几种低分子量有机酸磷酸对土壤胶体和矿物吸附酸性磷酸酶的影响.pdf

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酚试剂法l的吸附量以较快的速度降低o针铁矿对磷酸酶的吸吸取squ°ˉ含s?yssa#°ˉpt的酶溶液于玻璃试附百分率可从对照的下降到pt时Λ{|htss°°2ˉ#?管中o加t°ˉ?2ˉ?±试剂甲o摇匀o室温下放置ts°?±o的twhou种土壤胶体和其它矿物对酶的吸附百分加入sqt°ˉ的?2ˉ?±试剂乙o立即混匀o于wsε水浴率则从|sh下降到wsh?yxh?这些结果表明o供中恒温vs°?±o以不含酶的试剂空白作对照o在??≥2试的有机!无机阴离子对酶在土壤胶体和矿物上的zuus型分光光度计上比色测定o测定波长为yxs±°?吸附影响呈现出不同的模式?乙酸在较低浓度时可促进酶的吸附o而草酸!酒石酸和磷酸的影响却与此2结果与讨论相反?在较低浓度时草酸和酒石酸对酶吸附的抑制2q1配体浓度变化对酶在土壤胶体和矿物上吸附比较明显o磷酸对酶吸附的抑制作用则出现在较宽的影响的浓度范围?浓度较高时o乙酸!酒石酸和磷酸体系由图t可见o供试的土壤胶体和矿物对酸性磷中的酶吸附量呈现下降趋势o而草酸却与此相反?酸酶的吸附量随着有机或无机阴离子浓度的变化而因此o就针铁矿而言o供试各有机!无机阴离子对酶变化?当乙酸浓度从s增加到ts°°2ˉ#?pt时o针吸附的抑制能力为}磷酸?酒石酸?草酸?乙酸~而铁矿!高岭石和u种土壤胶体对酶的吸附量逐渐增各配体对其它土壤胶体和高岭石上酶吸附的抑制能加o当乙酸浓度超过ts°°2ˉ#?pt时o酶的吸附量逐力则为}酒石酸?磷酸?草酸?乙酸?渐减少到低于或与对照相当的水平?草酸体系中o图1配体浓度变化时o酸性磷酸酶在不同土壤胶本和矿物上的吸附??aqt?§?2μ3·?2±2?¤|?§3?2?3?¤·¤?¨2±§???¨μ¨±·?2?ˉ|2ˉˉ2?§?¤±§|ˉ¤?°?±¨μ¤ˉ??±§???¨μ¨±·ˉ?a¤±§?|2±|¨±·μ¤·?2±???·¨°?:..tvz{中国农业科学vx卷阴离子之间的竞争作用可通过对表面吸附点位uyh升高到x{ho而草酸的效率yh?在u种土的直接竞争或者通过对表面电荷的改变或质子化影壤胶体和高岭石体系中o磷酸根的抑制效率与酒石响来实现≈xoy??在铝氧化物表面o??-±-¤和?|?∏ˉ2酸和草酸的效率相似o特别在配体浓度较低时?众·?¨??观察到了乙酸对≥?up和≥¨?up吸附的促进所周知o针铁矿表面有大量的可供配位交换的吸附点ww≈z?位o这些点位对磷酸和酶分子可能是通用的≈t{??高作用o其原因可能是乙酸引起了有利于阴离子共吸附的表面质子化或电荷的变化?可能的反应式如岭石和u种土壤胶体主要由层状铝硅酸盐矿物组成o下}这类胶体表面配位交换点位较少o酶可能主要以物理?¨k?ˉlp??n≤?v≤???引力和疏水力等方式吸附在胶体表面o因此磷酸根对?¨k?ˉlp??≤≤?n≈??pn?n?这类表面上酶的吸附影响明显比针铁矿的低?vnn2q2酶的等温吸附曲线?¨k?ˉlp??n??¨k?ˉlp??u在乙酸!草酸和低浓度的酒石酸和磷酸体系中o酶分子可与质子化点位通过外圈复合物吸附在n酶在土壤胶体和矿物表面的吸附等温线符合?¤±a2矿物的表面o也可与矿物表面的≥2??u基团发生°∏?μ方程k?型l?而高浓度的酒石酸k?xs°°2ˉ#交换反应以内圈复合物进行吸附?电泳数据显示在?ptl和磷酸k?tss°°2ˉ#?ptl体系中所对应的酶乙酸存在时o铝氧化物表面具有更多的正电荷o从而upup≈z?的吸附等温线却符合线性方程?图u显示了在xs促进了≥?w和≥¨?w在铝氧化物上的吸附?pt°°2ˉ#?的配体浓度的体系中o供试土壤胶体和矿?¤??¤??等还报道了乙酸可促进蒙脱石对磷酸的吸pt物表面对酶的吸附等温线?酶吸附的?¤±a°∏?μ参附?在较高浓度k?ts°°2ˉ#?l时乙酸对酶吸附数根据下面公式计算}Ξ?Ξ°≤rk?n≤l?其中Ξ°的促进作用减弱o可能归因于总的阴离子吸附密度≈u?是酶的理论最大吸附量o≤是平衡溶液中酶的浓度o的增加所导致的立体位阻和强烈的竞争作用??是与吸附结合能有关的常数??值越大表明酶分草酸!酒石酸和磷酸在土壤胶体和矿物表面与酶分子和胶体矿物表面的吸附亲和力就越低?由表u中子的竞争作用和通常所观察到的无机含氧阴离子与≈voxoyoty?的数据可见o不同阴离子体系中o酶对针铁矿的亲和酶的竞争吸附相一致?一般认为o有机阴离力高低顺序为}乙酸?草酸?酒石酸?磷酸?就高子的吸附亲和力和竞争能力与相应的tΒt型?ˉ2有岭石和u种土壤胶体而言o不同体系中o酶与固相表机配体复合物k??ˉ2?l的稳定常数有关?如??ˉ2?值面的亲和力为}乙酸?草酸?磷酸?酒石酸?这意越大o有机阴离子的吸附就越牢固o有机阴离子与吸upup味着o在有机或无机阴离子存在时o酶对土壤胶体和附在铝氧化物上的≥¨?v和≥¨?w竞争吸附就越矿物的亲和力随着配体和表面类型的变化而变化?有效≈xoz??本文的结果显示有机酸抑制酶吸附的相磷酸根显著降低了铁氧化物表面对酶的吸附亲和对能力为}酒石酸?草酸?乙酸?然而oˉ2a??ˉ2?和力酒石酸则对高岭石和以层状硅酸盐矿物为主的oˉ2?的值均为}草酸?酒石酸?乙酸≈x??这可能a?¨2?土壤胶体表面酶的吸附亲和力影响较大?这与有机与较小分子量的有机阴离子和较大分子量的酶分子和无机配体体系中酶在土壤胶体和矿物上的吸附量k酸性磷酸酶的分子量约为tss??¤≈tz?l之间的巨大的结果相一致除酒石酸外各阴离子体系中酶对?oo差异有关?酶在矿物和有机表面的吸附机理通常包针铁矿的亲和力顺序与配体本身对氧化物表面的亲括配位交换≈t{?!静电力!疏水力!氢键和?¤±§¨μ≈wox?和力顺序正好相反?一般认为o磷酸根对铁氧?¤¤ˉ?力等≈tw??尽管酒石酸具有较小的ˉ2?值oa?ˉ2?化物具有极强的亲和力o这是导致酶在针铁矿表面但酒石酸比草酸具有更大的表面覆盖度o其立体位的吸附亲和力较低的主要原因?°¤μ??··等报道o尽阻在抑制矿物表面特别是层状硅酸盐矿物表面酶的管磷酸和草酸都可以双核形态吸附在矿物的表面o吸附中作用更显著?但它们被吸附的数量截然不同o针铁矿表面所有的配体对酶吸附的抑制效率可通过以下公式来计?2型羟基可被磷酸的双核种类所取代o而草酸的双算}配体抑制效率khl?tpk有配体时酶的吸附量r核复合物仅能取代部分的?2型羟基o剩下的?2型羟无配体时酶的吸附量l?基将由吸附亲和力相对较弱的草酸单核复合物所取对针铁矿而言o当配体r酶的摩尔比从txss升代≈t??酒石酸根降低酶与土壤胶体和高岭石表面高到txssskx?xs°°2ˉ#?pt配体浓度l时o磷酸根亲和力的作用可能主要归因于其较大的分子量及其抑制酶吸附的效率从vuh增加到zwho酒石酸则从立体位阻效应?:..tt期赵振华等}几种低分子量有机酸!磷酸对土壤胶体和矿物吸附酸性磷酸酶的影响tvz|图250°°2ˉ#??1配体溶液中o酸性磷酸酶在土壤胶体和矿物表面的等温吸附曲线??aqu?§?2μ3·?2±??2·?¨μ°?2?¤|?§3?2?3?¤·¤?¨2±?2?ˉ|2ˉˉ2?§?¤±§°?±¨μ¤ˉ??±3μ¨?¨±|¨2?xs°°2ˉ#?ptˉ?a¤±§表2土壤胶体!矿物等温吸附酸性磷酸酶拟合?¤±a°∏?μ方程的有关参数פ￥ˉ¨u?¤±a°∏?μ3¤μ¤°¨·¨μ??2줧?2μ3·?2±2?¤|?§3?2?3?¤·¤?¨2±?2?ˉ|2ˉˉ2?§¤±§°?±¨μ¤ˉ?土壤胶体和矿物参数配体??a¤±§≥2?ˉ¤±§°?±¨μ¤ˉ?|2ˉˉ2?§°¤μ¤°¨·¨μ乙酸?|¨·¤·¨草酸??¤ˉ¤·¨酒石酸פμ·μ¤·¨磷酸°?2?3?¤·¨针铁矿?2¨·??·¨÷°¤?u{zuyu|tvqu∞ny?|tq{{|qsuvzqtvqu∞nz?usq||xsq|vvsq|w|sq|wy黄棕壤≠¨ˉˉ2o￥μ2o±?2?ˉ÷°¤?txxzztx|twt?uvqzwtqyuuyq||xqs?usq|xtsq||{sq|{usq||t高岭石?¤2ˉ?±?·¨÷°¤?{yyx|wzv?tvqwvxqy|zq{w{qy?usq|vtsq|xwsq|zwsq|zu砖红壤?¤·2?2ˉ÷°¤?|{yu|ytsw?tzqyxwqxuuyqztx{qw?usq|ztsq||xsq||zsq|yy2q3阴离子加入顺序对酶吸附量的影响石具有较少的供酶进行配位交换吸附点位有关?配体加入方式对酶吸附的影响随着配体类型的3结论变化而变化k图vo图wl?对乙酸和草酸而言o配体和酶同时进入体系k?n∞处理l!配体先于酶进入体综上所述o乙酸在较低浓度时促进了酶的吸附o系k?r∞处理l以及配体后于酶进入体系k∞r?处草酸对酶的吸附表现为先抑制后促进的趋势o酒石理l等几种处理对酶吸附量的影响差异不大?这可酸和磷酸却随着其浓度的升高而显著抑制酶的吸能意味着吸附竞争力相对弱的配体加入顺序对酶在附?乙酸根促进酶吸附的作用可能与其在矿物表面土壤组分上的吸附影响不大?酒石酸和磷酸体系的质子化过程有关?磷酸根显著降低了酶与针铁矿中o∞r?处理通常具有最大的吸附量o而?n∞处理的吸附亲和力o酒石酸则对酶在土壤胶体和高岭石则具有最小的酶吸附量o这表明当酶和配体同时加入表面的吸附亲和力的影响最大o表明配体分子大小时二者之间存在更多的竞争?酒石酸和磷酸的加入在抑制矿物对酶的吸附中起重要作用?当酶和配体顺序对酶在高岭石表面吸附影响相对较小o这与高岭一起加入或酶后于配体加入时酶的吸附量最低?:..tv{s中国农业科学vx卷?¨?¨μ¨±|¨?≈t?°¤μ??··??o?¤μ°¨μ?≤q?§?2μ3·?2±2±??§μ2∏?2??§¨??q??2¤ˉ¤·¨o￥¨±?2¤·¨2±a2¨·??·¨q?.ΣοιλΣχιqt|zz¤ou{}wspwzq≈u??¤??¤???o?¤μ2≠2?¨??o?2?¨±￥¨μa?o≥32??·2?q°?2?3?2μ∏?¤§?2μ3·?2±￥??¤2ˉ?±?·¨¤±§°2±·°2μ?ˉˉ2±?·¨}??q?μa¤±?|¤±?2±|2°3¨·?·?2±.?qt|{{oxu}tx{xptx{|q≈v???2ˉ¤±·¨?o??¤±?쨧¤?q≤2°3¨·?·2±?±¤§?2μ3·?2±￥¨·o¨¨±3?2?3?¤·¨¤±§2?¤ˉ¤·¨2±¤±¤ˉ∏°?±∏°??§μ2??§¨°2±·°2μ?ˉ2ˉ2±?·¨|2°3ˉ¨?.?qt||voxz}tuvxptuwtq≈w???2ˉ¤±·¨?o??¤±?쨧¤?q?§?2μ3·?2±2?3?2?3?¤·¨2±√¤μ?¤￥ˉ¨|?¤μa¨°?±¨μ¤ˉ?}|2°3¨·?·?2±¨??¨|·2?2μa¤±?|ˉ?a¤±§?q?±∞±√?2μ2±°¨±·¤ˉ?°3¤|·2?≥2?ˉ≤2°32±¨±·?±·¨μ¤|·?2±?q?2ˉq???¨·2¤ˉ?o?·?¨μ?±2μa¤±?|¤±§°?|μ2￥?¤ˉ?|·?√?·?¨?k°q?q?∏¤±a~?q?¨μ·?¨ˉ?±~?q?q?2ˉˉ¤ao?q?q?|??ˉˉ¤±§?q?q°¤a¨o¨§?qlo≤?≤°μ¨??o?2|¤?¤·2±qt||x}u|pv{q≈x???±¨???o?∏¤±a°?q?±?ˉ∏¨±|¨2?2μa¤±?|¤|?§?2±?¨ˉ¨±?·¨?2μ3·?2±￥?322μˉ?2짨쨧¤ˉ∏°?±∏°??§μ2??§¨?.?qt||zoyt}zzupz{vq≈y??¨¨ˉ?2¨§?≥o??¨°?·μ¤×o?¤±??¨°?§?-???q≤2°3¨·?·?2±?±·¨μ¤|·?2±￥¨·o¨¨±3?2?3?¤·¨¤±§|?·μ¤·¨2±a2¨·??·¨qΕν?||{ovu}utt|putuvq图3草酸加入顺序对在土壤胶体和矿物表面酶吸附量的≈z???-?±-?¤?o≥|?∏ˉ·?¨??≤°q?±·¨μ¤|·?2±2?|¤μ￥2±¤·¨¤±§2μa¤±?|影响¤±?2±?o?·??∏ˉ?¤·¨¤±§?¨ˉ¨±¤·¨¤§?2μ3·?2±2±¤±¤ˉ∏°?±∏°2?2??aqv∞??¨|·2?·?¨¤§§?·?2±2짨μ2?2?¤ˉ¤·¨¤±§¨±??°¨2±?§¨.?qt||{oyw}{|{p|s{q≈{??2?×?o≤2°¨μ?2μ·??q?2o2°2ˉ¨|∏ˉ¤μ2o¨?a?·2μa¤±?|¤|?§?¤§?2μ3·?2±2?¨±??°¨2±?2?ˉ|2ˉˉ2?§?¤±§°?±¨μ¤ˉ??±?¨ˉ¨|·¨§?2μ¨?·?2?ˉ?2??2∏·?¨¤?·¨μ±?≥?.?qt||soxw}ttv|pttwwq≈|??2?§≥?o?2μ·ˉ¤±§??q∞±??°¨?±·¨μ¤|·?2±?o?·?|ˉ¤??¤±§|ˉ¤?22μa¤±?|°¤··¨μ|2°3ˉ¨?¨?q?±≥2?ˉ??2|?¨°??·μ?o?2ˉqyq?2?q?2ˉˉ¤a¤±§?q≥·2·???k¨§?qlq?¤μ|¨ˉ?¨??¨μo?¨o≠2μ?ot||s}tpu{q≈ts???¤±?쨧¤?o?¤2??o??2ˉ¤±·¨?q?§?2μ·?2±o¤|·?√?·?¤±§??2±¨·?|3μ23¨μ·?¨?2?∏쨤?¨2±°2±·°2μ?ˉˉ2±?·¨|2°3ˉ¨?¨?||uouw}xtpx{q≈tt??¤?§-¤?o?∏¤±a°?o?2ˉˉ¤a??q∞±??°¨2|ˉ¤??±·¨μ¤|·?2±?¤±§·?¨?μ?°3¤|·2±·μ¤±??2μ°¤·?2±2?±¤·∏μ¤ˉ¤±§¤±·?μ232a¨±?2|2μa¤±?||2°32∏±§??±?2?ˉq?.Εν?|}yzzpy|tq≈tu??¤?§-¤?o??2ˉ¤±·¨?o?∏¤±a°?q?§?2μ3·?2±2?·?μ2??±¤?¨2±2·2°2±·°2μ?ˉˉ2±?·¨¤??±?ˉ∏¨±|¨§￥???§μ2??¤ˉ∏°?±∏°|2¤·?±a?qΧλαψσανδΧλαψΜινεραλσot||xowv}ywzpyxxq≈tv??∏¤±a±o≥??±§2?o?2?×?q?§?2μ3·?2±o¤|·?√?·?¨?¤±§??2±¨·?|?2?¤|?§3?2?3?¤·¤?¨¤??±?ˉ∏¨±|¨§￥?°2±·°2μ?ˉˉ2±?·¨o?·?§???¨μ¨±·?±·¨μˉ¤?¨μ°¤·¨μ?¤ˉ?qΣοιλΣχιqt||xox|}uztpuz{q≈tw??∏¤±a±o??¤±a?o??÷q∞??¨|·?2??μ2±¤±§¤ˉ∏°?±∏°2??§¨?¤±§?¤2ˉ?±?·¨2±¤§?2μ3·?2±¤±§¤|·?√?·?2??±√¨μ·¤?¨qΠεδο2σπηερεot||{o{}uxtpuysq≈tx??·??±?2±??o°2?±¨ˉ??o±∏????°q?§?2μ3·?2±2?32·¨±·?¤ˉ2§¨·¨μ°?±?±a?2±¤·?¨μμ?2¤′∏¨2∏?¨ˉ¨|·μ2ˉ?·¨?±·¨μ?¤|¨q?.|yzoztkvl}xxtq≈ty???2ˉ¤±·¨?o≤≤2ˉ2°￥2o?∏2±§2±±2?q≤2°3¨·?·?√¨¤§?2μ3·?2±的影响2??2??¤·¨¤±§2?¤ˉ¤·¨￥¤ˉ∏°?±∏°2??§¨????aqw∞??¨|·2?·?¨¤§§?·?2±2짨μ2?·¤μ·μ¤·¨¤±§¨±??°¨2±Αμ.?qt||toxx}yxpzsq¤§?2μ3·?2±2?¨±??°¨2±?2?ˉ|2ˉˉ2?§?¤±§°?±¨μ¤ˉ?≈tz??¤2??o??¤±?쨧¤?o°¤ˉ°?¨μ?2?o??2ˉ¤±·¨?q?±·¨μ¤|·?2±?2?¤|?§3?2?3?¤·¤?¨o?·?|ˉ¤??o2μa¤±?|°2|∏ˉ¨?¤±§2μa¤±22°?±2¨μ¤ˉ|2°3ˉ¨?¨?qΣοιλΣχιqt||yotyt}zxtpzysq≈t{?≥¨3¨ˉ?¤???o?¨ˉ§?¤°3??o?22§?×∞o??ˉˉ·¨??o?ˉ¨°≥?q?§?2μ3·?2±2?3¨3??±￥?¤ˉ∏°?±∏°??§μ2??§¨?}?§?2μ3·?2±°¨|?¤±??°q?.|{wozv}txtwptxtzq