，研究人员对其展开了广泛的研究。

目前，研究人员不仅研究脂肪氧合酶的性质，如pH值、温度、金属离子络合剂、琉基还原性化合物对酶活性的影响，还从结构及催化特性方面探讨它的内源生理作用机制，外源催化作用，并将其固定化及用于工业催化等方面。如，Hsu等利用交联的烷基胺层状硅酸盐固定大豆脂肪氧合酶。Pinto和Macias用聚丙烯酞胺凝胶包埋脂肪氧合酶。

江南大学的陈坚、方云、华欲飞等教授对脂肪氧合酶的性质、制备工艺以及应用的关键技术进行了深入的研究。CN201110212307.4公开了一种产脂肪氧合酶(Lipoxygenase，EC1.13.11.12，简称LOX)的基因工程菌及其构建方法和应用。该发明通过将脂肪氧合酶基因导入大肠杆菌，构建了一株高效分泌表达脂肪氧合酶的基因工程菌，解决了脂肪氧合酶产量低的问题。应用该菌种摇瓶条件下生产脂肪氧合酶，产量高达1 000 U/mL，并且该生产工艺具有简单、适于工业化应用等优点。CN201110212308.9公开了一株产脂肪氧合酶的铜绿假单胞菌及其筛选方法和应用。该发明将土壤样品涂布于含有亚油酸和β-胡萝卜素的筛选平板上进行初筛，挑选有变色圈的菌株进行摇瓶复筛，成功筛选得到一株能产脂肪氧合酶的铜绿假单胞菌。CN200610166436.3涉及一种用复合稳定剂室温保存大豆脂肪氧合酶的方法，其采用在室温下向大豆脂肪氧合酶液中添加由无机盐、螯合剂和有机非电解质复配成的稳定剂，用于室温保存大豆脂肪氧合酶。稳定剂加入量为酶液质量的1%～3%，室温下放置60天后，酶活保留率为70%～90%；120天后，酶活保留率为55%～73%，不添加稳定剂的酶液保存7天后酶活保留率仅为21%。该稳定剂价格低廉，可解决大豆脂肪氧合酶液易失活的问题，显著提高了酶液的稳定性。CN201210153281.5公开了一种环糊精抑制大豆脂肪氧合酶活性的方法，其利用环糊精的立体中空环状构造与大豆脂肪氧合酶分子发生络合，从而抑制酶活性。陈书婷、孔祥珍、华欲飞等（2011）研究了大豆脂肪氧合酶催化合成亚麻酸氢过氧化物，其为了得到转化率高、纯度高的亚麻酸氢过氧化物，研究了反应温度、pH、亚麻酸浓度、加酶量、搅拌速度和氧气压力等对亚麻酸氢过氧化物转化率的影响。实验得出:当反应温度为4℃，pH为9.0，亚麻酸浓度为0.025 mol/L，加酶量为2.5 U/mL，搅拌速度为800 r/min，氧气压力为0.2 MPa时，生成的亚麻酸氢过氧化物的转化率和纯度分别为82.3%和87.01%。鄢全，王洪晶，华欲飞等（2006）通过干热处理对脱脂豆粕中脂肪氧合酶进行灭活.分别考察了豆粕水分含量、加热时间和温度等单因素变化对豆粕中残余酶活的影响，并在此基础上设计了响应面实验进行参数的优化。结果表明，温度和加热时间是两个关键性因素。豆粕酶活最低的灭酶条件：豆粕水分质量分数为16.6%，加热时间为32 min，温度为100.5℃。陈书婷，孔祥珍，华欲飞等（2011）研究了从大豆种子中分离、纯化大豆脂肪氧合酶的方法,研究表明经过缓冲液提取、差速离心、盐析沉淀和离子交换层析可以得到电泳纯级的大豆脂肪氧合酶。特性研究表明大豆脂肪氧合酶的最适pH为9，在较低温度下酶活能保持较高水平，用双倒数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）通过自制低温脱脂豆粕以保留脂肪氧合酶的活力，并以此为原料通过干热处理得到不同灭酶程度的豆粕，以碱溶酸沉法提取分离蛋白。对不同分离蛋白理化性质进行比较，研究脂肪氧合酶灭活程度对提取出分离蛋白聚集等结构性质的影响，旨在从新的视角寻找影响蛋白凝胶性质的原因。

脂肪氧合酶广泛地存在于动植物界中，提取简易，催化效率高，是一种值得深入研究和开发工业应用的酶。

（江南大学图书馆 张群 供稿）