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磷虾,是磷虾科动物的通称,是一个甲壳类大家族,分布广泛于北太平洋。它以浮游植物为食物,位于食物链的初级阶段。磷虾极易自溶,这与虾体内存在高效的酶系统有密切的关系。该系统能够降解各种蛋白质、多糖,并且降解迅速。 目前人们对磷虾的研究工作以南极磷虾(Euphausia superba)居多。在南极磷虾体内具有非常高效的消化系统,这是一个由多种酶和抑制因子相结合的复合酶系统。当磷虾死后,抑制因子失去作用,消化酶迅速将磷虾的蛋白质、多糖等降解。这种高效的蛋白酶活性引起了人们的极大兴趣,现在已经对其中的部分蛋白酶分别进行了纯化和性质研究工作。例如,研究发现,与脊椎动物的胰蛋白酶相比,磷虾酶对纤维蛋白和酪蛋白的降解能力更强;已经确定了一种磷虾外切酶的序列,并且已在实验室合成成功。已从南极磷虾提取了8种蛋白酶:三种丝氨酸类胰蛋白酶,一种丝氨酸类胰凝乳蛋白酶,以及两种羧肽酶A,两种羧肽酶B。磷虾酶作为一种高效的复合酶,目前已被医用,例如对慢性溃疡的清创,清除牙斑等。 目前,对太平洋磷虾(Euphausia pacifica)的研究仅限于对其生态、分布的研究。我们观察到,太平洋磷虾死后同样发生迅速自溶现象,因此推测在其体内可能也存在一个高效的酶系统,而该系统在磷虾死后,抑制因子失去作用,从而迅速地将蛋白质、多糖等降解。由于海上过度捕捞,鱼群数量大幅减少,作为鱼类饵料的磷虾数量大幅增加。目前磷虾的应用主要限于饵料加工,因此研究其体内的蛋白酶,提高磷虾深加工的附加值有重要的意义。 在本文中,进行了下列工作:对太平洋磷虾蛋白酶粗酶的相关生化性质进行探讨;采用不同方法对其类胰蛋白酶进行提纯,并探讨了相关的生化性 太平洋磷虾蛋自酶的生物化学和组织化学研究质;最后,确定了太平洋磷虾的消化系统结构组成及类胰蛋白酶定位情况。 用0.O5mol/L Tris一HCI(pH7.0)或蒸馏水对太平洋磷虾进行粗提,发现蒸馏水粗提酶液中的蛋白酶活力普遍比Tris一HCI的高,且稳定性好。粗酶具有很强的温度稳定性。在长时间(30d)常温20℃保存下,酶活损失小于巧%;对粗酶液进行热激处理(15min),温度范围从室温至100℃,结果发现,粗酶蛋白酶活性减少幅度小,其蛋白酶比活力逐渐提高。这点对于我们今后大规模的粗酶提取工作有非常大的意义,也就是说,我们可以通过简单的热激方式,去掉大部分杂蛋白,从而获得粗酶。 通过0%一50%的硫酸钱沉淀比较发现,采用35%浓度的硫酸钱沉淀时(采用pH 6.8磷酸盐缓冲液溶解沉淀),沉淀中酶活力损失最少。 粗酶的适宜pH(20℃)较广。在pH 5.0时,粗酶有高酶活力,在pHS一10也有较高酶活力,推测在粗酶中不仅有酸性蛋白酶存在,而且有多种碱性蛋白酶存在。 采用DEAE Sepharose Fast Flow离子柱、sephaeryl 5200凝胶过滤柱层析、p一aminobenzamidine亲和层析和鸡卵类粘蛋白亲和层析等分离方法,获得类胰蛋白酶。采用12%的分离胶,对不同纯化方法获得的样品电泳后,推算分子量大约在35kDa。 大平洋磷虾类胰蛋白酶的最适pH有两个,分别为5.0和7.0。最适反应温度为20oC(pHS.o)。 ca2+对类胰蛋白酶几乎没有激活效果,而Mg2+具有一定的激活作用。鸡卵类粘蛋白和Benzamidine具有明显的抑制作用,PMSF和TLCK有抑制作用,而TPCK没有抑制效果,这说明分离出的蛋白酶属于丝氨酸类蛋白酶。 为研究太平洋磷虾类胰蛋白酶的来源,对其消化系统进行了组织学及组织化学的研究工作。太平洋磷虾的消化系统主要分为消化管和消化腺两部分。消化管又可分为食道、胃(责门胃和幽门胃)、中肠、后肠。消化腺主要是中肠腺。显微观察,消化管的组织结构与对虾的基本相同,即由内向外分为四 中国海洋大学硕士研究生毕业论文层:粘膜层、粘膜下层、肌肉层和外膜。中肠腺发达,为分叶结构,每叶由许多小的管状腺组成,有薄的结缔组织和肌肉纤维将管状小室隔开。实验发现,一个分叶的消化酶分泌明显,而另一个则分泌较少,推测每个分叶的功能可能有所不同。 实验结果表明,在太平洋磷虾的消化道上皮粘膜层广泛存在类胰蛋白酶,且胃肠道内的类胰蛋白酶含量明显比消化腺高很多。胃壁和中肠腺细胞均分泌酸性粘多糖,且贡门胃分泌量高于其它消化器官。