酵母蔗糖酶的提取及其性质研究

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1、1、学习酶的纯化方法，酶蛋白分离提纯的原理。2、学习掌握细胞破壁、有机溶剂分级和离子交换柱层析技术。本实验可以为大家提供一个较全面的实践机会，学习如何提取纯化、分析鉴定一种酶，并对这种酶的性质，尤其是动力学性质作初步的研究。酵母蔗糖酶的提取及其性质研究自1860年Bertholet从啤酒酵母（SacchacomycesCerevisiae）中发现了蔗糖酶以来，它已被广泛地进行了研究。蔗糖酶（invertase）（β-D-呋喃果糖苷果糖水解酶）（EC.3.2.1.26）特异地催化非还原糖中的β-呋喃果

2、糖苷键水解，具有相对专一性。不仅能催化蔗糖水解生成葡萄糖和果糖，也能催化棉子糖水解，生成蜜二糖和果糖。实验原理本实验提取啤酒酵母中的蔗糖酶。该酶以两种形式存在于酵母细胞膜的外侧和内侧，在细胞膜外细胞壁中的称之为外蔗糖酶，其活力占蔗糖酶活力的大部分，是含有50%糖成分的糖蛋白。在细胞膜内侧细胞质中的称之为内蔗糖酶，含有少量的糖。两种酶的蛋白质部分均为双亚基，二聚体，两种形式的酶的氨基酸组成不同，外酶每个亚基比内酶多两个氨基酸，Ser和Met，它们的分子量也不同，外酶约为27万(或22万，与酵母的来源有

3、关)，内酶约为13.5万。尽管这两种酶在组成上有较大的差别，但其底物专一性和动力学性质仍十分相似，因此，本实验未区分内酶与外酶，而且由于内酶含量很少，极难提取，本实验提取纯化的主要是外酶。名称MW糖含量亚基为蔗糖的Km为棉子糖的KmpI最适pH稳定pH最适温度外酶27万50%双26mM150mM5.04.93.0-7.560℃内酶13.5万＜3%双25mM150mM5.04.56.0-9.060℃实验中，用测定生成还原糖（葡萄糖和果糖）的量来测定蔗糖水解的速度，在给定的实验条件下，每分钟水解底物的量

4、定为蔗糖酶的活力单位。比活力为每毫克蛋白质的活力单位数。两种酶的性质对照表如下：一、蔗糖酶的提取与部分纯化二、离子交换柱层析纯化蔗糖酶三、蔗糖酶各级分活性及蛋白质含量的测定本实验共有三个分实验：细胞破壁的几种方法1、高速组织捣碎：将材料配成稀糊状液，放置于筒内约1/3体积，盖紧筒盖，将调速器先拨至最慢处，开动开关后，逐步加速至所需速度。2、玻璃匀浆器匀浆：先将剪碎的组织置于管中，再套入研杆来回研磨，上下移动，即可将细胞研碎，此法细胞破碎程度比高速组织捣碎机为高，适用于量少和动物脏器组织。3、反复冻融

5、法：将细胞在-20度以下冰冻，室温融解，反复几次，由于细胞内冰粒形成和剩余细胞液的盐浓度增高引起溶胀，使细胞结构破碎。4、超声波处理法：用一定功率的超声波处理细胞悬液，使细胞急剧震荡破裂，此法多适用于微生物材料。5、化学处理法：有些动物细胞，例如肿瘤细胞可采用十二烷基磺酸钠（SDS）、去氧胆酸钠等细胞膜破坏，细菌细胞壁较厚，可采用溶菌酶处理效果更好。6、有机溶剂沉淀法：即向水溶液中加入一定量的亲水性的有机溶剂可降低溶质的溶解度使其沉淀被析出。（一）蔗糖酶的提取与部分纯化（1）准备一个冰浴，将研钵稳妥

6、放入冰浴中。（2）称取2g干啤酒酵母，称10mg蜗牛酶及适量（约4g）二氧化硅，放入研钵中。二氧化硅要预先研细。（3）量取预冷的甲苯12ml缓慢加入酵母中，边加边研磨成糊状，约需60分钟。研磨时用显微镜检查研磨的效果，至酵母细胞大部分研碎。（4）缓慢加入预冷的20ml去离子水，每次加2ml左右，边加边研磨，至少用30分钟。以便将蔗糖酶充分转入水相。（5）将混合物转入1个离心管中，平衡后，用高速冷冻离心机离心，4℃，4700rpm，15min。如果中间白色的脂肪层厚，说明研磨效果良好。用滴管吸出上层有

7、机相。操作步骤（6）用滴管小心地取出脂肪层下面的水相，转入另一个清洁的离心管中，4℃，4700rpm，离心15min。（7）将上清液转入量筒，量出体积，留出1.5ml测定酶活力及蛋白含量。剩余部分转入清洁离心管中。（8）用广泛pH试纸检查清液pH，用1M乙酸将pH调至5.0，称为“粗级分I”。2.热处理（1）预先将恒温水浴调到50℃，将盛有粗级分I的离心管稳妥地放入水浴中，50℃下保温30分钟，在保温过程中不断轻摇离心管。（2）取出离心管，于冰浴中迅速冷却，用4℃，4700rpm，离心15min。（

8、3）将上清液转入量筒，量出体积，留出1.5ml测定酶活力及蛋白质含量（称为“热级分II”）。3.乙醇沉淀将热级分II转入小烧杯中，放入冰浴（没有水的碎冰撒入少量食盐），逐滴加入等体积预冷至-20℃的95%乙醇，同时轻轻搅拌，共需30分钟，再在冰浴中放置10分钟，以沉淀完全。于4℃，4700rpm，离心15min，量出体积，留出1.5ml（下次实验测定酶活力）后倾去上清，沉淀用2ml0.02MpH7.3的Tris-HCl缓冲液充分溶解，保存于离心管中，盖上盖子，然后将其