非水相中微生物脂肪酶催化转酯化拆分(R,S)-α-苯乙醇

研究了非水有机溶剂体系中脂肪酶不对称转酯化拆分(R,S)-α-苯乙醇反应,比较了15种不同微生物来源的脂肪酶,从中优选出催化活性及对映选择性较高的脂肪酶LipasePS,系统考察了影响该酶催化不对称转酯化反应的关键因素,获得了优化的催化拆分工艺条件.结果表明,脂肪酶LipasePS在非水反应体系中,以正己烷为反应介质,初始水活度为0.75,底物苯乙醇和乙酸乙烯酯浓度分别为0.3和0.6mol/L,加酶量5mg/ml,35°C,200r/min,反应14h后,底物(R,S)-α-苯乙醇的转化率达44.7%,产物(R)-乙酸苯乙酯的光学纯度达98.6%.水活度可影响酶对底物的转化率和对映选择性.

有机-无机纳米复合材料固定化猪胰脂肪酶催化消旋α-苯乙醇转酯化拆分反应

以功能性离子液体作为桥联剂,将天然有机高分子材料壳聚糖(CS)和介孔SiO2(SBA-15)制备一种新型有机-无机纳米复合材料。以合成的复合材料为载体,用于猪胰脂肪酶(PPL)的固定化,并在有机相中对其催化α-苯乙醇转酯化拆分反应进行研究。结果表明:新型纳米复合材料固定化PPL在最优工艺条件(反应温度45℃、反应时间13 h、醋酸乙烯酯和苯乙醇的摩尔比8∶1、底物浓度3 mol/L、转速200 r/min)下,对消旋α-苯乙醇与乙酸乙烯酯的转酯化拆分活性和立体选择性有了大幅度提升。在转化率为55.3%时,底物S-对映体过剩值可达99.3%,对映体选择性可达77.2%,相比游离酶提高了13.04倍。研究证明基于功能性离子液体连接的壳聚糖-介孔硅纳米材料是提高酶选择性和催化效率的良好载体。

苯乙酮转化为(S)-a-苯乙醇的工程菌构建

【背景】(S)-a-苯乙醇是一种重要的药物合成中间体,利用工程菌将苯乙酮转化为(S)-a-苯乙醇的方法具有立体选择性强、转化条件温和等优势,该研究对未来绿色工业化生产有重要意义。【目的】构建能将苯乙酮转化为(S)-a-苯乙醇的工程菌并对其转化条件进行研究。【方法】分别从红平红球菌(Rhodococcuserythropolis)和博伊丁假丝酵母(Candidaboidinii)中克隆得到羰基还原酶基因ReADH以及甲酸脱氢酶基因FDH,构建pRSFDuet-ReADH-FDH(R1F2)和pRSFDuet-FDH-ReADH (F1R2)两个共表达载体,分别在大肠杆菌中表达。测定R1F2和F1R2中ReADH和FDH酶活性及其催化反应的最适反应条件。对利用全细胞转化苯乙酮为(S)-a-苯乙醇反应条件进行研究。【结果】构建了R1F2和F1R2两个共表达载体,其中R1F2中ReADH和FDH的酶活性分别为6.7 U/mL和7.6 U/mL,对苯乙酮有更强的催化还原能力。R1F2中ReADH和FDH的最适pH分别为6.0和8.5,最适温度分别为40°C和35°C。R1F2全细胞转化苯乙酮反应的最适pH和温度分别为7.5和30°C,对高底物有较强耐受性,对400 mmol/L苯乙酮转化率大于98%,产物(S)-α-苯乙醇的光学纯度大于99%。【结论】研究获得的工程菌及其全细胞转化条件为工业应用奠定了基础。

树脂吸附对红酵母催化苯乙酮不对称还原反应的促进作用

以红酵母静息细胞催化苯乙酮不对称还原合成(S)-α-苯乙醇为模型反应,研究了在反应体系中加入吸附树脂对反应的影响.结果表明,水相中较高浓度(>50mmol/L)的苯乙酮对红酵母细胞具有显著毒性;加入适量的吸附树脂可以降低水相中苯乙酮的浓度从而减小对细胞的毒害作用.考察了3种不同极性的吸附树脂(HZ-801,HZ-806和HZ-816)对底物和产物的吸附能力,发现在3种树脂中疏水性最强的HZ-816树脂对反应底物和产物具有相对较高的吸附能力.进一步研究结果表明,当底物浓度为100mmol/L,细胞湿重为500g/L时,与不加树脂的对照实验相比,加入100g/LHZ-816树脂后,使得48h的反应转化率从54%提高到91%,与此同时细胞的死亡率从99%下降为10%.含有产物的树脂经乙醇解吸后即可循环使用.