Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Разработка и исследование свойств новых каталитических систем окисления фенолов на основе иммобилизованных оксидоредуктаз

Диссертация: Разработка и исследование свойств новых каталитических систем окисления фенолов на основе иммобилизованных оксидоредуктаз
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Было определено оптимальное соотношение компонентов каталитической системы. Оптимальные концентрации исходных растворов для иммобилизации пероксидазы — 0,1% раствор хитозана и 25%-ный раствор глутарового альдегидадля тирозиназы — 0,2% раствор хитозана и 25%-ный раствор глутарового альдегидаоптимальное содержание экстракта корня хрена относительно модифицированной ионообменной смолы — 8… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Литературный обзор
    • 1. 1. Фенолы
      • 1. 1. 1. Фенолы — опасные загрязнители сточных вод
      • 1. 1. 2. Методы деконтаминации фенольных загрязнений
    • 1. 2. Практическое использование ферментов
      • 1. 2. 1. Проблемы при использовании ферментов
      • 1. 2. 2. Методы иммобилизации ферментов
      • 1. 2. 3. Практическое использование иммобилизованных ферментов
    • 1. 3. Оксидоредуктазы
      • 1. 3. 1. Актуальность исследования оксидоредуктаз
      • 1. 3. 2. Пероксидаза
        • 1. 3. 2. 1. Общая характеристика
        • 1. 3. 2. 2. Механизм каталитического действия
        • 1. 3. 2. 3. Исследования пероксидазы
      • 1. 3. 3. Тирозиназа
        • 1. 3. 3. 1. Общая характеристика
        • 1. 3. 3. 2. Механизм каталитического действия
        • 1. 3. 2. 3. Исследования тирозиназы 47 1.4. Использование хитозана в ферментативном катализе
      • 1. 4. 1. Общая характеристика хитозана
      • 1. 4. 2. Применение хитозана
  • 2. Методы и методики экспериментов и анализов
    • 2. 1. Выбор объекта исследований
    • 2. 2. Методика приготовления каталитических систем
      • 2. 2. 1. Характеристика носителя
      • 2. 2. 2. Извлечение оксидоредуктаз из растительного сырья 65 2.2.2.1. Получение пероксидазы из корня хрена
        • 2. 2. 2. 2. Получение тирозиназы из шампиньона обыкновенного
      • 2. 2. 3. Синтез иммобилизованных катализаторов
    • 2. 3. Оборудование и методики проведения экспериментов
      • 2. 3. 1. Аппаратура
      • 2. 3. 2. Методика проведения кинетических экспериментов
      • 2. 3. 3. Методика обработки результатов экспериментов
      • 2. 3. 4. Определение кинетических параметров окисления фенолов 72 пероксидазой в присутствии аскорбиновой кислоты
    • 2. 4. Физико-химические методы исследования образцов катализаторов
      • 2. 4. 1. Инфракрасная Фурье-спектроскопия катализаторов
      • 2. 4. 2. Исследование поверхностных характеристик катализаторов 75 низкотемпературной адсорбцией азота
      • 2. 4. 3. Рентгенофотоэлектронная спектроскопия
    • 2. 5. Использованные реактивы
  • 3. Результаты экспериментов и их обсуждение
    • 3. 1. Оптимизация состава каталитических систем
    • 3. 2. Результаты физико-химических исследований
      • 3. 2. 1. Инфракрасная Фурье-спектроскопия
      • 3. 2. 2. Рентгенофотоэлектронная спектроскопия образцов
      • 3. 2. 3. Исследование поверхностных характеристик образцов
      • 3. 2. 4. Выводы по физико-химическим исследованиям катализато- 93 ров
    • 3. 3. Исследование кинетики процесса каталитического окисления фе- 94 нолов
      • 3. 3. 1. Определение оптимальных условий проведения эксперимен- 94 тов
      • 3. 3. 2. Определение кинетических характеристик синтезированных 101 катализаторов
        • 3. 3. 2. 1. Метод Иди-Хофсти
        • 3. 3. 2. 2. Хронометрический метод
      • 3. 3. 3. Кинетические параметры синтезированных катализаторов
      • 3. 3. 4. Влияние повторного использования катализаторов на их ак- 118 тивность
      • 3. 3. 5. Определение устойчивости катализатора к действию ингиби- 119 тора

Разработка и исследование свойств новых каталитических систем окисления фенолов на основе иммобилизованных оксидоредуктаз (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

В последнее десятилетие возрастает интерес исследователей к ферментативному окислению фенолов при участии оксидоредуктаз, эффективность которых показана в реакциях гомогенного окисления ароматических компонентов, в частности, анилина и фенолов в модельных растворах и сточных водах. В то же время, широкое промышленное использование этого метода ограничено высокой себестоимостью и недостаточной устойчивостью очищенных ферментов. Эти проблемы можно решить иммобилизацией ферментов из дешевых неочищенных водных экстрактов на неорганических или органических носителях с получением в результате гетерогенной системы. Кроме того, в ряде исследований показано, что при иммобилизации происходит очистка фермента от значительного количества примесей, содержащихся в экстракте.

Существует несколько методов иммобилизации ферментов, однако ни один из них не является универсальным, то есть эффективным для всех ферментов. Одним из наиболее перспективных методов иммобилизации ферментов является ковалентная сшивка фермента с твердым носителем, который должен быть механически прочным, нерастворимым в воде, обладать высокой химической и биологической стойкостью и низкой стоимостью. В последние годы исследователями было создано несколько достаточно эффективных систем на основе иммобилизованных на твердом носителе оксидоредуктаз, однако большинство синтезированных катализаторов представляют собой системы на основе ферментов высокой степени очистки, что делает их использование в промышленности невозможным из-за высокой стоимости сырья (1 мг высокочищенных оксидоредуктаз стоит около 1000 евро).

Все вышеизложенное свидетельствует о том, что создание и изучение стабильных катализаторов на основе иммобилизованных на твердом носителе, модифицированном биополимерами, ферментов, полученных из доступного растительного сырья, для окисления фенолов представляется перспективным и экономически выгодным направлением исследований, поэтому необходимо провести исследования катализаторов, касающиеся изучения влияния условий и способов иммобилизации на активность ферментов, деструкции различных фенольных соединений, использования различных и источников получения ферментов.

Цель работы заключается в создании теоретических и экспериментальных основ синтеза эффективных катализаторов окисления фенолов на основе иммобилизованных оксидоредуктаз. Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи: теоретический анализ методологии иммобилизации ферментов и обоснование выбора исходных компонентов синтеза каталитической системыопределение эмпирических закономерностей окисления фенолов на катализаторах с различным составом и природой компонентовоптимизация состава каталитической системыфизико-химическое исследование оптимальной каталитической системы и формулирование гипотезы о структуре полученного катализатораэкспериментальное исследование кинетики окисления фенолов на оптимальных катализаторахобоснование выбора математической модели и расчет кинетических параметров процесса каталитического окисления фенолов.

Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность физико-химической модификации непористой ионообменной смолы на основе стиролдивинилбензола с целью получения носителей, способных к ковалент-ной сшивке с ферментами. Впервые изучено влияние модификации носителя хитозаном и сшивающими агентами на активность и стабильность полученных катализаторов, а также проведен сравнительный анализ катализаторов на основе пероксидазы и тирозиназы в окислении фенольных соединений. Впервые на основе модифицированных природными биополимерами ионообменных смол получены катализаторы, отличающиеся повышенной устойчивостью к ингибирующим факторам и сохраняющие активность в течение более 10 циклов. На основании экспериментальных данных определены кинетические параметры процесса каталитического окисления фенолов катализаторами на основе иммобилизованных на модифицированных ионообменных смолах пероксидазы и тирозиназы.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на следующих конференциях: научно-технической конференции «Технологии живых систем» (Москва, МГУ ПБ, 2004 г.), XII, XIII Региональных Каргинских чтениях — Областной научно-технической конференции молодых ученых «Физика, химия и новые технологии» (Тверь, 2005, 2006), 17-м Международном конгрессе химической инженерии (27−31 августа 2006 г., Прага, Чехия), V Международной конференции молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (Москва, МГУПБ, 2006), 6-м Международном конгрессе по химии «Chemistry and Sustainable Development» (декабрь 2006 г., Тенерифе, Испания), Четвертом Московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2007 г.), VIII Международном конгрессе по катализу Europacat (Турку, Финляндия, 2007 г.).

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1 Фенолы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1) На основании стандартной методологии иммобилизации, разработан и обоснован поэтапный подход к приготовлению гетерогенных каталитических систем для окисления фенолов на основе оксидоредуктаз (пероксидазы хрена и тирозиназы грибов), позволяющий контролировать структурные особенности, активность и стабильность получаемых катализаторов. Для исследованных катализаторов подобраны оптимальные условия процесса окисления фенолов с достижением высокой степени конверсии: температура — 25 °C, интенсивность перемешивания — 300 качаний в минуту, рН — 6,5 — для пероксидазы и 7 — для тирозиназы.

2) Было определено оптимальное соотношение компонентов каталитической системы. Оптимальные концентрации исходных растворов для иммобилизации пероксидазы — 0,1% раствор хитозана и 25%-ный раствор глутарового альдегидадля тирозиназы — 0,2% раствор хитозана и 25%-ный раствор глутарового альдегидаоптимальное содержание экстракта корня хрена относительно модифицированной ионообменной смолы — 8%, экстракта шампиньона — 10%. Экспериментально установлено, что важным условием успешной активации является обработка хитозана значительным избытком глутарового альдегида (1:200), что приводит к получению максимального количества свободных альдегидных групп способных к взаимодействию с ферментом (подтверждено ИК-Фурье-спектроскопией).

3) Кинетические, спектроскопические и адсорбционные исследования показали, что для наиболее активных систем характерно наименьшее изменение поверхностных характеристик исходного носителя в процессе модификации хитозаном, что может свидетельствовать о распределении биополимера в виде отдельных молекул или однои двумерных кластеров, без образования объемной структуры, что способствует максимальной доступности активных центров иммобилизованных ферментов и минимизации внутридиффузионно-го торможения в процессе окисления.

4) По результатам ИК-Фурье-спектроскопии можно сделать вывод о наличии прочных ковалентных связей между модификатором, активатором и ферментом, что определяет стабильность получаемых ферментов при многократном использовании. Для оптимальных катализаторов показана возможность дополнительной стабилизации фермента за счет ион-ионного взаимодействия фермента с носителем, минуя модификатор. В то же время сравнительные эксперименты показали, что системы без использования модификатора, в которых фермент иммобилизован только в результате электростатического взаимодействия, активны, но нестабильны.

5) Наблюдаемое пятикратное увеличение константы Михаэлиса как для иммобилизованной пероксидазы, так и тирозиназы может свидетельствовать об универсальном характере разработанного процесса иммобилизации, а имеющееся уменьшение активности иммобилизованных ферментов может быть связано с влиянием имеющихся свободных SO3' и NH3+ групп модифицированной подложки на сродство фермента к субстрату.

6) В ходе сравнительных экспериментов с использованием высокоактивного конкурентного восстановителя свободных радикалов — аскорбиновой кислоты — установлены кинетические параметры каталитической стадии окисления фенолов с использованием пероксидазы. Рассчитанные значения констант Михаэлиса данной стадии в 3−5 раз ниже полученных для лимитирующей стадии, что свидетельствует о сохранении соотношения скоростей отдельных стадий после иммобилизации.

7) Полученные на основе пероксидазы хрена и тирозиназы грибов каталитические системы пригодны для повторного использования и могут быть применены для каталитической окисления фенолов в том числе при очистке сточных вод и индустриальных отходов. Параметры разработанной гетерогенной каталитической системы на основе иммобилизованной пероксидазы защищены патентом на изобретение № 2 288 033 «Гетерогенный защищены патентом на изобретение № 2 288 033 «Гетерогенный катализатор окисления органических соединений», Бюл. № 33 от 17.11.2006.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Al-Kassim, L., Taylor, К.Е., Bewtra, J. K, and Biswas, N. 1993. Aromatic removal from water by Arthromyces ramosus peroxidase. In Plant Peroxidases: Bio-chem. Physiol. University of Geneva, pp. 197−200.
  2. Wu, J., Taylor, K.E., Bewtra, J.K., and Biswas, N. 1993. Optimization of the reaction conditions for enzymatic removal of phenol from wastewater in the presence of polyethylene glycol. Water Res. 27(12): 1701−1706.
  3. K.R. Rogers, J.Y. Becker, J. Cembrano, 2000. Improved selective electrocata-lytic oxidation of phenols by tyrosinase-based carbon paste electrode biosensor Electrochimica Acta. 45,4373^4379.
  4. K.Q.Wilberg, D.G.Nunes, J. Rubio, Removal of phenol by enzymatic oxidation and flotation. Braz. J. of Chem. Eng. Vol. 17, n. 4−7, Dec. 2000.
  5. Г. П.Беспамятников, Ю. А. Кротов. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. 1985, JL: Химия. 528 с.
  6. U.S. ЕРА, Treatability Manual, vol. I. Treatability Data, 1980, U.S. Environmental Protection Agency, Washington, D.C.
  7. Г. Я. Ягодина Основы жидкостной экстракции М.: Химия, 1981,400с.
  8. И.А. Металлозамещенные угольные катализаторы для очистки и анализа природных и сточных вод / И. А. Тарковская, С. С. Ставицкая, Л. П. Тихонова // Химия и технология воды.-1997.-№ 2.-С. 144−149.
  9. Окисление фенолов на пиролюзите / Е. В. Айданова и др. // Химия и технология воды.-1995.-№ 4.-С. 410−417.
  10. Karam J, Nicell JA (1997) Potential applications of enzymes in waste treatment. J Chem Tech Biotechnol. 69: 141−153.
  11. Flock C, Bassi A, Gijzen M (1999) Removal of aqueous phenol and 2-chlorophenol with purified soybean peroxidase and raw soybean hulls. J Chem Tech. Biotech. 74: 303−309.
  12. Caza N, Bewtra JK, Biswas N, Taylor KE (1999) Removal of phenolic compounds from synthetic wastewater using soybean peroxidase. Wat Res 33: 3012— 3018.
  13. Seetharam GB, Saville, BA (2003) Degradation of phenol using tyrosinase immobilized on siliceous supports. Wat Res 37:436- 440.
  14. Karam, J., Nicell, J.A., Potential Applications of Enzymes in Waste Treatment, J. Chem. Tech. Biotechnol., 69,141−153 (1997).
  15. Klibanov, A.M., T.-M. Tu, and K.P. Scott. 1983. Peroxidase-catalyzed removal of phenols from coal-conversion wastewaters. Science (Washington, DC) 221:259−260.
  16. Dec, J., and J.-M. Bollag. 1990. Detoxification of substituted phenols by oxi-doreductive enzymes through polymerization reactions. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 19: 543−550.
  17. Flock C, Bassi A, Gijzen M (1999) Removal of aqueous phenol and 2-chlorophenol with purified soybean peroxidase and raw soybean hulls. J Chem Tech Biotech 74:303−309.
  18. , S. Т., Bonadonna-Aparo, L., and Klibanov, A M (1984) Dephenoliza-tion of industrial wastewater catalyzed by polyphenol oxidase. Biotechnology and Bioengineering 26, 599−603.
  19. Dec, J., and J.-M.Bollag. 1994. Use of plant material for the decontamination of water polluted with phenols. Biotechnol. Bioeng. 44:1132−1139.
  20. Van Beilen J.B., and Li Z. (2002). Enzyme technology: an overview. Curr. Opin. Biotechnol. 13: 338−344.
  21. Nicell, J. A, Bewtra, J. K, Taylor, К. E., Biswas, N., and Pierre, C. (1992) Enzyme catalyzed polymerization and precipitation of aromatic compounds from wastewater. Water Science and Technology 25 (3), 157−164/
  22. Cooper, V. A., and Nicell, J. A. (1996) Removal of phenols from a foundry wastewater using horseradish peroxidase. Water Research 30 (4), 954−964.
  23. Kinsley С and Nicell JA (2000) Treatment of aqueous phenol with soybean peroxidase in the presence of polyethylene glycol. Biores. Technol. 73: 139−146.
  24. , M. (1997) Assessment of Residual By-products from the En-zyme-Catalized Polymerization of Aqueous Phenolic Compounds. Master of Science Thesis, Department of Civil Engineering and Applied Mechanics, McGill University, Montreal, Quebec.
  25. Nakamoto, S., and N. Machida. 1992. Phenol removal from aqueous solutions by peroxidase-catalyzed reactions using additives. Water Res. 26: 49−54.
  26. Nicell, J. A-, K. W. Saadi, and L D. Buchanan (1995) Phenol polymerisation by horseradish peroxidase enzyme and an additive. Bioresource Technology 54, 516.
  27. Alberti B.N., Klibanov A.M., Enzymatic Removal of Dissolved Aromatics from Industrial Aqueous Effluents, Biotechnology and Bioengineering Simposium, 11, p.373,1981.
  28. Ibrahim MS, Ali HI, Taylor KE, Biswas N, Bewtra JK (2001) Enzyme-catalyzed removal of phenol from re. nery wastewater: Feasibility studies. Water Environ Res 73:165−172.
  29. Sun, W.-Q., and G.F. Payne. 1996. Tyrosinase-containing chitosan gels: Acombined catalyst and sorbent for selective phenol removal.Biotechnol. Bio-eng. 51: 79−86.
  30. Wada, S., H. Ichikawa, and K. Tatsumi. 1995. Removal of phenols and aromatic amines from wastewater by a combination treatment with tyrosinase and a coagulant. Biotechnol. Bioeng. 45: 304−309.
  31. С.Д.Варфоломеев. Химическая энзимология. M., Academa, 2005.
  32. Tischer W, Wedekind F. Immobilized enzymes: methods and applications. Top Curr Chem 1999−200: 95−126.
  33. Thomas S.M., DiCosimo R., and Nagarajan V. (2002). Biocatalysis: applications and potentials for the chemical industry. Trends Biotechnol. 20: 238−242.
  34. Bullock C. Immobilized enzymes. Sci Progress 1995- 78: 119−34.
  35. Wang, G.- Xu, J.J.- Chen, H.Y. Amperometric Hydrogen Peroxide Biosensor with Sol-Gel/Chitosan Network-like Film as Immobilization Matrix. Biosens. Bio-electron. 2003,18,335−343.
  36. Ziegler, W.- Gabuijakova, J.- Gabuijakova, M. Agar-Supported Lipid Bilay-ers- Basic Structures for Biosensor Design. Electrical and mechanical properties. Colloid. Surf. A. 1998,140, 357−367.
  37. Mousty, C.- Lepellec, A.- Cosnier, S.- Novoa, A. Fabrication of Organic Phase Biosensor Based on Multilayered Polyphenol Oxidase Protected by an Alginate Coating. Electrochem. Commun. 2001, 3, 727−732.
  38. Tziboula, A.- Home, D.S. Influence of Whey Protein Denaturation on k-Carrageenan Gelation. Colloid. Surf. B. 1999,12,299−308.
  39. Sugawara, K.- Fukushi, H.- Hoshi, S.- Akatsuka, K. Electrochemical Sensing of Glucose at a Platinum Electrode with a Chitin/Glucose Oxidase Film. Anal. Sci. 2000,16,1139−1143.
  40. Miao Y, Tan SN. Amperometric hydrogen peroxide biosensor with silica sol-gel/chitosan film as immobilization matrix. Anal Chim Acta 2001−437:87−93.
  41. Miao, Y.- Tan, S.N. Amperometric Hydrogen Peroxide Biosensor Based on Immobilization of Peroxidase in Chitosan Matrix Crosslinked with Glutaraldehyde. Analyst 2000, 125, 1591−1594.
  42. Woodley JM. Immobilized biocatalysts. Solid Supports Catal Org Synth 1992−254—271.
  43. Kirk O., Borchert T.V., and Fuglsang C.C. (2002). Industrial enzyme applications. Curr. Opin. Biotechnol. 13: 345−351.
  44. Panke, S., and Wubbolts M. (2002). Enzyme technology and bioprocess engineering. Curr. Opin. Biotechnol. 13: 111−116.
  45. Carrea G, Riva S. Properties and synthetic applications of enzymes in organic solvents. Angew Chem Int Ed 2000−39: 2226−54.
  46. Wilson GS, Hu Y. Enzyme-based biosensors for in vivo measurements. Chem Rev 2000−100:2693−704.
  47. Davis J, Vaughan DH, Cardosi MF. Elements of biosensor construction. Enzyme Microb Tech 1995−17:1030−5.
  48. Tischer W., and Kasche V. (1999). Immobilized enzymes: crystals or carriers? Trends Biotechnol. 17: 326−335.
  49. K.E. (2004). Protein technologies and commercial enzymes. White is the hypebiocatalysts on the move. Curr. Opin. Biotechnol. 15: 269−271.
  50. Roon, J.L. van- 2005, Heterogeneity and scale in the rational design of an immobilized biocatalyst, Dissertation Doctor, Wageningen University.
  51. Schmid A., Dordick J.S., Hauer В., Kiender A., Wubbolts M., and Witholt B. (2001). Industrial biocatalysis today and tomorrow. Nature 409: 258−268.
  52. Jing H., Li X.F., Evans D.G., Duan X., and Li C.Y. (2000). A new support for the immobilization of penicillin acylase. J. Mol. Catal. В Enzym. 11: 45−53.
  53. Ladero M., Santos A., and Garcia-Ochoa F. (2001). Diffusion and chemical reaction rates with nonuniform enzyme distribution: An experimental approach. Biotechnol. Bioeng. 72:458−467.
  54. Mohy Eldin M.S., Schroen C.G.P.H., Janssen A.E.M., Mita D.G., and Tramper J. (2000). Immobilization of penicillin G acylase onto chemically grafted nylon particles. J. Mol. Catal. В Enzym. 10: 445−451.
  55. Keusgen M., Glodek J., Milka P., and Krest I. (2001). Immobilization of enzymes on PTFE surfaces. Biotechnol. Bioeng. 72: 530−540.60. http://www.scirus.com
  56. Dunford HB and Stillman JS (1976) On the function and mechanism of action of peroxidases. Coord. Chem. Rev. 19 187−251.
  57. Banci L (1997) Structural properties of peroxidases. J. Biotechnol. 53. 253 263.
  58. M.I. Savenkova, Sh. L. Newmyer, and P. R. Ortiz de Montellano, Rescue of His-42 3 Ala Horseradish Peroxidase by a Phe-41 3 His Mutation, J. Biol. Chem., Vol. 271, No. 40, Issue of October 4, pp. 24 598−24 603,1996.
  59. Nicell J.A. Kinetics of HRP-Catalysed and Precipitation of Aqueous 4-Chlorophenol, J. Chem. Technol and Biotechnol., 60, p. 203,1994.
  60. Arnao, M.B., Acosta, M., del Rio, J.A., Varon, R., and Garcia-Canovas, F. 1990b. A kinetic study on the suicide inactivation of peroxidase by hydrogen peroxide. Biochim. Biophys. Acta, 1041:43−47.
  61. Sh.L.Newmyer, P.R.Ortiz de Monteliano, Horseradish Peroxidase His-42 —> Ala, His-42 —> Val, and Phe-41 —> Ala Mutants. Histidine Catalisys and Control of Substrate Access to the Heme Iron, J. of Biol. Chem. 1995, Vol.270, No.33, pp. 19 430−19 438.
  62. Schuller, D.J., Ban, N., van Huystee, R.B., McPherson, A., Poulos, T.I. Pro-pretie and structure of peroxidase//Structure.-1996.-V.4.-P. 311−321.
  63. Tatsumi, K., Ichikawa, H., andWada, S. 1994. Dephenolization from aqueous solution by treatment with peroxidase and a coagulant. Water Sci. Technol. 30(9): 79−86.
  64. Buchanan, I.D., and Han, Y. 2000. Applicability of Arthromyces ramosus peroxidase to the removal of phenol from industrialwastewaters.Environ. Technol. 21: 545−552.
  65. К Kennedy, К Alemany and M Warith, Optimisation of soybean peroxidase treatment of 2,4-dichlorophenol, Water SA Vol. 28 No. 2, 2002, pp. 149−158.
  66. Aitken M D (1993) Waste treatment applications of enzymes: opportunities and obstacles. J. Chem. Eng. 52 B49-B58.
  67. Nicell JA and Wright H (1997) A model of peroxidase activity with inhibition by hydrogen peroxide. Enzyme and Microb. Technol. 21,302−310.
  68. Taylor KE, Bewtra JK and Biswas N (1998) Enzymatic treatment of phenolic and other aromatic compounds in wastewaters. Proc. 71st Annu. Conf. & Exposition, Water Environ. Fed., Vol. 3. 349 360.
  69. McEldoon JP and Dordick JS (1996) Unusual thermal stability of soybean peroxidase. Biotechnol. Prog. 12 555−558.
  70. Theorell, H.: The Iron-Containing Enzymes. B. Catalases and Peroxidases. «Hydroperoxidases», The Enzymes Vol. 2, J. Sumner and K. Myrback, Academic Press, NY, 397,1951.
  71. Ogawa S., Shira Y., Morishima I. Calcium binding by horseradish peroxidase С and the heme enviromental structure//Biochem. Biophys. Res. Commun.-1979.-V.90.-N2.-P.674−678
  72. Falk J.E. Porphyrins and Metalloporphyrins//Amsterdam.-N.Y.-London etc.: Elsevier, 1964. p. 236
  73. D.A. Villalobos and I.D. Buchanan, Removal of aqueous phenol by Arthro-mycesramosus peroxidase, J. Environ. Eng. Sci. Vol. 1,2002.
  74. Koga S, Ogawa J, Choi Y, Shimizu S. Novel bacterial peroxidase without catalase activity from Flavobacterium meningosepticum: purification and characterization. Biochim Biophys Acta. 1999 Nov 16−1435(1−2):117−143.
  75. Wilberg K.- Assenhaimer C.- Rubio J. Removal of aqueous phenol catalysed by a low purity soybean peroxidase, Source: Journal of Chemical Technology & Biotechnology, Volume 77, Number 7, July 2002, pp. 851−857(7).
  76. H. Lepedus et al. Guaiacol Peroxidases in Carrot Root (Daucus carota L.), Food Technol. Biotechnol. 42 (1) 33−36 (2004).
  77. M. V Vinodu and M Padmanabhan, Peroxidase-like catalytic activities of ionic metalloporphyrins supported on functionalised polystyrene surface Proc. Indian Acad. Sci. (Chem. Sci.), Vol. 113, No. 1, February 2001, pp 1−9.86.
  78. J.Fang, M. J. Barcelona, Coupled oxidation of aromatic hydrocarbons by horseradish peroxidase and hydrogen peroxide, Elsevier Science, Chemosphere 50, (2003) pp. 105−109.
  79. D.C. Goodwin, I. Yamazaki, S.D. Aust, and T.A. Grover, Determination of Rate Constants for Rapid Peroxidase Reactions, Anal. Bioch, 231, 333−338 (1995).
  80. M.A. Gilabert, L.G. Fenoll, F. Garcia-Molina, J. Tudela, F. Garcia-Canovas, J.N.Rodryguez-Lopez. Kinetic characterization of phenol and aniline derivates as substrates of peroxidase Biol. Chem., Vol. 385, pp. 795−800, September 2004.
  81. J. N. Rodryguez-Lopez, M.A.Gilabert, J. Tudela, R.N. F. Thorneley, F. Garcya-Canovas. Reactivity of Horseradish Peroxidase Compound II toward Substrates: Kinetic Evidence for a Two-Step Mechanism, Biochemistry 2000, 39, 1 320 113 209.
  82. Lindgren A, Ruzgas T, Gorton L, Csoregi E, Ardila GB, Sakharov IY, Gazaryan IG. Biosensors based on novel peroxidases with improved properties in direct and mediated electron transfer. Biosens Bioelectron. 2000- 15(9−10):491−498.
  83. Bindhu LV, Abraham ТЕ. Immobilization of horseradish peroxidase on chi-tosan for use in nonaqueous media. J Appl Polym Sci 2003−88:1456−64.
  84. Masami Tonegawa, Jerzy Dec, and Jean-Marc Bollag, Use of Additives to Enhance the Removal of Phenols from Water Treated with Horseradish and Hydrogen Peroxide, J. Environ. Qual. 32:1222−1227 (2003).
  85. K.Tatsumi, Sh. Wada, H. lchikawa Removal of Chlorophenols from Wastewater by Immobilized Horseradish Peroxidase, Biotech, and Bioeng., Vol. 51, No. 1,1996.
  86. Д.Л.Григорьева, И. А. Васильева, Т. Н. Шеховцова, Определение ртути (II) с использованием пероксидазы, ковалентно иммобилизованной на модифицированных силикагелях. ВестникМоск. Ун-та Сер.2. Химия. 2003. Т.44. № 3.
  87. H.-Sh. Wang, Q.-X. Pan, G.-X. Wang, A Biosensor Based on Immobilization of Horseradish Peroxidase in Chitosan Matrix Cross-linked with Glyoxal for Amperometric Determination of Hydrogen Peroxide Sensors 2005, 5,266−276.
  88. H.Yao, N. Li, Y.L.Wei, J.J.Zhu, A H202 Biosensor Based on Immobilization of Horseradish Peroxidase in a Gelatine Network Matrix, Sensors, 2005, 5, p.277−283.
  89. E.Taqieddin, C. Lee, M. Amiji, Perm-selective Chitosan-Alginate Hybryd My-crocapsules for Enzyme Immobilization Technology. The Official J. of ISPE, 2002, Vol. 22, No.6, p. 1−3.
  90. P. S. Divya, D. Savitri and C.K. Mitra, Covalent Immobilization onto glassy Carbon matrix-implications in biosensor design, Biosci., 23, No.2, June 1998, pp 131−136.
  91. Fernandes K.F., Lima C.S., Lopes P.M., Collins C.H. Properties of horseradish peroxidase immobilised onto polyaniline // Bioresour. Technol. 2003. — Vol. 23. — P. 1.
  92. Caramori S.S., Fernandes K.F. Covalent immobilisation of horseradish peroxidase onto poly (ethylene terephthalate)-poly (aniline) composite // Bioresour. Technol. -2003.-Vol. 23.-P. 1.
  93. Z., SuY., Yixiang DuanY. A novel method for polyaniline synthesis with the immobilized horseradish peroxidase enzyme // Bioresour. Technol. 2001. — Vol. 122.-P. 237.
  94. Chen, J. S., Balaban, M. O., Wei, C., Gleeson, R A, and Marshall, M. R (1993) Effect of carbon dioxide on the inactivation of florida spiny lobster polyphenol oxidase. J. of the Science of Food Agriculture 61,253−259.
  95. J.V.Bevilaqua, M.C.Cammarota, D.M.Freire, and G.L.Sant'Anna Jr. Phenol removal through combined biological and enzymatic treatments, Braz. J. of Chem. Eng. Vol.19, No. 02, pp. 151−158, 2002.
  96. Solomon, E. I.- Sundaram, U. M.- Machonkin, Т. E. Multicopper Oxidases and Oxygenases. Chem. Rev. 1996, 96,2563−2605.
  97. Zhang, X. and Flurkey, W. К (1997) Phenoloxidases in Portabella mushrooms. JoMnal of Food Science 62 (1), 97−100.
  98. Getlichemian, K, Giessner-Prettre, C., and Macidaluno, J. (1996) Theoretical evidence of electrophilic superoxides in models of oxyhemocyanin/oxytyrosinase active sites. Influence of the ligand’s arrangement Jour, of Phys. Chemistry 100,68 19−6824.
  99. Jolley R L., Evans, L. K, Malano, N., and Mason, H S. (1974) Oxytyrosinase. The J. of Biological Chemistry 249 (2), 335−345
  100. Wilcox, D. E., Porras, A. G., Hwang, Y. Т., Lerch, K, Winkier, M. E., and Solomon, E. (1985) Substrate analogue binding to the coupled binuclear copper active site in tyrosinase. J. of the American Chemical Society 107,401 540−27.
  101. Espin, J. C., Morales, M, Varon, R, Tudela, J., and Garcia-Canovas, F. (1997) Monophenolase activity of polyphenol oxidase from Blanquilla par. Phytochemistry 44 (1), 17−22.
  102. Perez-Gilabert, M.- Morte, A.- Hornubia, M.- Garcia-Carmona, F. Monophenolase activity of latent Terfezia claveryi tyrosinase: characterization and histochemical localization. Physiol. Plant. 2001,113,203−209.
  103. K. Ikehata, Characterisation of Tyrosinase for the Treatment of Aqueous Phenols, Department of Civil Engineering and Applied Mechanics, McGill University, Montreal, 1999.
  104. Espin, J. C., Morales, M, Varon, R, Tudela, J., and Garcia-Canovas, F. (1997) Monophenolase activity of polyphenol oxidase fiom Blanquilla par. Phytochemistry 44(1), 17−22.
  105. Robert, С. M., Cadet, F. R., Rouch, С. C., Pabion, and Richard-Forget, F. (1995) Kinetic study of the thermal deactivation of palmito polyphenol oxidase and effect of pH. J. of Agricult. And Food Chemistry 43,1143−1150.
  106. , V. (1985) Effect of proteins, protein hydrolymes and amino acids on o-dihydroxyphenolase activity of polyphenoloxidase of mushroom, avocado, and banana. J. of Food Science 50,111−115.
  107. Conn, E. E., Stumpf, P. K, Bruening G., Doi, R H. (1987) Outlines of Bio-chemishy Fifth Edition John Wiley & Sons inc. (Tokyo Kagaku Dojin 1988).
  108. Duckworth, К W., and Coleman, J. E. (1970) Physicochernical and kinetic properties of mushroom tyrosinase. The J. of Biological Chemistry 245 (7), 16 131 625.
  109. Lee, S. C., Scott, M. J., and Kaufhann, К (1994) Cyanide poisoning: an analogue to the binuclear site of oxidized cyanide-inhibited cytochrome с oxidase. J. of the Amer. Chemical Society 115,401−402.
  110. Wada, S.- Ichikawa, H.- Tatsumi, K. Removal of Phenols from Wastewater by Soluble and Immobilized Tyrosinase. Biotechnol. Bioeng. 1993,42, 854−858.
  111. Ikehata, K.- Nicell, J. A. Characterization of Tyrosinase for the Treatment of Aqueous Phenols. Bioresour. Technol.2000, 74(3), 191−199
  112. Sun, W.-Q.- Payne, G. F.- Moas, M. S. G. L.- Chu, J. H.- Wallance, К. K. Tyrosinase Reaction/Chitosan Adsorption for Removing Phenols from Wastewater. Biotechnol. Prog. 1992, 8,179−186.
  113. Dietler, C., and Lerch, K. (1982) Reaction inactivation of tyrosinase. Oxidases and Related Redox System (King, Т.Е., Editor) Pergamon Press, Oxford, 305−317.
  114. Naidja, A, Huang, P. M, and Bollag, J.-M (1998) Comprison of reaction products from the transformation of catechol catalyzed by birnessite or tyrosinase. Soil Science Society of America Journal 62,188−195.
  115. APHA, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 18th ed., American Public Health Association, Maryland (1992).
  116. Sarkar, J. M, Leonowicz, A., and Bollag, J.-M. (1989) Immobilization of enzymes on clays and soils. Soil Biology and Biochemistry 21 (5), 223−230.
  117. Wada, S.- Ichikawa, H.- Tatsumi, K. Removal of Phenols from Wastewater by Soluble and Immobilized Tyrosinase. Biotechnol. Bioeng. 1993,42, 854−858.
  118. Patel, A R., Sun W.-Q., and Payne, G. f (1994) Tyrosinase reaction/chitosan adsorption: potential for removing polymerization storage inhibition. Industrial and Engineering Chemistry Research 33,2168−2173.
  119. L. Ensuncho, M. Alvarez-Cuenca, R.L. Legge, Removal of aqueous phenol using immobilized enzymes in a bench scale and pilot scale three-phase fluidized bed reactor, Bioprocess Biosyst Eng (2005) 27:185−191.
  120. H. Yapar, A. Sapiroplu, Non-covalent Immobilization of Quince (cydonia ob-longa) Polyphenol Oxidase on Alumina, Acta Chim. Slov. 2002,49, 893−902.
  121. K.R. Rogers, J.Y. Becker, J. Cembrano, Improved selective electrocatalytic oxidation of phenols by tyrosinase-based carbon paste electrode biosensor Electro-chimica Acta 45 (2000) 4373−4379.
  122. A. (2000). Removal of phenols from mixtures by co-immobilized laccase/tyrosinase and Polyclar adsorption. J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 24: 383 388.
  123. Tharanathan RN, Kittur FS. Chitin—the undisputed biomolecule of great potential. Crit Rev Food Sci Nutr 2003−43: 61−87.
  124. Wan, Y.- Creber, K.A. M.- Peppley, B. Synthesis, Characterization and Ionic Conductive Properties of Phosphorylated Chitosan Membranes. Macromol. Chem. Phys. 2003,204, 850−858.
  125. Gangidoust, H., Tatsumi, K. Wada, S., Kawase, M., Role of Peroxidase and Chitosan in Removing Chorophenols from Aqueous Solutions, Wat. Sci. Tech, 34, 151−159(1996).
  126. M.N.V.R. Kumar, A review of chitin and chitosan applications, Reactive & Functional Polymers 46 (2000) 1−27.
  127. Barbara Krajewska, Application of chitin- and chitosan-based materials for enzyme immobilizations: a review, 2004 Elsevier.
  128. Hudson SM, Smith C. Polysaccharides: chitin and chitosan: chemistry and technology of their use as structural materials. In: Kaplan DL, editor. Biopolymers from renewable resources. Berlin: Springer- 1998. p. 96−118.
  129. No HK, Meyers SP. Application of chitosan for treatment of wastewaters. Rev Environ Contam Toxicol 2000−163:1−28.
  130. Taniai T, Sakuragawa A, Okutani T. Fluorometric determination of glucose by flow injection analysis using immobilized enzyme-reactor columns prepared by coupling glucose oxidase and peroxidase onto chitosan beads. Anal Sci 2000−16:517−21.
  131. Huang H, Hu N, Zeng Y, Zhou G. Electrochemistry and electrocatalysis with heme proteins in chitosan biopolymer films. Anal Biochem 2002−308:141−51.
  132. Veselova I A, Shekhovtsova TN. Visual determination of mercury (II) using horseradish peroxidase immobilized on polyurethane foam. Anal Chim Acta 1999−392:151−8.
  133. Wagner M, Nicell JA. Peroxidase-catalyzed removal of phenols from a petroleum refinery wastewater. Water Sci Tech 2001−43:253−60.
  134. Miao Y, Tan SN. Amperometric hydrogen peroxide biosensor with silica sol-gel/chitosan film as immobilization matrix. Anal Chim Acta 2001−437:87−93.
  135. Zhou G-J, Wang G, Xu J-J, Chen H-Y. Reagentless chemiluminescence biosensor for determination of hydrogen peroxide based on the immobilization of horseradish peroxidase on biocompatible chitosan membrane. Sens Actuators В 2002−81:334−9.
  136. Lei C-X, Hu SQ, Shen G-L, Yu R-Q. Immobilization of horseradish peroxidase to a nano-Au monolayer modified chitosan-entrapped carbon paste electrode for the detection of hydrogen peroxide. Talanta 2003−59:981−8.
  137. Carvalho GMJ, Alves TLM, Freire DMG. 1-DOPA production by immobilized tyrosinase. Appl Biochem Biotechnol 2000−84−86:791−800.
  138. Batra R, Gupta MN. Non-covalent immobilization of potato (Solarium tuberosum) polyphenol oxidase on chitin. Biotechnol Appl Biochem 1994−19:209−15.
  139. Wu F-C, Tseng R-L, Juang R-S. Enhanced abilities of highly swollen chitosan beads for color removal and tyrosinase immobilization. J Hazard Mater В 2001−81:167−77.
  140. Wang G, Xu J-J, Ye L-H, Zhu J-J, Chen H-Y. Highly sensitive sensors based on the immobilization of tyrosinase in chitosan. Bioelectrochemistry 2002−57:33−8.
  141. Wu LQ, Chen TH, Wallace KK, Vazquez-Duhalt R, Payne GF. Enzymatic coupling of phenol vapors onto chitosan. Biotechnol Bioeng 2001−76:325−32.
  142. Genta, I.- Constantini, M.- Asti, A. Influence of Glutaraldehyde on Drug Release and Mucoadhesive Properties of Chitosan Microspheres. Carbohydr. Polym. 1998,36,81−88.
  143. Rhee, J.S.- Jung, M.W.- Paeng, K.J. Evaluation of Chitin and Chitosan as a Sorbent for the Preconcentration of Phenol and Chlorophenols in Water. Anal. Sci. 1998, 14, 1089−1092.
  144. Magalhaes, J.M.C.S.- Machado, A.A.S.C. Urea Potentiometric Biosensor Based on Urease Immobilized on Chitosan Membranes. Talanta 1998,47,183−191.
  145. Payne G. F., Sun, W.-Q., and Sohrabi A (1992) Tyrosinase reaction/chitosan adsorption for selectively removing phenols from aqueous mixtures. Biotechnology and Bioengineering 40,1011 1018.
  146. Xin Wei, Juan Cruz, and Waldemar Gorski, Integration of Enzymes and Electrodes: Spectroscopic and Electrochemical Studies of Chitosan-Enzyme Films, Anal. Chem.2002, 74, 5039−5046.
  147. И.В. Березин, Н. Л. Клячко, А. В. Левашов, К. Мартинек, В. В Можаев, Ю. Л. Хмельницкий Иммобилизованные ферменты, М. Высшая школа, 1987.
  148. М.Мархол. Ионообменники в аналитической химии. М. Мир, 1985
  149. Worthington biochemical corporation- http://www.worthington-biochem.com/HPO/cat.html
  150. J. (1988). Probing Structure-Function Relations in Heme-Containing Oxygenases and Peroxidases. Science: 240−433.
  151. Анализ поверхности методами ОЖЕ- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Под ред. Д. Бриггса и М. П. Сиха. М.: Мир 1987.
  152. D.C. Goodwin, I. Yamazaki, S.D. Aust, and Т.A. Grover, Determination of Rate Constants for Rapid Peroxidase Reactions, Anal. Bioch, 231, 333−338 (1995).
  153. M.A. Gilabert, L.G. Fenoll, F. Garcia-Molina, J. Tudela, F. Garcia-Canovas, J.N.Rodryguez-Lopez. Kinetic characterization of phenol and aniline derivates as substrates of peroxidase Biol. Chem., Vol. 385, pp. 795−800, September 2004.
  154. J. N. Rodryguez-Lopez, M.A.Gilabert, J. Tudela, R.N. F. Thorneley, F. Garcya-Canovas. Reactivity of Horseradish Peroxidase Compound II toward Substrates: Kinetic Evidence for a Two-Step Mechanism, Biochemistry 2000, 39, 1 320 113 209.
  155. Д. Прикладная инфракрасная спектроскопия / Д. Кендалл М.: Мир, 1970.-376 с.
  156. FTIR spectroscopy as a tool for the analysis of olive pulp cell-wall polysaccharide extracts / Manuel A. etc.// Carbohydrate Research 1999. — № 317. -P.145 -154.
  157. Wagner C.D. Studies of the charging of insulators in ESCA // J. of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. 1980. (18), p. 345.
  158. A. — Инфракрасные спектры и строение органических соединений. Практическое руководство.- М. Наука, 1965.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!