生物法合成尿苷二磷酸葡萄糖的研究进展

尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)是一种重要的糖类物质合成前体.生物法合成具有低成本、无污染和高立体选择性等传统化学法不具备的优势.利用纯酶催化的生物法以基于Leloir途径改进的一锅法、蔗糖合酶催化的两步法以及糖合成反应可逆催化等产UDPG,实现了UDPG的高产.全细胞催化法利用稳定的胞内酶系产UDPG,胞内生成的UDPG作为底物直接参与产物的催化合成,可行性高且成本更低.综述了酶法和全细胞催化法合成UDPG这两种最主要生物法的研究进展.     

一种新型微生物卤醇脱卤酶的研究进展

卤醇脱卤酶是细菌降解环境中重要污染物有机卤化物的关键酶之一,具有与其他已知脱卤酶不同的脱卤机制。它是一类通过分子内亲核取代机制催化邻卤醇转化为环氧化物的脱卤酶,可以高效催化有机邻卤醇进行脱卤反应,在治理环境污染方面具有十分重要作用。此外,在催化环氧化物和邻卤醇之间的转化反应中,卤醇脱卤酶具有很高的立体选择性,因而在手性药物合成方面也有广阔的应用前景。我们着重从卤化物生物降解途径、脱卤机制及应用等方面介绍了卤醇脱卤酶的最新研究进展,同时对卤醇脱卤酶改造的新方法进行了阐述与展望。     

反胶束中单宁酶催化没食子酸烷基酯的生物合成

为了研究单宁酶在有机相中的催化性能,建立了AOT/异辛烷／水反胶束单宁酶催化没食子酸与脂肪醇酯合成反应体系。结果显示：反胶束单宁酶催化体系可成功催化合成C3-C5脂肪醇与没食子酸的酯合成反应。不同反应体系中由于不同脂肪醇的存在,单宁酶的动力学参数和紫外光谱存在差别。结果表明单宁酶对脂肪醇的专一性不强,根据Vmax/Km比值,丁醇与异丁醇是其最适底物,单宁酶催化没食子酸烷基酯合成的动力学符合米氏方程。反应体系中不同的脂肪醇导致了单宁酶构象的差别。     

组合生物催化

自然界最有效的分子是由酶催化的反应所产生,并对这些产物进行自然选择,使其具有优化的生理活性,组合生物催化（Combinatorial Biocatalysis)利用酶反应的多样性,完成有机库（Organic Library)的反复合成,这些反复的反应,可以用分离的酶或全细胞,在天然或非天然的环境中、在溶液或固相中与底物进行反应。组合生物催化是组合方法的在药物发现和发展中产生和优化先导化合物（LeadCompound)的一个有力补充。     

脂肪酶催化合成生物柴油的瓶颈问题及其对策研究进展

生物柴油,一种新型的清洁能源燃料,具有可再生、可生物降解、环境友好等优良的品性,可部分或全部替代石化柴油。碱催化法、脂肪酶催化法及超临界法是合成生物柴油的主要工艺,其中脂肪酶催化法是一种节能型、环保型工艺,在节能和环保方面,有着碱催化法无可比拟的优越性,具有良好的工业应用前景。但目前在实现产业化的进程中仍存在如酶成本高、稳定性较差、甲醇对酶的失活效应及反应时间长等瓶颈问题。通过固定化技术和全细胞催化剂的采用、甲醇流加方式的改进、溶剂工程的改善及酰基受体和耐醇酶的开发等技术手段,结合固定床生物反应器,较好地解决了这些瓶颈问题,从而推进了酶催化法合成生物柴油的工业化进程。本文主要对酶法合成生物柴油工艺存在的主要问题及相应对策研究进展进行概括介绍,并对其工业化发展前景进行讨论。     

生物过程酶反应及产品技术研究

生物过程酶反应技术具有催化效率高、环境友好等优点,发展势头迅猛,得到了越来越广泛的应用。综述了近年来单酶催化、多酶催化、化学酶法耦合催化,以及酶的混沌催化等方面的研究现状、重大突破及其在重要医药化工产品合成方面的应用,并对其发展趋势进行了展望。     

腈水解酶在羧酸合成中的研究进展

有机羧酸是有机合成中的重要中间体,用腈水解酶催化有机腈实现有机羧酸的合成不仅具有反应条件温和、污染少和易处理等优点,而且更重要的是能实现一般化学法所不能达到的高度化学、区域和立体选择性。综述了腈水解酶的来源、特性和作用机理,介绍了腈水解酶在有机合成中的研究进展以及该酶在工业上的应用前景。     

有机介质中酶促合成壬酸香草醇酯的研究

壬酸香草醇酯是与天然辣椒素酯结构最接近的一个化合物,本文研究了有机相中脂肪酶催化合成这个化合物的方法,为天然辣椒素酯的酶促合成探索方法。考察了酶、溶剂、酶的用量、底物浓度、溶剂水含量以及温度等因素对反应的影响,结果表明脂肪酶Novozym e 435的活性最好,最适条件为:在1 mL脱水丙酮中,香草醇与壬酸甲酯的浓度分别为50、75 mmol/L,酶量为20 mg,30℃下反应24 h,产率可达到60%以上,产物经硅胶柱层析纯化,并以1H NMR及MS进行了表征。     

酶在有机相中催化酚类聚合的研究

酶曾-度被认为只能在水介质中起催化作用,而有机溶剂则会使其失活。由于大量化学反应都是在有机深剂中进行的,使得酶催化在有机合成中的应用受到极大限制。近年来少研究表明,只要条件合适,酶催化在有机介质中也可进行^[1.2],并已在实际应用中显示其优点,如肽的合成^[3,4]、旋光性物质的合成^[5,6]、不溶于水的化学物质的酶法分析^[7]、酯和酯交换反应^[8,9]、甾体氧化^[10]、脱氢的应^{[10]、酚类聚合反应[12].与一般化学催化相比,生物催化剂（酶）除了催化效率高,反应秉公执法曙和外,它具有亚格的选择性。例如对反应的专一性,化学基团的选择性,位置的选择性和对映选择性,因此,酶催化物别适合那些一般化学方法难以实现的手性化合物的选择性转化[13,14].}     

反应介质对酶选择性的影响

有机相酶催化是酶工程研究最活跃的领域之一。本文主要综述了反应介质对酶底物选择性、酶对映体选择性、酶前手性选择性、酶区域选择性及酶基因选择性的影响。     

内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶不对称合成非天然手性D-氨基酸的研究进展

内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶不对称合成非天然的手性D-氨基酸是目前生物催化领域的研究热点。内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶具有优良的立体选择性,利用其进行酶催化不对称合成光学纯的手性D-氨基酸,被广泛用于医药、食品、化妆品、精细化学品等领域。为了促进生物催化法在合成手性D-氨基酸方向的进一步发展,本文对内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶催化合成D-氨基酸的现状进行了综述。重点介绍了Corynebacterium glutamicum、Ureibacillus thermosphaericus、Symbiobacterium thermophilum来源的内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶在新酶的挖掘、催化性能、晶体结构解析、分子改造、功能与催化机制、合成D-氨基酸新途径等方面的研究进展,并对内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶的未来研究方向及策略进行了展望。本综述将进一步加深人们对内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶的认识,也为具有挑战性的生物合成任务提供信息借鉴。     

迅速发展中的不对称生物催化技术

本文概述了生物催化技术近年来迅速发展的背景、现状和前景,特别谈到酶在手性合成领域的广泛应用;结合国内外实例,分别介绍了生物催化的不对称氧化还原反应和水解酶催化的对映选择性合成两个主要方面的研究与开发动态.     

脂肪酶及其在化学品合成中的应用

脂肪酶催化过程具有高效和高选择性、条件温和以及环境友好等特点。目前可再生能源和绿色化工领域对新型酶催化转化技术的迫切需求使得越来越多的脂肪酶被应用到生物柴油、精细化学品和医药中间体合成的领域。本文主要介绍了脂肪酶的催化技术及其在化学品合成中的应用。     

双水相生物催化技术的研究进展

双水相生物催化是一种高效且易于放大的生物催化技术,可以有效解决传统生物催化过程中产物浓度低、产物和副产物的抑制、以及生物催化剂难以回收等缺点。介绍了该技术的操作工艺及设备研究及其在抗生素、激素、肽类和有机化舍物酶法合成中的应用研究现状,展望了该技术的可能发展方向。     

火山岩滤料固定化恶臭假单胞菌条件的优化及其吸附铜离子的研究

利用生物催化方法生产药物的组分已经得到了广泛的认同.由于酶具有高的化学、区域和对映选择性,生物酶催化合成路线已经逐渐取代传统的化学合成路线.水解酶、氧化还原酶是制药行业中最常用的酶,本文主要对这两种酶在制药工业中的应用进行综述.     

生物催化不对称还原制备氟代手性醇

由于氟原子的特殊性质，化合物中引入氟原子可显著改变其物理化学性质。因此，氟原子在药物中的应用越来越广。此外，80%药物分子结构属于手性分子。其中，氟代手性醇常见于手性药物结构中，该类结构的合成方法研究具有重要的意义。不对称还原含氟酮是合成此结构的常见方法。与化学还原方法相比，生物催化还原具有对映选择性强、产率高和易于分离纯化等优点。生物催化，特别是酶催化还原含氟酮类化合物成为手性药物合成领域的研究热点。本文从纯化酶催化和全细胞催化两个方面，综述了近年来含氟酮生物催化还原合成氟代手性醇的研究进展，并分析总结了氟代对酮生物催化还原的影响，最后对生物催化还原法未来的发展进行了展望。     

在AOT/异辛烷反相胶束体系中酶法合成RGD前体二肽

近十年来,在有机相中利用酶法合成短肽技术取得了长足的发展．但对于在有机相中合成含有亲水氨基酸的短肽,仍然是一个难题．利用反相胶束可以解决亲水氨基酸在有机相中的低溶解性问题［１］．Ａｒｇ－Ｇｌｙ－Ａｓｐ（ＲＧＤ）是近年来发现的一种具有粘合细胞作用的三肽...     

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。     

有机相中脂肪酶催化作用的应用

近年来,由于许多微生物酶在有机相中的催化反应具有高度的立体选择性和区域选择性这一新特性的发现,使生物转化技术获得突破性进展,成为国际上非常热门的一个研究领域,尤以有机相中脂肪酶的研究最为活跃,在有机溶剂中,利用脂肪酶的催化作用已成功地进行了许多生物转化。酶拆分的独特作用是由于它们由卜氨基酸组成,其活性中心构成了一个不对称环境,有利于识别消旋体,但适于拆分的酶应有广泛的底物选择性,其中水解酶是较理想的酶类。脂肪酶（甘油酯水解酶,EC3．1．1．3）是专门在异相系统即在油一水的界面上起催化作用的酶,它对…     

手性医药化学品的绿色生物合成

手性在自然界中普遍存在,与生命现象密切相关,也显著影响物质的性能。手性医药化学品的化学合成存在原子经济性、过程经济性差、环境污染和资源浪费严重等问题。生物合成技术具有过程绿色、选择性好等优势。近年来,生物合成技术在手性医药化学品合成关键酶的选择、催化机制解析、光学纯手性中间体合成途径构建、工艺开发及放大生产等方面均取得长足进步,有望解决手性中心构筑复杂、光学纯度低、污染大等手性化学品制造的瓶颈问题,推动我国医药行业的绿色可持续发展。本文主要总结了中国科学院天津工业生物技术研究所成立以来在手性医药化学品生物催化合成方面的一些研究进展。