海因酶研究新进展

海因酶在生产手性药物中间体D-氨基酸上具有广泛的应用价值。全面综述了海因酶的研究历史、分类、进化和酶学性质;总结了产海因酶的茵种筛选和产酶条件、D-海因酶的纯化、微生物海因酶基因的克隆及其在大肠杆茵中的表达等技术;阐述了酶法合成D-(-)-对羟基苯甘氨酸的工艺条件。     

海因酶的研究进展

海因酶在生产手性药物中间体上具有广泛的应用价值,本文综述了海因酶的研究历史、分类与进化、酶学性质、工业应用及发展方向。     

海因酶热稳定性及底物特异性研究进展

海因酶是在微生物中广泛分布的能水解5-取代海因衍生物制备光学纯氨基酸的关键生物催化剂,在各种氨基酸的酶法生产中具有良好的应用前景。着重概述了海因酶的热稳定性、底物特异性研究及应用,并讨论了其发展方向。     

聚苯乙烯树脂固定化D-海因酶的初步研究

D-海因酶广泛用于D-氨基酸的制备研究和生产中,目前已有许多固定化D-海因酶及含D-海因酶细胞的研究报道。尝试了不同功能基团的聚苯乙烯树脂进行D-海因酶的固定化,结果表明功能基为伯氨基和仲氨基效果较好,并选取聚苯乙烯树脂D92进行了固定化D-海因酶的研究。采用该树脂制备固定化酶的最优条件是：酶质量浓度6mg／mL、温度25℃、固化时间12h。所得固定化酶的最适作用温度45℃,最适作用pH为8.5,且作用温度及适宜pH较广,Km为游离酶的1,8倍,且储存稳定性、操作稳定性较好。45℃下半衰期为11d。     

海因酶的研究进展

海历酶在生产手性药物中间体上具有广泛的应用价值,本文综述了海因酶的研究历史、分类与进化、酶学性质、工业应用及发展方向。     

海因酶的催化特性及其反应机理*

目前,已发现多种水解海因类的酰胺酶,如D-海因酶、二氢嘧啶酶、尿囊素酶、亚酰胺酶等海因酶。海因酶具有底物依赖的对映体选择性。在金属离子的参与下,它催化海因、5’-单替代海因及其衍生物发生水解。海因酶是有重要应用价值的工业酶,被广泛应用于生产具光学活性的D-和L-型氨基酸。综述了海因酶的催化特性、反应机理及应用前景。     

嗜热菌Bacillus fordii 3-2海因酶的纯化及性质

对自行筛选的海因酶法L-苯丙氨酸生产菌株Bacillus fordii 3-2中的海因酶进行了分离纯化及相关性质研究.该海因酶协同L-氨甲酰水解酶是海因酶法生产L-氨基酸的关键酶.B.fordii 3-2菌悬液经压力破碎离心后取上清液为粗酶液,粗酶液通过硫酸铵分级沉淀、Phenyl FF(high sub) 疏水层析以及Source 15Q离子交换层析,经SDS-PAGE分析达到电泳纯,亚基相对分子质量为55×103,海因酶的纯化回收率为20.5%,纯化倍数为149.23.该海因酶在pH 8.0～10.0的范围内具有较高的活性,在45～70℃具有很高的酶活力, 最适反应pH和温度分别为10.0 ℃和65 ℃.纯酶易氧化失活,DTT对该酶有一定的保护作用.二价金属离子,Mn2 、Co2 及Fe2 对酶活性有显著的促进作用,而Ca2 、Cu2 等对酶活性有抑制作用.相关研究可为该菌株及海因酶的进一步开发与应用提供理论指导.     

海因酶与氨甲酰水解酶产生菌的鉴定及分布

利用Biolog微生物鉴定系统和16S rDNA序列分析相结合的方法对自行筛选的24株海因酶和氨甲酰水解酶产生菌进行了鉴定。海因酶与氨甲酰水解酶产生菌主要分布在Bacillus,Geobacillus,Brevibacillus,Aneurinibacillus,Microbacterium,Pseudomonas,Kurthia和Empedobacter等菌属,特别的是,Kurthia和Empedobacter是新的海因酶和氨甲酰水解酶产生菌属,说明海因酶和氨甲酰水解酶产生菌在细菌中分布较广泛。进一步分析比较发现,D-海因酶产生菌主要分布于Pseudomonas,Agrobacterium等菌属中,而大部分L-海因酶产生菌分布于Bacillus,Geobacillus,Microbacterium等菌属中,说明D-海因酶产生菌与L-海因酶产生菌分布特点具有一定的种属倾向性。这些工作不仅提供了多种海因酶和N-氨甲酰水解酶的生物材料,而且对双酶的结构与功能及分子进化研究等具有重要意义。     

产海因酶的菌种筛选和产酶条件的研究

利用5-苄海因作为唯一氮源法筛选高产海因酶的菌种,从本实验室保存的221株菌种中筛选出12株具有不对称水解5-苄海因生成N-氨甲酰基-苯丙氨酸的菌株,其中假单胞菌（Pseudomonassp.)X4-49具有较高的产酶活力,对此菌的产酶条件的研究表明,产酶的最佳碳源为甘油,最佳氮源为蛋白胨,最佳诱导物为苄海因,尿嘧啶,苄海因作为诱导物的有效浓度为0.2%,产酶的最适培养基的初始pH为7.0。培养条件为33℃,13h。     

用底物类似物抗性法选育海因酶高产菌种

以底物类似物抗性作为选择性标记来筛选高产海因酶的突变菌种。假单胞菌(Pscudomonas sp. )J43通过紫外光、亚硝基胍、亚硝基胍加5-氟尿嘧啶三次诱变处理后,测定了161株有5-氟尿嘧啶抗性的突变株的产海因酶活力,得到的突变株M39产海因酶活力比出发株提高了13.7倍。此法对选育其他酶或其催化产物的高产菌种可能也有意义。     

微生物乙内酰脲酶及其研究进展

乙内酰脲酶是广泛分布在微生物中的一类可降解乙内酰脲酶类化合物的酶系 ,包括乙内酰脲水解酶、N-氨甲酰氨基酸水解酶及乙内酰脲消旋酶。微生物的乙内酰脲酶在结构与组成、立体选择性、底物专一性、反应条件和作用机制等方面有所不同 ,在各种 L-及 D-型氨基酸的酶法生产中具有良好的应用前景。本文对乙内酰脲酶研究及应用的一般情况作了概述 ,并讨论了有关乙内酰脲酶研究的主要研究进展     

Arthrobacter K1108乙内酰脲酶反应条件和立体选择性研究

研究了Arthrobacter K1108乙内酰脲酶的反应条件,结果表明,K1108乙内酰脲酶的最适反应温度为55℃,最适pH为7.0,Co^2 和Fe^2 对该酶有激活作用,而Ca^2 有严重抑制作用。K1108乙内酰脲酶的底物专一性较强,其最适底物为5－苄基乙内酰脲,5－苯基乙内酰脲和5－吲哚甲基乙内酰脲均不能作为其有效底物。对K1108乙内酰脲酶立体反应机制研究结果表明,其乙内酰脲水解酶不具立体选择性,决定产物立体构型的酶是N－氨甲酰氨基酸水解酶。     

Burkholderia piCkettii中D-乙内酰脲酶基因(dha)的克隆、测序及表达

对一株能转化D,L－对羟基苯乙内酰脲为D－对羟基苯甘氨酸的菌株MMR003进行了细菌分类学鉴定,该菌为皮氏伯克霍尔德氏菌（Burkholderia pickettii)。实验通过Southern杂交,部分文库构建和筛选,并经一系列亚克隆分析,获得一长度为1374bp的完整开放阅读框,编码458个氨基酸的D－乙内酰脲酶基因。用该基因序列构建的高表达质粒xXZPH2转化E.coliBL21(DE3),经IPTG诱导后,检测到D－乙内酰脲酶活性。该基因编码的氨基酸序列经Blast同源比较分析与放射形土壤杆菌NRRL B11291所产相应酶有85％的同源性。以D,L－对羟基苯乙内酰脲为底物测得的表达酶的活力为0.66u/mL,比相同条件下所测出发菌株MMR003的酶活提高了2倍。     

Arthrobacter K1108乙内酰脲酶转化产物的鉴定

用 Arthrobacter sp.K1 1 0 8的完整细胞为酶源 ,对 DL- 5 -苄基乙内酰脲进行了酶法转化 ,对转化产物进行了提取和精制 ,并通过理化分析和光谱分析进行了鉴定 ,证实所得产物确实为 L-苯丙氨酸 ,同时证实 K1 1 0 8的乙内酰脲酶是 L-选择性的     

节杆菌BT801基因文库构建及其乙内酰脲酶基因分离与表达

L-乙内酰脲酶产生菌节杆菌 BT801的染色体DNA经Sau3A I 部分酶切后分离30kb左右的片段,与经HpaI和PstI酶切的黏粒载体Pkc505进行连接,将连接产物用包装蛋白包装,转染大肠杆菌DH5α得到10 000多个转化子,构建成节杆菌BT801的基因组文库。通过薄层层析等方法筛选得到了1个阳性克隆,通过亚克隆得到了乙内酰脲酶的完整基因,该基因能分别利用自身的启动子和T5启动子在大肠杆菌中进行表达产生有活性的蛋白。     

Enhanced hydantoinase and N-carbamoylase activity on immobilisation of Agrobacterium tumefaciens

Cell extracts of Agrobacterium tumefaciens, immobilised in calcium alginate beads, had a 7-fold increase in N-carbamoylase (N-carbamylamino acid amidohydrolase E.C. 3.5.1) activity on reaction with N-carbamylglycine. The hydantoinase (dihydropyrimidinase E.C. 3.5.2.2) and N-carbamoylase activities remained stable over 4 weeks storage at 4°C relative to the non-immobilised enzymes, with the hydantoinase activity showing a 5-fold increase in activity relative to the non-immobilised hydantoinase. The pH optima of the immobilised hydantoinase and N-carbamoylase enzymes decreased to pH 7 and pH 8, respectively. The temperature optimum remained at 40°C for the N-carbamoylase enzyme while the hydantoinase activity was optimal at 50°C.     

Evaluation of pyrimidine- and hydantoin-degrading enzyme activities in aerobic bacteria

Abstract The enzyme activities responsible for the reductive pyrimidine base degradation by aerobic bacteria, which produce hydantoin-degrading enzymes, were investigated. Pseudomonas putida IFO 12996, which is a d-stereospecific hydantoinase producer, has dihydropyrimidinase activity, and Comamonas sp. E222c and Blastobacter sp. A17p-4, which are N-carbamoyl-D-amino acid amidohydrolase producers, have β-ureidopropionase activity. Blastobacter sp. also possesses both d-stereospecific hydantoinase and dihydropyrimidinase activities. Thus, two amide ring-opening activities and/or two N -carbamoyl amino acid-hydrolyzing activities coexist in these bacteria. However, the differences of the induction levels of each enzyme activities for the several pyrimidine- and hydantoin-related compounds suggest that these corresponding amide ring-opening or N -carbamoyl amino acid-hydrolyzing activities are not always catalyzed by the same enzymes.     

Construction of artificial cyclic amide amidohydrolases using molecular imprinting technique

A general molecular imprinting approach is proposed to synthesize artificial enzymes to mimic the family of cyclic amide amidohydrolases which share similar active site and catalytic mechanism. The artificial enzymes were constructed by co-polymerizing 4(5)-vinylimidazole-Co²⁺-methacrylic acid clusters with divinylbenzene micro-spheres in the presence of corresponding substrates. The artificial enzymes mimicked creatininase and hydantoinase by showing specific affinity towards the corresponding substrates in buffer. The artificial hydantoinase also showed specific affinity towards corresponding substrate in organic solvent, and catalyzed the hydrolysis of hydantoin.     

一株乙内酰脲酶产生菌Arthrobacter K1108的筛选及鉴定

从沈阳市浑河地区污泥中分离得到了一株乙内酰脲酶产生菌 ,薄层色谱和氨基酸自动分析仪的分析结果表明 ,该菌的完整细胞可催化 5 -苄基乙内酰脲水解产生苯丙氨酸。对该菌进行了细菌分类学鉴定 ,确定该菌为节杆菌属的一个种 ,故命名为 Arthrobacter sp.K1 1 0 8     

乙内酰脲酶及其在氨基酸手性合成中的应用

乙内酰脲水解酶、氨甲酰化酶和乙内酰脲消旋酶构成的酶系能够以5-取代乙内酰脲类化合物为原料合成天然和非天然D-或L-氨基酸,用于各种手性氧基酸的生产。近来的研究重点在分离新酶或提高原酶的活性,包括定向突变、三维结构解析与结构功能关系研究、酶固定化、蛋白融合和构建完整细胞生物催化剂等。