生物催化法合成6-氰基-（3R，5R）-二羟基己酸叔丁酯

利用E.coli BL21／pCDFDuet-gdh—cr-X共表达全细胞催化6-氰基-（5R）-羟基-3-羰基己酸叔丁酯不对称还原合成6-氰基-（3R,5R）-二羟基已酸叔丁酯。结果表明：在菌体用量4．85g/L、葡萄糖与底物质量浓度比为1：1、温度28℃、pH7．0条件下,80．0g／L6-氰基-（5R）-羟基-3-羰基己酸叔丁酯生物还原2h后,底物转化率可达99．0％,产物d.e．值大于99．5％。在考察范围内,NADP^＋用量对催化效率无显著作用。     

羰基还原酶不对称还原（R）-6-氰基-5-羟基-3-羰基己酸叔丁酯

选择R-羰基还原酶和葡萄糖脱氢酶双酶,协同催化（R）-6-氰基5-羟基-3-羰基己酸叔丁酯不对称还原制备阿托伐他汀关键手性合成子6-氰基-（3R,5R）-二羟基已酸叔丁酯。转化条件优化结果显示：在不添加外源性辅酶NADP（H）、菌体用量15．0g/L、147．0g/L（R）-6-氰基-5-羟基-3-羰基己酸叔丁酯、128．2g／L葡萄糖,30℃、pH6．5条件下反应6h后,底物转化率达到100％,产物d．e．值大于99．5％。     

重组腈水解酶催化合成(S)-3-氰基-5-甲基己酸

(S)-3-氰基-5-甲基己酸是合成普瑞巴林的关键手性中间体。笔者以表达来源于Brassica rapa subsp.的重组腈水解酶工程菌Br Nit为催化剂,不对称水解外消旋异丁基丁二腈(IBSN)制备(S)-3-氰基-5-甲基己酸。考察反应温度、p H以及不同底物浓度和金属离子对全细胞催化IBSN水解的影响。结果表明:全细胞催化的最适温度为30℃,最适p H为8. 0,最适底物浓度为180 mmol/L。在此条件下,利用10 g/L湿菌体催化水解IBSN,反应6 h转化率可达45. 1%,产物对映体过量值(e.e.值)达到97. 9%。     

定点突变提高醇脱氢酶LkTADH催化制备他汀关键手性砌块的酶活

(S)-6-氯-3-羰基-5-羟基己酸叔丁酯[(S)-CHOH]是他汀类药物合成的关键手性中间体。利用醇脱氢酶催化6-氯-3,5-二羰基己酸叔丁酯不对称合成(S)-CHOH是很有潜力的制备路线,目前存在的主要问题是醇脱氢酶催化活性较低。首先对来源于Lactobacillus kefir DSM 20587的醇脱氢酶的四点突变体LkTADH(A94T/F147L/A202L/L199H)进行回复突变,确定了关键位点147和202,并获得比酶活提高1倍的突变体MF147L-A202L。对这两个位点进行饱和突变,获得比酶活比LkTADH提高1.47倍的突变体MF147I-A202L。其比酶活为10.17U/mg,为目前文献报道最高水平。通过动力学分析和分子对接,分析了突变位点对酶活影响的机制,为后续研究奠定了良好的基础。     

伴有辅酶原位再生的胞外酶耦合法制备（R）-苯基乙二醇

经5轮诱变筛选,从近平滑假丝酵母（Candida parapsilosis CICC1676）中分离得到产NADH依赖型羰基还原酶（Carbonyl reductase,CR）菌株CP-9。所产羰基还原酶（CRCp-9）经两步快速纯化获得纯化倍数为11．5倍,比活力为1．84 U/mg的酶液,其还原反应的最适pH值为6．5,最适温度为40℃。该酶转化β-羟基苯乙酮制备手性化合物（R）-苯基乙二醇,因此是（R）-专一性羰基还原酶。该酶与NADH普适性再生酶-甲酸脱氢酶（For-mate dehydrogenase,FDH）在胞外相耦联,构建伴有辅酶再生与反复利用的CR/FDH双酶催化制备立体醇体系,底物β-羟基苯乙酮转化率达95．4％,产物（R）-苯基乙二醇得率为93％,辅酶的总转化数（Total turn number, TTN）达267,产物e．e．值为98．6％,批次耦合反应生产能力达0．8 g/L/h,较单酶催化有较大提高,与细胞转化法相比也具有较好的生产能力。因此,伴有辅酶再生的胞外酶耦合催化具有潜在的制备手性醇化合物的工业应用价值。     

(S)-羰基还原酶II于酿酒酵母孢子中表达与功能

摘要:【目的】使近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis CCTCC M203011)的(S) -羰基还原酶II 表达并包埋于酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae AN120)孢子中,实现了重组酶高效催化生产(S) -苯基乙二醇的转化过程。【方法】采用PCＲ 扩增技术,从近平滑假丝酵母基因组中克隆(S) -羰基还原酶II 基因,于酿酒酵母AN120中表达,以醋酸钾为唯一碳源诱导培养产生孢子,包埋(S)-羰基还原酶II。以该孢子为生物催化剂,2-羟基苯乙酮为底物进行生物转化反应,经HPLC分析,计算产物的光学纯度和得率。考察了孢子催化转化反应的最适温度和pH值,温度和pH 稳定性以及多批次使用性能。【结果】在最适反应温度40℃和pH6.0条件下,10%(W/V)子囊孢子催化6 g/L 2-羟基苯乙酮,产物(S) -苯基乙二醇的光学纯度和得率均高达99%以上。与重组大肠杆菌相比较,重组孢子合成(S)-苯基乙二醇的得率由89.7% 提高到99.0%,反应时间由48 h缩短为4 h;连续使用10批次后,其催化产物的光学纯度几乎不变,得率保持在85%以上。【结论】该研究首次实现了氧化还原酶在酵母孢子内的异源表达,为手性化合物的高效制备奠定了坚实的研究基础。     

(3R)-2-羧乙基-3-氰基-5-甲基己酸乙酯水解酶产生菌的筛选与产酶条件优化

以2-羧乙基-3-氰基-5-甲基己酸乙酯为唯一碳源,采用手性气相法检测,筛选到一株能产对映选择性水解酶的假单胞菌Pseudomonas CGMCC No.4184.该菌产的水解酶能优先水解R型底物产生(3R)-2-羧乙基-3-氰基-5-甲基己酸,产物对映体过量值达到90%以上.对菌株Pseudomonas CGMCC ...     

(S)-羰基还原酶Ⅱ与葡萄糖脱氢酶共催化高效合成(S)-苯乙二醇北大核心CSCD

【目的】通过优化获得最佳酶活配比,设计近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis)CCTCC M203011的(S)-羰基还原酶Ⅱ与枯草芽孢杆菌(Bacillus sp.)YX-1葡萄糖脱氢酶在大肠杆菌中的共表达体系,实现重组菌高效催化2-羟基苯乙酮,合成(S)-苯乙二醇。【方法】分别从重组大肠杆菌中纯化了(S)-羰基还原酶Ⅱ和葡萄糖脱氢酶,研究了2种酶共催化2-羟基苯乙酮的最佳酶活比例,最适催化温度和pH,由此构建(S)-羰基还原酶Ⅱ和葡萄糖脱氢酶的共表达体系。【结果】(S)-羰基还原酶Ⅱ的比酶活力为1.3 U/mg,葡萄糖脱氢酶的比酶活力为13.5 U/mg。在总酶活力为1 U时,(S)-羰基还原酶Ⅱ和葡萄糖脱氢酶共催化体系中,确定了2种酶的最佳比例在1∶1到5∶1(U/U)之间,最适反应温度为30℃,pH为7.0。在此基础上构建了(S)-羰基还原酶Ⅱ和葡萄糖脱氢酶基因比为1∶1的共表达体系,共表达重组菌破碎上清液中(S)-羰基还原酶Ⅱ和葡萄糖脱氢酶酶活分别为0.76 U/mg和0.73 U/mg,两者的酶活比例为1∶1。在上述确定的最适催化条件下,其催化10 g/L 2-羟基苯乙酮,产物(S)-苯乙二醇的光学纯度和得率均高达99%以上。与仅含有(S)-羰基还原酶Ⅱ的重组大肠杆菌相比,共表达体系转化产物(S)-苯乙二醇的得率明显提高,且转化时间由原来的24 h缩短为13 h。【结论】通过确定(S)-羰基还原酶Ⅱ和葡萄糖脱氢酶最佳酶活配比,为构建手性催化的靶酶和辅酶再生酶共表达体系,为实现手性化合物的高效制备提供了研究基础。     

一种新型(S)-羰基还原酶的克隆及其功能表达

【目的】从近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis CCTCC M203011)基因组中钓取新型(S)-羰基还原酶基因(scrⅡ),对其生物转化手性醇的功能进行了验证。【方法】采用PCR的方法,从C.parapsilosis基因组中扩增出一段可能的羰基还原酶基因scrⅡ。以构建的重组菌Escherichia coli BL21/pET28a-scrⅡ为生物催化剂,2-羟基苯乙酮为底物进行催化反应,经HPLC分析,计算终产物的光学纯度和产率,确定了转化反应的最适温度和pH值。【结果】scrⅡ基因全长为840bp,编码279个氨基酸,与已报道的(S)-羰基还原酶基因scr的一致性为85%。氨基酸序列分析表明SCRⅡ具有典型短链醇脱氢酶的功能域:辅酶结合区域Thr40-Gly41-(X)3-Gly45-X-Gly47和催化三联体结构Ser172-(X)n-Tyr187-(X)3-Lys191。在30℃,0.1mmol/LIPTG的诱导下,(S)-羰基还原酶(SCRⅡ)在E.coli中过量表达。以10%(w/v)的重组菌为催化剂,高浓度(6g/L)2-羟基苯乙酮为底物,在最适反应温度35℃和pH5.5的条件下,转化产物(S)-苯基乙二醇的光学纯度高达99.1%e.e.,产率为89.6%。与(S)-羰基还原酶SCR相比较,底物浓度提高了一倍,产物的光学纯度和产率分别提高了10%和28%。【结论】采用分子克隆技术分离出新型羰基还原酶SCRⅡ的编码基因,该酶的发现为手性醇的高效制备奠定了坚实的研究基础。     

高产(+)γ-内酰胺酶菌株的筛选与发酵产酶研究

从土壤中筛选获得高产(+)γ-内酰胺酶的微生物菌株,并鉴定和保藏为Delftia sp.CGMCC No.5755.对该Delfiia sp菌株的发酵产酶条件进行了研究,结果表明,最适发酵培养基为:蔗糖30 g/L,蛋白胨30 g/L,牛肉膏25 g/L,乙酰胺5 g/L,MgS04 1 g/L;最适发酵温度及初始pH分别为32℃和pH 7.0.该菌株在上述条件下发酵培养20 h,菌体生物量为16.0 g/L,(+)γ-内酰胺酶的酶活为692 U/L.采用Delftia sp.静息细胞对100 g/L的外消旋底物2-氮杂二环-[2.2.1]-庚烷-5-烯-3-酮(简称(±)γ-内酰胺)的水解拆分反应中,产物(-)γ-内酰胺光学纯度大于99.9％e.e.,转化率为53.7％.研究为生物催化法高效制备光学纯(+)γ-内酰胺提供了可行的途径.     

手性拆分环氧氯丙烷菌株的筛选、鉴定及产酶条件研究

从土壤中筛选到5株环氧化物水解酶生产菌,并通过ITS序列鉴定了其中的C375菌,结果为黑曲霉（Aspergillus nigerZJB-09103）。考察了培养基不同碳源、氮源、金属离子和pH等对产酶的影响,得到了较佳的培养基条件：淀粉16g／L,豆饼粉3g／L,蛋白胨3g／L,KH2PO4 0．4g／L,K2HPO4 0．8g／L,MgSO4 0．2g／L,ZnSO4 0．03g／L,pH6．5。采用优化后的培养基条件,酶活力达到156．1U／L,比优化前初始发酵培养条件下的酶活提高了252％,当环氧化物水解酶催化时间为10h时,（s）-环氧氯丙烷的对映体过量值（e．e．）可达99．0％。产率为18．6％。     

以甘油为唯一碳源的氧化葡糖杆菌适应性驯化及催化合成米格列醇中间体6NSL

氧化葡糖杆菌(Gluconobacter oxydans)来源的山梨醇脱氢酶可催化N-羟乙基葡萄糖胺合成6-脱氧-6-氨基(N-羟乙基)-α-L-呋喃山梨糖,即合成降血糖药物米格列醇的关键中间体。本文采用适应性驯化策略,以甘油为唯一碳源,通过40 g/L、60 g/L、80 g/L和100 g/L甘油梯度连续传代培养,筛选获得了一株以甘油为碳源的高活力菌株G.oxydans A-3-D,扫描电镜结果表明该细胞表面褶皱较原始菌株有显著增加。在80 g/L甘油培养基摇瓶培养24 h后,菌体浓度为4.58 g DCW/L,山梨醇脱氢酶的发酵体积酶活与比酶活分别为原始菌株G.oxydans ZJB-605的1.3倍及1.5倍。此外,在摇瓶培养条件下对影响催化反应进程的关键因素进行了考查,结果表明在摇瓶体系中,G.oxydans A-3-D的最适催化反应条件为80.0 g/L底物、2.0 g DCW/L菌体细胞、20 mmol/L Mg~(2+)浓度,15℃反应48 h后底物转化率达到90.8%,6NSL累积浓度为72.6 g/L,较G.oxydans ZJB-605有显著提升。     

重组青霉素G酰化酶拆分制备（S）-邻氯苯甘氨酸

对产青霉素G酰化酶的重组枯草芽胞杆菌发酵产酶条件进行优化,确定优化后的发酵条件：可溶性淀粉10g/L、蛋白胨12g/L、酵母粉3g/L、NaCl10g,／L;pH7．5、培养温度37℃、装液量80mL（500mL三角瓶）、培养28h,青霉素G酰化酶的表达水平由最初的7．34U／mL提高至18．23U／mL。以表达青霉素G酰化酶的枯草芽胞杆菌发酵液为酶源,在水相中对映选择性催化N-苯乙酰-（R,S）-邻氯苯甘氨酸制备（S）-邻氯苯甘氨酸,当底物浓度为100mol／L时转化4h,转化率达44．2％。对底物浓度为80mmoL／L反应液中的（S）-邻氯苯甘氨酸进行分离,达到理论收率的94．29％（以N-苯乙酰-（R,S）-邻氯苯甘氨酸的0．5倍摩尔量为理论产率）,e．e．值大于99．9％。170℃条件下,N-苯乙酰-（R）-邻氯苯甘氨酸与苯乙酸共熔消旋为N-苯乙酰-（R,S）-邻氯苯甘氨酸可用于循环拆分。     

葡萄酒酵母不对称还原苯甲酰甲酸合成（R）-扁桃酸

研究了葡萄酒酵母不对称还原制备（R）-扁桃酸的转化,并将其放大至反应罐进行小试研究。通过转化条件的优化,在密闭条件下,当底物质量浓度为10g/L时,苯甲酰甲酸的产率达到72％,扁桃酸的对应过量值（e.e）值达到99％以上。实验发现,该微生物具有很好的催化稳定性,全细胞经过10批次反应,产率无明显降低,产物对映体过量值均高于98％。转化反应放大至7L反应罐体系后,S.ellipsoideus,仍然具有良好的催化性能,产率提高到81％,e.e值保持在99％。     

Bacillus megaterium WZ009催化合成(R)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯和(S)-3-羟基-γ-丁内酯

以外消旋4-氯-3-羟基丁酸乙酯为唯一C源的富集培养筛选得到一株菌株WZ009,经16S rDNA测序鉴定为巨大芽胞杆菌(Bacillus megaterium)。B.megaterium WZ009静息细胞可以立体选择性催化(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯水解和脱氯反应得到光学纯的(R)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯(e.e.≥99%)和(S)-3-羟基-γ-丁内酯(e.e.≥95%)。笔者对B.megaterium WZ009不对称催化反应影响因素(温度、pH、中和剂、底物浓度、时间进程以及细胞重复利用)进行优化研究,确定了该反应体系最优条件:底物浓度200 mmol/L,中和剂氨水,pH 7.2,40℃反应12 h,转化率达到50.6%,底物对映体过量值为99.6%。该生物催化合成(R)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯和(S)-3-羟基-γ-丁内酯过程具有良好的工业化应用前景。     

肺癌根治术后不同镇痛方式的临床效果比较

目的：观察和比较硬膜外自控镇痛（PCEA）和静脉自控镇痛（PCIA）用于肺癌根治术患者围术期的镇痛效果及其不良反应的发生情况。方法：选择择期全麻下行肺癌根治性切除术的患者1214例,ASAI～II级,依镇痛方式不同分为硬膜外自控镇痛组（PCEA组,n=1023）和静脉自控镇痛组（PCtA组,n=191）。观察围术期两组患者镇痛效果、不良反应及术后康复情况。结果：PCEA组术后2h静止状态下和术后6h、24h活动状态下VAS评分均明显低于PCIA组（P〈O．05）;术后48h的Ramsay评分明显低于PCIA组（P〈0．05）;术后住院时间明显短于PCIA组（P〈0．05）;肺部并发症的发生率、切口感染和术后谵妄、恶心呕吐的发生率均明显低于PCIA组（P〈0．01）。结论：PCEA和PCIA两种镇痛方式用于肺癌根治术患者围术期均可达到满意的临床镇痛效果,但PCEA的用药量更少,镇静作用轻,副反应少,并可以降低肺感染和切口感染的几率,缩短住院时间,更有利于肺癌根治术患者的镇痛和康复。