非水介质中脂肪酶催化的手性拆分研究进展

脂肪酶催化的外消旋体动力学拆分是不对称催化领域中极具吸引力且发展非常迅速的重要技术。对这一领域的最新研究进展进行了调研,并将注意力集中于脂肪酶在非水溶剂中的应用。引用最近五年中的一些文献案例,说明了脂肪酶作为立体选择性生物催化剂在外消旋体拆分中的多样化功能和应用。     

微乳液液晶相中脂肪酶的催化特性研究

本文探索了一种在非水介质中对酶进行固定化的新方法.研究了包埋于“水/AOT/异辛烷”系统中与有机溶剂共存的液晶相(L+LC)中的脂肪酶催化橄榄油水解的特性,发现于最适温度28℃,最佳pH为7.2,组成为(w/w%):AOT14.0%、水55.9%、异辛烷15.1%、橄榄油15.0%的条件下,脂肪酶活力较高,并且具有相当好的稳定性,尤其是产物分离和酶的回收简单易行,具有潜在的工业应用前景.     

非水介质中酶催化葡甘聚糖的转酯化反应

葡甘聚糖(KGM)是一种具有优异的生物降解性、生物相容性、独特的生理和药理功能的天然聚多糖。通过环境友好的、高选择性的酶催化转酯化反应引入疏水基团可以制备葡甘聚糖的酯化衍生物,从而拓宽其应用领域。本研究探讨了在非水介质中以脂肪酶Novozym 435、Lipozym RMIM、Lipozym TLIM和Lipase TypeⅦ催化KGM和乙酸乙烯酯的转酯化反应,并且考察了相关因素对转酯化反应的影响。实验结果表明:在非水介质N,N-二甲基乙酰胺、甲苯和异辛烷中,脂肪酶Novozym 435可以较好的催化乙酸乙烯酯和KGM发生转酯化反应。以Novozym 435为催化剂、以异辛烷为反应介质,当底物浓度[S]=30(mg/mL)、酶用量[E]/[S]=0.30(wt/wt)、酰基供体乙酸乙烯酯用量[Acyl]/[OH]=3.0(mol/mol)、50℃、反应72 h的条件下,酯化KGM的取代度(DS)可达到0.49。     

脂肪酶催化有机硅化合物的生物转化

C.cylindracea脂肪酶可催化有机介质中有机硅醇与脂肪酸的酯化反应。微水有机介质比水-水不溶有机介质更有利于酶的反应,有机硅醇是比其碳结构类似物更好的酰基受体。对不同有机硅醇底物,当其空间障碍大时,不利于酶催化酯化反应,对不同脂肪酸底物,有机硅醇未影响该脂肪酶的脂肪酸底物特异性。     

脱脂棉固定化脂肪酶的非水活性与稳定性

脂肪酶具有非水催化作用,但其非水催化活性和稳定性需进一步提高,这是非水酶学的瓶颈问题之一。理想的策略是模拟脂肪酶的界面活化机制,以大分子代替水,优化、稳定化和有效分散酶蛋白,阻止其在有机相中变性。因此,选用多羟基、比表面积大、惰性、且与酶蛋白能兼容的大分子--脱脂棉纤维,作为固定化载体,以1∶0.9的质量比,通过物理吸附,将假单胞菌脂肪酶(Pseudomonas cepacia lipase)固定在脱脂棉纤维上。在催化己醇与乙酸乙烯酯的转酯反应中,反应1 h,脱脂棉固定化脂肪酶转化底物的能力是酶粉的3.7倍。在每次6 h共6次的循环催化中,固定化酶和酶粉转化底物的能力分别平均每次降低约0.3%和2.4%。表明脱脂棉固定化脂肪酶的非水活性,尤其是稳定性明显提高。这为通过固定化有效提高脂肪酶的非水催化作用,以满足工业应用的需要,提供了一种有效的途径和重要参考。     

器壁固定化脂肪酶Pseudomonas cepacia lipase的非水活性与稳定性

许多脂肪酶在有机体系中表现出催化作用,可用于绿色有机合成. 但其催化活性和稳定性明显低于水/油（有机相）界面上的表现. 为了提高脂肪酶在有机反应体系中的活性和稳定性,依据脂肪酶的界面活化机制,以水为酶蛋白构象优化剂、羧甲基纤维素为赋形剂,通过物理吸附的方式,将典型的假单胞菌脂肪酶（Pseudomonas cepacia lipase）固定在锥形瓶的内壁上,形成简易的生物反应器. 为方便检测器壁固定化酶促反应动力学,选择特征吸收为640 nm的生化指示剂2,6-二氯靛酚为反应底物,乙酸乙烯酯为酰化试剂,丙酮为溶剂. 光谱检测表明,催化反应0.5 h后,器壁固定化脂肪酶转化底物的能力是脂肪酶粉的6倍. 在每次催化5 h共10次的循环催化中,器壁固定化脂肪酶的催化活性平均每次仅降低3.2%,而酶粉降低11.8%. 结果表明,该器壁固定化脂肪酶的活性和稳定性相对于酶粉明显提高,这将为通过固定化有效提高脂肪酶的非水催化作用提供重要的参考.     

微生物脂肪酶资源挖掘及其催化性能改良策略

脂肪酶催化在食品、医药、化工、能源等领域发挥重要作用.开发新型微生物脂肪酶资源,对脂肪酶进行修饰改良,是脂肪酶催化领域的重要研发内容.极端微生物和不可培养微生物脂肪酶的发掘是获取新型工业催化剂的热点;体外定向进化、杂合酶、表面展示等蛋白质工程等分子生物学技术手段为开发特定性质"新酶"提供了有力工具;生物印迹、pH记忆、定向固定化、交联酶晶体、脂质体包埋等高效物理化学修饰方法拓宽了脂肪酶原有的催化性质.微生物脂肪酶资源挖掘及其改良将推动脂肪酶的生物催化产业快速发展.     

有机相中酶促有机硅烷醇的转酯

在有机介质中,脂肪酶L-1754可以催化非天然有机硅烷醇与脂肪酸酯的转酯反应.反应介质、反应体系水活度和底物的结构对酶促转酯反应有显著的影响.适宜的反应介质为正辛烷,反应体系最适水活度为0.55.     

毕赤酵母表面展示南极假丝酵母脂肪酶B全细胞催化合成葡萄糖月桂酸酯

利用表面展示南极假丝酵母脂肪酶B(Candida antarctica lipase B,CALB)的毕赤酵母细胞为全细胞催化剂,以葡萄糖为酰基受体,月桂酸为酰基供体,在非水相体系中催化合成糖酯。用硅胶柱层析对产物进行初提,再用制备液相色谱进一步分离纯化,并用高效液相色谱-质谱鉴定纯品性质。对该酶法合成糖脂反应体系进行了优化,其中考察了有机溶剂种类、复合溶剂体系中二甲基亚砜(DMSO)体积百分比、酶量、底物摩尔比、水活度和温度等几个影响酯化反应的因素。结果表明:在5mL反应体系中,以叔戊醇/二甲基亚砜(DMSO30%,V/V)为反应介质,添加初始水活度为0.11的全细胞催化剂0.5g,葡萄糖0.5mmol/L,月桂酸1.0mmol/L,60°C下反应72h后,葡萄糖月桂酸单酯的转化率达到48.7%。     

非水相脂肪酶催化有机硅醇的酯化反应

非水相酶催化是酶工程研究热点之一。本文介绍了来自Ｃ．ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａ的脂肪酶催化有机硅醇和脂肪酸的酯化反应。该酶可催化有机硅醇与脂肪酸的酯化反应,并对不同链长的脂肪酸底物、有机溶剂极性及水含量等进行了初步研究。