磷脂酰乙醇胺的酶促合成及底物抑制动力学

对磷脂酶D(phospholipase D,PLD)在有机溶媒-水两相体系中催化磷脂酰胆碱(phosphatidylcholine,PC)和乙醇胺(ethanolamine,EA)合成磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine,PE)的反应条件进行优化,并对反应动力学机制进行了研究。确定最佳反应条件为:温度28℃,p H 5.5,底物摩尔比(EA/PC)20∶1,在此条件下PE产率达87.2%。通过研究底物浓度对反应速率的影响,确定反应符合单底物抑制的Ping-Pang机制。分别以Matlab软件的Fminsearch函数与Lineweaver-Burk双倒数作图法求取动力学参数,结果基本一致,底物乙醇胺EA的抑制常数为Ki B=1.50mmol/L。抑制机理为两分子EA同时结合到一分子磷脂酰基-PLD中间体上,生成磷脂酰基-PLD-(EA)2死端复合物,符合竞争性抑制反应动力学规律。该动力学模型预测与实验数据吻合良好,对PLD催化合成PE反应过程的操作及反应器选型设计具有指导作用。

反复分批式反应提高磷脂酰丝氨酸的生产能力

磷脂酶D(PLD)催化大豆磷脂合成磷脂酰丝氨酸(PS)反应是在油-水两相体系中进行的,大豆磷脂(PC)溶于有机相中,L-丝氨酸溶于水相中,但反应过程中产生副产物——胆碱,抑制酶的催化反应速率,需及时移除胆碱。本文主要采用反复分批式反应来解决这一问题。并考察了增大底物PC的浓度,PS的收率大大降低。低底物PC浓度下,添加不同浓度胆碱,转酯速率及PS收率都降低;高底物PC浓度下,采用反复分批式反应去除胆碱,转酯反应速率提高38%,PS收率达67%。研究表明反复分批式操作是一种生产磷脂的新型工艺,其中PS的生产能力明显提高,而且重复10次反应后,固定化酶活力仍保持58%,纳米Si O2固定化磷脂酶D较好地适用于反复分批式反应。