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高温过氧化物酶活性的辣根过氧化物酶和血红蛋白的分层锆（ⅳ）C.五.Kumar*和A.·乔杜里的化学系，康涅狄格大学55N.伊格尔维尔路，校区，CT062693060，美国。电子邮件︰[e-mail];传真︰860-486-2981;电话︰860-486-3213收到（在美国马萨诸塞州剑桥市）2002年7月16日，接受2002年8月16日首次发布为推进项目在web上2002年9月19日辣根过氧化物酶和遇见的血红蛋白，当夹在画廊a-Zr(IV)磷酸，表明过氧化物酶活性在高温(86-90°C)、率增至2——3.6倍率在室温下观察到。酶是一种高效而特异的生物催化剂，但其在化学反应中的使用是有限的由于其脆弱性，费用，对温度、ph值或有机solvents.1酶的敏感性绑定在磷酸锆一（一锆(HPO4)2·nH2O，一个ZrP）画廊或其它固体可以克服这些局限性，和固体支持提高了酶学性质在特定cases.2酶绑定到固体经常丢失某些活动的结果这是由于酶结构或构象的变化。酶是绑定的然而，提高稳定性超过弥补这个loss.3的酶改善稳定性也可以促进酶活性在较高温度，并耐高温活性的酶是有吸引力的速率加速和驾驶吸热反应。在这里，我们目前的辣根过氧化物酶(HRP)和遇见的血红蛋白(Hb)夹在一ZrP画廊高温活动第一次报告HRP固然重要作为有机底物的氧化催化剂，Hb是廉价模型系统的辣根过氧化物酶过氧化物酶活性。Hb是氧气运输protein4和Hb广泛研究了氧存储和提取。虽然Hb不能作为生物系统中一种酶，其过氧化物酶活性是井documented.5Hb可以氧化酚类、胺和芳香hydrocarbons6过氧化氢存在下的，通过高价的Fe(IV)氧代中间的的方式类似于HRP.7的Hb的过氧化物酶样活性也有人在体内，8和这可能有重大影响的组织损伤后损伤中风或心脏病发作。(肤浅插层的蛋白质中的一个ZrP画廊数目据报从这个实验室，9和一些插层蛋白质的热稳定性是improved.10酶绑定通过分层的ZrP一层与丁基氢氧化铵(TBA)，其后的脱落血小板暴露至酶(方案1)。酶在一ZrP插层指示由扩大的层间距离，如监测在粉末x-射线衍射研究中，和固定化的酶保留结构-活性对重大extent.10)(肤浅插层的蛋白质中的一个ZrP画廊数目据报从这个实验室，9和一些插层蛋白质的热稳定性是improved.10酶绑定通过分层的ZrP一层与丁基氢氧化铵(TBA)，其后的脱落血小板暴露至酶(方案1)。酶在一ZrP插层指示由扩大的层间距离，如监测在粉末x-射线衍射研究中，和固定化的酶保留结构-活性对重大extent.10)HRP/一-ZrP（2毫米HRP/1毫米一ZrP、愈创木酚100毫米、0.5毫米H2O2）在86°C，高温活性及过氧化物酶样活性的Hb/一-ZrP（1毫米Hb/1毫米一-ZrP，100毫米愈创木酚，0.5毫米H2O2）在90°C图1所示。相应的免费HRP或者Hb并没有显示在这些温度下的任何活动。过氧化物酶的活性由在室温和高温后报告的procedure.13作为基底，愈创木酚和产品形成监测作为时间函数的以下产品吸光度在470nm。产品吸收谱记录在高温都重叠所观察在室温，并且这两种蛋白质送给两个温度下的同一产品型谱。此外，没有产品，观察H2O2，或蛋白酶或确认的HRP/Hb活动绑定到一个ZrP在这些温度下高温ZrP一矩阵的缺席。HRP/一ZrP的具体活动86°C时，增加一倍和Hb/一ZrP的具体活动增加在90°C，3.6倍时相比，在室温(表1)测量的具体活动。相比之下，免费HRP和Hb是快速停用相应的温度升高。酶在高温，因此，是由无机层状材料的画廊蛋白质进行保护。活动数据，收集了90°C，在几个底物浓度和数据被用来构建相应的莱恩威弗-伯克plots14(图2)。米氏常数Km和最大反应速度Vmax估计从这些情节(表1)。因而，Vmax3.2-fold增加通过增加至90°C的气温，公里，减少了20%时指示速度加速度和提高底物结合快速停用相应的温度升高。酶在高温，因此，是由无机层状材料的画廊蛋白质进行保护。活动数据，收集了90°C，在几个底物浓度和数据被用来构建相应的莱恩威弗-伯克plots14(图2)。米氏常数Km和最大反应速度Vmax估计从这些情节(表1)。因而，Vmax3.2-fold增加通过增加至90°C的气温，公里，减少了20%时指示速度加速度和提高底物结合保留的蛋白质结构的高温也证实从在90°C.监测样品的CD和紫外-可见光谱222nm乐队的CD谱和soret吸收带在~410nm的血红素蛋白质是敏感的蛋白质中学/第三纪构造changes.15222，强度210nm乐队的CD谱的Hb/ZrP一，观察在25°C，被保留在90°C，而免费Hb表明迅速丧失。Hb/一ZrPSoret波段的吸收情节(412nm)表示保留在90°C的Soret频段扩展一段时间，而免费Hb迅速下降蛋白质变性。测试是否在这里观察高温活性是由于血红素蛋白质的热变性Hb活动从释放/一ZrP进行监测，和这些样品，建议观察的活动不从蛋白质释放的游离血红素未检测任何活动。这些意见是c...保留的蛋白质结构的高温也证实从在90°C.监测样品的CD和紫外-可见光谱222nm乐队的CD谱和soret吸收带在~410nm的血红素蛋白质是敏感的蛋白质中学/第三纪构造changes.15222，强度210nm乐队的CD谱的Hb/ZrP一，观察在25°C，被保留在90°C，而免费Hb表明迅速丧失。Hb/一ZrPSoret波段的吸收情节(412nm)表示保留在90°C的Soret频段扩展一段时间，而免费Hb迅速下降蛋白质变性。测试是否在这里观察高温活性是由于血红素蛋白质的热变性Hb活动从释放/一ZrP进行监测，和这些样品，建议观察的活动不从蛋白质释放的游离血红素未检测任何活动。这些意见是c...辣根过氧化物酶和Hb在高温的活动说明改进的插层蛋白质的热稳定性。原本的状态，稳定和不稳定的变性状态，由无机基质可以考虑提高热稳定性在热力学的基础上。报道一ZrPHb和HRP强绑定，11和这些亲和力表明本机国家对其定解条件的稳定。Hb的二聚体——二聚体(ab)接口是疏水性和其暴露于离子矩阵预计将是unfavorable.17其他可能的因素，有助于增加稳定可能包括盐桥形成矩阵，和这种接触提高稳定性的方式类似于的工程proteins.18层状无机基质的刚性画廊提供一个密闭的空间和这种分娩可施加额外的屏障，为蛋白denaturation.19的极性基团的脱水和...我们感谢NSF(DMR-9729178)和捐助者的ACSPRF为这项工作的财政支持。我们还感谢博士S.L.SuibXRD设备访问。我们感谢NSF(DMR-9729178)和捐助者的ACSPRF为这项工作的财政支持。我们还感谢博士S.L.SuibXRD设备访问。