Физико-химические исследования биокатализатора на основе иммобилизованной на модифицированном диоксиде титана пероксидазы хрена
Автор: Тихонов Борис Борисович, Стадольникова Полина Юрьевна, Сидоров Александр Иванович, Сульман Эсфирь Михайловна
Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki
Рубрика: Химические науки
Статья в выпуске: 12 (25), 2017 года.
Бесплатный доступ
В работе проведен синтез и исследование физико-химических свойств многокомпонентного биокатализатора на основе пероксидазы хрена, иммобилизованной на модифицированном диоксиде титана (TiO2). Для модификации диоксида титана использовались соляная кислота, хитозан, аминопропилтриэтоксисилан и глутаровый диальдегид. Пероксидаза хрена получена экстракцией из корня хрена (Armoracia rusticana) с последующим центрифугированием и отделением фильтрата. Иммобилизация фермента проводилась методом последовательного нанесения с промежуточной промывкой дистиллированной водой от неспецифически связанных реагентов. С целью подтверждения наличия функциональных группировок, вносимых с модифицирующими агентами, образцы частиц модифицированного диоксида титана и биокатализатора исследовались с помощью инфракрасной Фурье-спектроскопии. Результаты исследования биокатализатора методом инфракрасной Фурье-спектроскопии иллюстрируют наличие необходимых для прочной ковалентной сшивки функциональных групп, что подтверждает эффективность выбранного метода модификации неорганического носителя. Результаты исследования биокатализатора методом низкотемпературной адсорбции азота показали, что выбранный метод модификации неорганического носителя повышает реакционную способность поверхности носителя и способствует максимальной доступности активных центров иммобилизованных ферментов. В статье впервые экспериментально подтверждена структура многокомпонентного биокатализатора на основе пероксидазы хрена, иммобилизованной на модифицированном диоксиде титана (TiO2). Все гипотезы и выводы, изложенные в статье, основаны на данных научно-технической литературы, посвященных методам иммобилизации ферментов, методам модификации неорганических носителей, основным закономерностям инфракрасной Фурье-спектроскопии и низкотемпературной адсорбции азота.
Биокатализаторы, оксидоредуктазы, пероксидаза хрена, диоксид титана, иммобилизация
Короткий адрес: https://sciup.org/14111438
IDR: 14111438 | УДК: 544.478.3 | DOI: 10.5281/zenodo.1101180
Physico-chemical study of biocatalyst on the basis of the horseradish peroxidase immobilized on the modified titane dioxide
In this work, the synthesis and study of the physics-chemical catalytic properties of the multicomponent biocatalyst based on the horseradish peroxidase immobilized on the modified titanium dioxide (TiO2) were carried out. Hydrochloric acid, chitosan, aminopropyltriethoxysilane and glutaric dialdehyde were used in order to modify the titanium dioxide. The horseradish peroxidase was obtained by extraction of the horseradish root (Armoracia rusticana) with the following centrifugation and separation of the filtrate. Immobilization of enzyme was performed by sequential application method with intermediate washing with distilled water from the non-specifically bounded reagents. In order to confirm the presence of the functional groups formed by the modifying agents the samples of the modified titanium dioxide and biocatalyst were analyzed by FTIR-spectroscopy. The results of FTIR-study illustrate the presence of functional; groups required for the covalent bonding. This confirms the effectivity of the method chosen for the modification of inorganic support. The study of the biocatalyst by the method of low-temperature nitrogen physisorption shows that the support modification by the chosen method increases the reactivity of the surface and promotes the maximal accessibility of the active sites of the immobilized enzymes. In this paper, the experimental confirmation of the structure of the multicomponent biocatalyst on the basis of the horseradish peroxidase immobilized on the modified TiO2 is shown for the first time. All hypotheses and conclusions expressed in this paper are based on scientific and technical literature on methods of immobilization of enzymes, methods of inorganic carriers modifying, the scientific basis of FTIR-spectroscopy and low-temperature nitrogen physisorption.
Список литературы Физико-химические исследования биокатализатора на основе иммобилизованной на модифицированном диоксиде титана пероксидазы хрена
- Тихонов Б. Б. Стадольникова П. Ю., Сидоров А. И., Сульман Э. М., Логачева А. И. Окисление 4-хлорфенола иммобилизованной на модифицированном диоксиде титана пероксидазой хрена//Бюллетень науки и практики. 2016. №11 (12). С. 80-89. Режим доступа: http://www.bulletennauki.com/tikhonov-stadolnikova (дата обращения 15.10.2017) DOI: 10.5281/zenodo.166787
- Кострикин А. В., Кузнецова Р. В., Косенкова О. В., Меркулова А. Н., Линько И. В. ИК-спектр гидратированного диоксида титана//Университет им. В. И. Вернадского. 2007. №2 (8). С. 181-186.
