面包酵母还原丁二酮合成(S)-乙偶姻的研究

以丁二酮(Diacetyl)为底物,以面包酵母(Saccharomyces cerevisiae)休止细胞为还原剂,选择性合成(S)-乙偶姻。分别考察了不同菌株、辅助底物、辅助底物浓度、缓冲液体系pH值和酶抑制剂等因素对丁二酮转化率和(S)-乙偶姻ee值的影响。结果表明:丁二酮的转化(S)-乙偶姻的适宜条件为:面包酵母XG-4-2,辅助底物为30.0 g/L乙醇,0.05 mol/L pH 5.0的Na2HPO4-KH2PO4缓冲体系,酶抑制剂异丁醇加量为2.0 g/L。丁二酮转化率可达82%,(S)-乙偶姻纯度可达到91.2%,(S)-乙偶姻对映体过量值(ee值)达82.4%。

祖先羰基还原酶的挖掘及酶法合成(S)-乙偶姻的研究

【背景】(S)-乙偶姻是一种重要的精细化学品,开展其绿色高效合成具有重要的应用价值。【目的】祖先酶可能具有较好的热稳定性。论文以筛选高活性和稳定性的祖先羰基还原酶为目标,并探究其酶学性质,实现(S)-乙偶姻的高效酶法合成。【方法】基于祖先序列重建法的基因挖掘策略筛选双乙酰还原酶,并对其进行了酶学性质表征,构建不对称还原双乙酰合成(S)-乙偶姻的反应体系。【结果】获得了一种可以不对称还原双乙酰合成(S)-乙偶姻的祖先羰基还原酶AncBDH1,并在Escherichia coli中实现可溶性表达。序列保守性分析显示,AncBDH1含有短链醇脱氢酶家族的特征基序,且与已报道羰基还原酶的同源性均较低。对AncBDH1进行了镍柱纯化和酶学性质表征,显示其仅可利用NADH为辅酶,最适反应pH值为7.0,最适反应温度为60℃,催化活性不依赖金属离子,并且表现出对二甲基亚砜等有机溶剂的良好耐受性。Anc BDH1可以在12 h内将200 mmol/L双乙酰完全转化为(S)-乙偶姻。【结论】发现了一个具有较高的最适温度及有机溶剂耐受性的祖先羰基还原酶AncBDH1,并实现了(S)-乙偶姻的高效酶法合成,为(S)-乙偶姻的酶法合成奠定了一定的研究基础。

生物法合成乙偶姻手性异构体的研究进展

乙偶姻是一种重要的四碳平台化合物,在食品、医药、烟草、化妆品、化工等行业具有广泛的用途,其手性异构体(R)?乙偶姻和(S)-乙偶姻由于具有独特的立体结构,还可用于合成高附加值手性药物、化学中间体、液晶材料。本文综述了近年来利用酶法、全细胞催化法和基因工程菌发酵法制备手性乙偶姻的研究成果,介绍了利用代谢工程、合成生物学等技术在构建基因工程菌株,以及在提高乙偶姻产量、转化率和光学纯度方面所取得的研究进展。最后讨论了目前所存在的问题和难点,以及今后应该重点关注的研究方向。