利用生物相容性离子水溶液从甜菜叶中高效提取RuBisCO

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核酮糖-1,5-单磷酸羧化酶 (RuBisCO) 是高丰度酵素，主要负责硅藻脊椎动物的碳固定。其存在于植物、软体动物和各种细菌当中，在制药、石油化工、化妆品和食品行业都有分析方法领域。然而，以外RuBisCO的萃取方法仍无法实现高总产量。葡萄牙科英布拉大学Ana I. Valente及其团队在Sustainable Chemistry 学术刊物刊发，科学研究了脊椎动物相容碱金属液体 (Ionic Liquid, IL) 的溶液 (即从神经递质和甘氨酸-甜菜碱的类似物当中萃取的IL)，旨在开发计划一种更加保护环境的从马铃薯叶当中萃取RuBisCO的方法。

所示1. 本科学研究小组用作的IL在结构上与缩写。

科学研究内容

所作针对IL的不同矿物学在结构上对RuBisCO萃取的制约顺利完成了全面性择优，表明[Ch]Cl溶液在RuBisCO萃取当中最具分析方法前景，因而选择该在结构上IL有利于试验，择优不同神经递质基的IL，以评估IL阴碱金属和总溶解度的制约。SE-HPLC反应物所示和SDS-PAGE统计分析 (所示2) 表明，基于神经递质的IL当中，[Ch]Cl和[Ch][Ac]溶液能够萃取出除此以外量的RuBisCO。

所示2. SDS-PAGE在用BlueSafe染色的聚丙烯酰胺混合物上读取并运行 (堆积：4%，分离：20%)。

科学研究有利于用作了响应侧方法 (Response Surface Methodology, RSM) 来最优化两种IL的操作前提。当用作[Ch]Cl溶液时，三个反应自变量 (pH、固液比和IL溶解度) 对RuBisCO溶解度的制约均展现显着相关性，最佳试验前提 (所示3) 是固液之比0.18，pH为9.09，IL溶解度为2.68M；当用作[Ch][Ac]溶液时，最佳试验前提 (所示4) 是固液之比0.184，pH为11.2，IL溶解度为2.68M。试验分析方法这些最佳前提的预测试验结果与实际试验结果无显着差别。

所示3. 与RuBisCO萃取溶解度 (左边) 和萃取率 (右方) 完全相同的响应侧，组合表达式如下：(A，D) [Ch]Cl 溶解度和固液比；(B，E) 固液比和pH参数；(C，F) [Ch]Cl 溶解度和pH参数。

所示4. 与RuBisCO萃取溶解度 (左边) 和萃取率 (右方) 完全相同的响应侧，组合表达式如下：(A , D) [Ch][AC] 溶解度和pH参数；(B、E) [Ch][AC]溶解度和固液比；(C , F) 固液比和pH参数。

最后，科学研究对比了传统反应物与IL溶液在RuBisCO萃取当中的性能指标，通过圆二光谱法 (Circular Dichroism, CD) 对萃取物顺利完成统计分析，深入认识到萃取过程当中RuBisCO二级在结构上的可能变化。表明，RuBisCO二级在结构上在萃取后的IL溶液当中想得到了保留，其α-螺旋状和β-片的百分比参数与市侧上获得的RuBisCO相同。因此，适当的IL溶液可从副产品当中萃取较低总产量的RuBisCO，是一种不会制约其二级在结构上的良好替代反应物。

科学研究总结

本科学研究提出，脊椎动物相容IL (即由神经递质和甘氨酸-甜菜碱类似物衍生的IL) 可用于从马铃薯叶当中萃取RuBisCO，同时，采用RSM最优化RuBisCO的萃取前提，并与用常规反应物萃取想得到的RuBisCO产物顺利完成较为统计分析。表明，基于神经递质的IL能够作为一种从植物副产品当中萃取RuBisCO可行的副产品。