Eupergit C250L固定化D-海因酶及其催化性质

D-海因酶是海因酶法制备D-氨基酸的关键酶。利用Burkholderic cepecia1003菌发酵产酶,所得海因酶纯化后,以Eupergit C250L为载体进行共价固定化。分别考察了酶液蛋白浓度、固定化时间对蛋白固定量和酶活回收率的影响以及固定化前后海因酶催化性质的变化。结果表明:较高的酶液蛋白浓度和较长的固定化时间均有助于改善海因酶的固定化效果;固定化可显著提高海因酶的最适作用温度,但对其最适作用pH影响不大;固定化后海因酶对D,L-BH和MH的米氏常数均有较大幅度的降低。固定化酶反应器的实验表明:40℃下,底物(D,L-BH)1.0 g.L-1,体积流速1.0 mL.min-1,经21 h转化,产物N-Phe质量浓度可达0.47 g.L-1,转化率达43.21%。     

基于金属有机框架的固定化酰胺酶制备及催化合成(S)-4-氟苯甘氨酸

以微水溶剂热法快速制备的稳定锆基金属有机框架为载体,戊二醛为交联剂,采用交联法对酰胺酶进行固定化,考察了不同条件对酰胺酶固定化效率的影响。结果表明,戊二醛浓度为1.0%、交联时间为180 min、载体与酶的质量比为8︰1,固定化效率最佳,固定化酶活力回收率达86.4%,蛋白负载量达115.3 mg/g。固定化酶最适温度为40 ℃,最适pH值为9.0,在40 ℃下半衰期为72.2 d,该固定化酶的Km为58.32 mmol/L,Vmax为16.23 μmol/(min·mg),kcat为1 670 s–1。此外,考察了固定化酶催化合成 (S)-4-氟苯甘氨酸的工艺：最适底物浓度300 mmol/L,固定化酶用量10 g/L,反应时间180 min,在最佳反应条件下转化率达49.9%,对映体过量 (Enantiomeric excess,e.e.) 为99.9%。进一步考察了该固定化酶分批催化反应性能,重复使用20批次后,固定化酶活力仍保留95.8%。     

以环氧乙烷为活性基的多孔颗粒状固定化青霉素酰化酶的制备*

报道了用以环氧乙烷为活性基的多孔颗粒状载体 (Eupergit C)制备固定由巨大芽孢杆菌 (^{B .megaterium})产生的青霉素酰化酶的研究。用己二胺 ,赖氨酸对载体进行化学修饰后制备固定化酶 ,获得了较好的固定结果。用未修饰的载体制备固定化酶 ,经 2 4h固定反应 ,酶活力达 1 76.5IU/g (wet) ,酶活力总收率达 53.7%,酶蛋白的固定量为 197mg/g(dry) ,酶蛋白的固定效率达 87.5 %。游离酶的酶浓度对制备固定化酶的活力无显著影响。当加酶量从     

克雷伯杆菌诱变菌株利用生物柴油副产物甘油制备3-羟基丙醛

应用克雷伯杆菌诱变菌株(Kp8)分别在游离与固定化态下转化生物柴油副产物甘油(粗甘油)制备3-羟基丙醛(3-HPA)。结果发现,Kp8在含30 g/L粗甘油发酵培养基(实验条件I)中较初始克雷伯杆菌(Kp0)在含30 g/L纯甘油培养基(实验条件II)中发酵产3-HPA的相对产率提高了13.75%;Kp8与Kp0经溶胶-凝胶法固定后分别在实验条件I、II下发酵,前者3-HPA相对产率为游离Kp0的73.75%,后者为65.6%;固定化细胞分别进行了7个批次的发酵,实验条件I中3-HPA相对产率由80%降至60%,3-HPA总得率从0.321 g/g降到0.243 g/g,3-HPA转化率从40.1%降到30.4%,实验条件II中3-HPA相对产率维持在70%~80%水平,3-HPA总得率维持在0.315 g/g~0.276 g/g,3-HPA转化率维持在39.4%~34.5%。     

环氧树脂固定化L-谷氨酸氧化酶

通过环氧树脂作为载体对经(NH4)2SO4盐析处理后的L-谷氨酸氧化酶(LGOX)进行固定化,优化固定化工艺条件,并利用固定化LGOX转化产α-酮戊二酸(α-KG)。结果表明:饱和度45%的(NH4)2SO4为最佳盐析浓度;当选用环氧树脂ES-105作为固定化载体、树脂加量为20 m L酶液(14 U/m L)加入3.5 g载体、固定化K3PO4缓冲液浓度为0.2 mol/L(p H 7.0)、固定化温度25℃、固定化时间24 h时,固定化LGOX酶活力最高,其酶活回收率为85.9%,比酶活55.7 U/g。利用该固定化酶转化L-谷氨酸产α-KG,当谷氨酸钠质量浓度为100 g/L,反应20 h,产物收率达98.2%。固定化酶重复使用14批次后,产物收率仍有90%以上;重复使用20批,收率有83.2%。因此,该固定化酶具有具良好的操作稳定性。     

N-乙酰神经氨酸醛缩酶的固定化及固定化酶性质研究

使用LX-1000HFA氨基树脂对N-乙酰神经氨酸醛缩酶(NAL)进行固定化,并对游离酶与固定化酶的酶学性质及稳定性进行了对比研究。结果显示,最佳固定化条件为载体投放量5.0 g,固定化时间12 h,缓冲液浓度1.0 mol/L,pH7.5,温度25℃。在此条件下制备的固定化NAL活力最高,比酶活可达200 U/g湿载体。与游离酶相比,最适反应温度提高了5℃,最适反应pH没有变化,温度和pH耐受性明显提升。同时固定化酶储存稳定性和操作稳定性也显著增强,在4℃条件下储存10 d后其酶活仅损失6%,重复使用10次后仍保持初始酶活的80%。因此,该固定化酶具有良好的温度稳定性、pH稳定性、储存稳定性和操作稳定性,为酶法工业化生产N-乙酰神经氨酸研究提供了理论依据。     

根瘤菌BK-20固定化细胞生产L(+)-酒石酸

顺式环氧琥珀酸水解酶(CESH)是根瘤菌BK-20生产L(+)-酒石酸的关键酶。为提高其生产效率和生产稳定性,首先优化根瘤菌BK-20的产酶条件,然后利用固定化细胞连续生产L(+)-酒石酸。结果显示,优化后游离细胞酶活达(3 498.0±142.6)U/g,较优化前提高643%。固定化细胞酶活达(2 817.2±226.7)U/g,其最适包埋剂、菌体浓度和凝胶浓度分别为海藻酸钠,10%(W/V)和1.5%(W/V)。固定化细胞连续反应10批后,其形状和酶活均无明显改变,单批次转化率达98%以上,具有良好的生产稳定性。     

仿生法制备氧化硅载体固定化苏氨酸脱氨酶及其酶学性质

通过共沉淀法制备无机氧化硅载体,然后将其应用到苏氨酸脱氨酶的固定化研究中。用扫描电子显微镜对氧化硅载体进行表征,优化了固定化条件,当n(Si):n(N)为1∶1、偏硅酸浓度为0.03 mol/L、酶添加量为0.16mg/m L时,固定化的效率最高。接着对固定化酶和游离酶的酶学性质进行了考察,结果发现:固定化酶和游离酶的最适pH都是9.0,最适温度都是45℃,而相对于游离酶,固定化酶在pH 9.0~10.0和温度35~50℃范围内稳定性更好。固定化酶的米氏常数为7.48 mmol/L,重复使用15次后,酶活力保持80%以上。说明仿生氧化硅制备的固定化苏氨酸脱氨酶具有酶活回收率高、力学强度高和操作稳定性好等优势。     

利用基因工程菌HC01固定化细胞转化生产D-对羟基苯甘氨酸

对一菌两酶工程菌HC01转化底物DL-对羟基苯海因(DL-HPH)的最适条件及其细胞固定化进行了研究,HC01游离细胞转化DL-HPH的最适条件为40°C、pH7.5。通过对固定化细胞酶活力测定,确定细胞固定化的最优条件为海藻酸钠浓度2.5%、细胞浓度0.029g/mL、钙离子浓度3%。固定化HC01的热稳定性比游离细胞高5°C,二价金属离子Mn2+、Mg2+、Cu2+、Co2+和Ni2+在浓度为0.1mmol/L时对固定化细胞中D-海因酶(HYD)和N-氨甲酰-D-氨基酸酰胺水解酶(CAB)两酶的活力无显著影响,Mn2+和Mg2+可分别使游离细胞中CAB活力提高至原来的2.1和2.7倍。在氮气保护下,当初始pH为9.0、转化温度为40°C、转速为80r/min,利用固定化HC01转化30g/L的DL-HPH时,36h后转化率可达97%左右,产物D-HPG经纯化后光学纯度达到99.7%,得率可达85%。     

固定化桔青霉产生核酸酶P_1的研究

利用吸附固定在多孔聚酯载体上的桔青霉(Penicillium citrinum)菌丝细胞,在摇瓶中以分批发酵方式合成核酸酶P_1.试验结果表明:在固定化细胞产酶的条件下,培养液中葡萄糖和蛋白胨的最适浓度分别为10g/L和1g/L,摇瓶转速以180~200r/min为宜.固定化细胞经过48h的产酶周期,培养液中的核酸酶P_1活力可高达513.3U/ml,其产酶效率是游离菌丝的3.6倍,而葡萄糖和蛋白胨的用量仅为游离菌丝产酶的五分之一.在重复分批发酵试验中,固定化菌丝细胞形状稳定,连续28批(共56d)的产酶结果基本一致,每批的平均酶活力为507.4U/ml,在经济上和工艺上均显示了明显的优越性.     

化学改性甘蔗渣对固定化细胞发酵产丁醇的影响

旨在研究化学改性的甘蔗渣作为固定化载体对丙酮丁醇梭菌Clostridium acetobutylicum XY16发酵制备生物丁醇的影响。首先利用不同浓度的聚乙烯亚胺(PEI)和1 g/L戊二醛(GA)对甘蔗渣表面进行化学改性,增强甘蔗渣对Clostridium acetobutylicum XY16的附载能力。经4 g/L聚乙烯亚胺和1 g/L戊二醛改性的甘蔗渣(添加量10 g/L)应用到固定化批次发酵中,发酵36 h后丁醇和总溶剂浓度最高,分别达到了12.24 g/L和21.67 g/L,同时溶剂的生产速率达到0.60 g/(L·h),生产速率比游离细胞和未改性甘蔗渣固定化细胞分批发酵分别提高了130.8%和66.7%。在此基础上对改性甘蔗渣固定化的细胞进行6次重复批次发酵,丁醇和总溶剂的产量稳定,溶剂生产速率逐渐提高至0.83 g/(L·h),同时转化率也提高至0.42 g/g。     

D-阿洛酮糖3-差向异构酶在枯草芽孢杆菌中的高效表达及固定化细胞研究

将来源于Clostridium cellulolyticum H10的DPEase基因在食品级表达系统Bacillus subtilis中进行产酶研究,在3L发酵罐中高密度发酵最终酶活可达495U/ml,得到高表达量的DPEase酶液。通过硅藻土-海藻酸钠(吸附包埋法)对重组细胞进行固定化研究,结果表明,当海藻酸钠浓度为2%、细胞包埋量为50g/L、CaCl_2浓度为2%、硅藻土浓度为1%时,固定化细胞酶活回收率可达64%,固定化细胞与游离细胞相比最适pH不变,最适温度提高5℃,热稳定性明显提高,连续反应7个批次后转化率仍然为28%,仍保持81%的残余酶活,具有很高的工业应用价值。     

乙二醇缩水甘油醚交联海藻酸钠-羧甲基纤维素钠固定化脂肪酶

以海藻酸钠、羧甲基纤维素钠(CMC)为载体,分别以乙二醇缩水甘油醚(EGDE)和戊二醛为交联剂,采用包埋交联法对脂肪酶进行固定化,结果显示EGDE的交联效果要优于戊二醛,添加EGDE的固定化酶酶活最好。得到制备固定化酶的最优方案为海藻酸钠2.5%,CMC浓度1.5%,给酶量800U/ml复配载体,氯化钙5%,以0.02%的EGDE交联固定30min,由此制备得到酶活约为380 U/g的固定化酶,酶活收率约为50.09%。固定化酶的最适反应p H为8.5,比游离酶增大0.5个单位;最适反应温度是45℃,比游离酶提高5℃;耐热性能变好,且重复使用7次后仍能保持60%左右的相对酶酶活。     

固定化黑曲霉β-葡萄糖苷酶制备染料木素活性苷元的研究

比较了以海藻酸钠为载体,用胶囊法、包埋-交联法、交联-包埋法三种不同方法固定化黑曲霉β-葡萄糖苷酶的效果,并研究了最佳固定化方法的固定化条件和固定化酶的部分性质。结果表明,交联-包埋法即β-葡萄糖苷酶与0.20%戊二醛交联后再用2.0%海藻酸钠包埋的固定化方法中酶结合效率和酶活力回收率最高。海藻酸钠浓度和戊二醛浓度对酶结合效率影响较大,戊二醛浓度和包埋颗粒直径大小对酶活力回收率影响显著。与游离酶相比,制备的固定化酶最适温度、最适pH值和K_m值分别由50℃、4.5和2.57 μg/mL下降到40℃、4.0和2.02 μg/mL。固定化酶具有更强的耐酸性和稳定性。该固定化酶用于大豆异黄酮活性苷元染料木素的合成,重复使用6次后,固定化酶的活力仍保持84.94%,染料木苷转化率为56.04%。     

以环氧乙烷为活性基的多孔颗粒状固定化青霉素酰化酶的制备

报道了用以环氧乙烷为活性基的多孔颗粒状载体（Eupergit-C）制备固定由巨大芽孢杆菌（B．megaterium）产生的青霉素酰化酶的研究。用已二胺,赖氨酸对载体进行化学修饰后制备固定化酶,获得了较好的固定结果。用未修饰的载体制备固化酶,经24h固定反应,酶活力达176．5IU／g（wet）,酶活力总叫率达53．7％,酶蛋白的固定量为19＝7mg/g（dr）,酶蛋白的固定效率达87．5％。游离酶的酶浓度对制备固定化酶的活力无显影响。当加酶量从312IU/g（dry）上升到6250IU／g（dry）时,固定化酶活力从89IU／g(wet）上升到475IU／g（wet）,总收率和固定化效率分别从99％和99％下降到26．5％和32．5％,酶蛋白的固定量从6．9mg/g（dry）上升到112mg/g（dry）,酶蛋白的固定效率从99％下降至80．5％。以酶活力为155IU/g(wet）,酶蛋白固定量为22mg/g(dry）的固定化酶水解青霉素G钾盐,经过20批循环水解后,剩余酶活力为92．5％。     

固定化桔青霉产生核酸酶P_1的研究

利用吸附固定在多孔聚酯载体上的桔青霉(Penicillium citrinum)菌丝细胞,在摇瓶中以分批发酵方式合成核酸酶P_1.试验结果表明:在固定化细胞产酶的条件下,培养液中葡萄糖和蛋白胨的最适浓度分别为10g/L和1g/L,摇瓶转速以180~200r/min为宜.固定化细胞经过48h的产酶周期,培养液中的核酸酶P_1活力可高达513.3U/ml,其产酶效率是游离菌丝的3.6倍,而葡萄糖和蛋白胨的用量仅为游离菌丝产酶的五分之一.在重复分批发酵试验中,固定化菌丝细胞形状稳定,连续28批(共56d)的产酶结果基本一致,每批的平均酶活力为507.4U/ml,在经济上和工艺上均显示了明显的优越性.     

金属框架结构材料MOF-199对漆酶的固定化及其性质

以金属框架结构材料MOF-199为载体对漆酶进行固定化,并对固定化酶的性质进行初步研究。首先,以3-氨基丙基三乙氧基硅烷对载体MOF-199进行表面氨基化修饰,再用戊二醛对载体进行活化,最后对漆酶进行固定化。固定化条件优化结果表明:在漆酶质量浓度0.3 g/L,戊二醛用量1%(体积分数),pH 4.8下固定7 h,制得固定化酶活性最高。对固定化酶的研究发现:最适反应温度为40℃,最适pH为5.2,在连续操作7次后,固定化酶的活力仍能保持在51%。固定化漆酶热稳定性,pH耐受性,贮存稳定性均明显高于游离漆酶。     

β-半乳糖苷酶酶学性质及其在低聚半乳糖合成中的应用

研究乳酸克鲁维酵母所产β-半乳糖苷酶的酶学性质及低聚半乳糖(galactooligosaccharides,GOS)的酶法合成条件。利用高效液相色谱法进行检测,以GOS(聚合度n3)生成量为指标,考察温度、pH、金属离子种类和浓度对酶活性的影响,以及K+存在时,底物浓度、反应时间、加酶量对乳糖转化率及GOS生成浓度的影响。结果表明:一价离子对β-半乳糖苷酶转糖苷活性具有促进作用,其中K+、NH+4对水解活性同样起促进作用,而Na+起抑制作用;制备低聚半乳糖的最佳工艺条件为37℃、pH8.0、K+0.08mol/L、初始乳糖质量浓度500g/L、反应时间5h、加酶量10μL/g乳糖,此条件下低聚半乳糖的生成质量浓度达到94.74g/L。     

固定化黑曲霉β-葡萄糖苷酶制备染料木素活性苷元的研究

比较了以海藻酸钠为载体,用胶囊法、包埋-交联法、交联-包埋法三种不同方法固定化黑曲霉β-葡萄糖苷酶的效果,并研究了最佳固定化方法的固定化条件和固定化酶的部分性质。结果表明,交联-包埋法即β-葡萄糖苷酶与0.20%戊二醛交联后再用2.0%海藻酸钠包埋的固定化方法中酶结合效率和酶活力回收率最高。海藻酸钠浓度和戊二醛浓度对酶结合效率影响较大,戊二醛浓度和包埋颗粒直径大小对酶活力回收率影响显著。与游离酶相比,制备的固定化酶最适温度、最适pH值和Km值分别由50℃、4.5和2.57μg/mL下降到40℃、4.0和2.02μg/mL。固定化酶具有更强的耐酸性和稳定性。该固定化酶用于大豆异黄酮活性苷元染料木素的合成,重复使用6次后,固定化酶的活力仍保持84.94%,染料木苷转化率为56.04%。     

双酶偶联转化富马酸制备β-丙氨酸的工艺的建立与优化

酶转化法是生产β-丙氨酸的重要途径,但单一酶法转化存在底物价格较高的问题。通过构建双酶催化体系制备β-丙氨酸,即将来源于大肠杆菌的天冬氨酸酶(AspA)和来源于谷氨酸棒杆菌的L-天冬氨酸α-脱羧酶(PanD)偶联,以富马酸和氨为底物进行酶促反应合成β-丙氨酸。催化反应中AspA与PanD的最适加酶比例为1∶80,其中AspA的浓度为10μg/mL,转化温度为37℃,pH为7.0;浓度为100 mmol/L的富马酸可在8 h内被完全转化,转化率为100%,摩尔产率为90.9%,β-丙氨酸的产量为90 mmol/L,约为7 g/L;浓度为200 mmol/L的富马酸在反应8 h后,体系中β-丙氨酸的产量为126 mmol/L,约合9.8 g/L,继续延长反应时间,转化率并没有明显提高。根据该研究提出的双酶偶联转化工艺可将价格低廉的富马酸一步转化为具有高附加值的β-丙氨酸。