新型材料固定化氧化还原酶研究进展

氧化还原酶可催化许多关键反应,在生物制造中具有重要应用价值.本文关注新型材料在氧化还原酶固定化中的应用和研究进展,总结碳材料、导电高分子、金属-有机框架材料等以及复合材料固定化酶的研究现状,分析各种材料的介观结构、理化性能,及其在酶固定中的优势和缺点.探讨以提高材料生物相容性从而提升氧化还原酶稳定性和催化效率为导向的界面修饰调控策略.着重介绍导电材料固定化氧化还原酶,及其在生物转化、生物传感器、生物燃料电池等领域的应用.展望氧化还原酶固定化的发展趋势和所面临的挑战.

耐有机溶剂氨基酸脱氢酶基因挖掘与非天然氨基酸的非水相合成

可在非水相体系高效催化不对称还原反应制备手性化合物的氧化还原酶具有重要科学意义与工业应用前景。基于基因挖掘技术,获得了17个耐盐氨基酸脱氢酶的基因,并分析了其进化同源性和蛋白质稳定性热力学参数。选取来源于Natranaerobius thermophilus的苯丙氨酸脱氢酶(PheDH),进行了基因合成和表达、分离和纯化,获得了耐盐氨基酸脱氢酶,并检测了其有机溶剂耐受性。结果表明,对于催化L-苯丙氨酸的氧化脱氨体系,反应的最适温度为60℃,最适pH为12。在含有30%的二甲亚砜反应体系中,催化活性是水相体系的1.2倍。而对于催化还原胺化制备L-高苯丙氨酸的体系,最适温度为70℃,最适pH为8.5。在含30%的甲基叔丁基醚和二甲亚砜反应体系中,催化活性分别是原始活性的101.3%和99.2%。研究表明,该耐盐酶具有较好的耐热、耐有机溶剂等抗逆性能。