离子液体中固定化脂肪酶催化拆分（±）-薄荷醇

以自制的平均粒径为4．5um磁性高分子微球为载体,采用离子交换法固定化Candida rugosa脂肪酶,催化（±）-薄荷醇的酯化反应,以考察反应时间、pH、反应温度、水活度等因素对酶的固定化以及酯化反应的影响。在固定化反应150min、pH5．0、酯化反应温度30℃、固定化酶的水活度为0．78的条件下,所制备的固定化脂肪酶在离子液体[bmim]PF6中催化拆分（±）-薄荷醇的效果最佳,与游离酶相比固定化脂肪酶的立体选择性有很大的提高,对映体过量率可达93％,对映体选择值为35。     

固定化脂肪酶催化制备L-薄荷醇

用大孔树脂NKA固定高选择性的脂肪酶,催化有机相中转酯化反应,从而拆分八异构体消旋薄荷醇来制备L-薄荷醇。研究pH、载体与酶比例对固定化酶制备的影响及固定化酶的反应稳定性;考察温度、转酯化过程醇酯比例、及底物醇异构组成变化对拆分效果的影响。结果表明:固定化酶的最适pH为8,载体与酶的比例为5∶1时,所得固定化酶的反应稳定性比游离酶的反应稳定性提高了约50%;转酯化反应的最优温度为40℃,醇酯比例为1.5∶1时最佳,改进八异构体消旋薄荷醇组分比例后,非对映体选择率dep达到了95.1%。     

离子液体修饰的SBA-16材料在猪胰脂肪酶固定化中的应用

合成了功能化的甲基咪唑类离子液体,并将功能化离子液体修饰介孔材料SBA-16。以三乙酸甘油酯的水解为探针反应,考察离子液体修饰的SBA-16固定化猪胰脂肪酶(PPL)的酶活、最适反应条件及重复稳定性等酶学性质。结果表明:固定化酶对温度的敏感度降低,酶活力及稳定性均显著提高,比酶活是原粉SBA-16固定化酶的1.75倍,重复使用6次后仍然保持最初活性的57%;与原粉SBA-16固定化酶保留的38%相比,有明显的提高。同时通过N2吸附-脱附、红外光谱和热重等方法分析了离子液体修饰对SBA-16结构的影响,结果发现,离子液体修饰后材料保持了原有的介孔结构,修饰后载体表面性质和结构性质导致了PPL酶学性质的变化。     

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。     

功能化离子液体化学修饰猪胰脂肪酶的催化性能

选取氯化1-羧甲基-3-甲基咪唑、氯化1-羧甲基-3-乙基咪唑、氯化1-羧甲基-3-丁基咪唑3种离子液体对猪胰脂肪酶(PPL)进行化学修饰,得到3种修饰的脂肪酶分别命名为PPL-M、PPL-E、PPL-B。以三乙酸甘油酯水解为模型反应,考察离子液体修饰前后PPL的活力、热稳定性、耐有机溶剂性等酶学性质,并通过紫外光谱研究修饰对PPL空间结构的影响。结果表明:修饰后PPL的活力明显提高,对温度和pH的敏感度降低。修饰酶的热稳定性明显提高,在高浓度的甲醇及N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中仍能保持游离酶活力的100%。修饰后酶的特征吸收峰发生红移,吸收强度增强,修饰后酶的微环境发生了改变。     

几种离子液体的微波法合成及其对脂肪酶催化效果的影响

采用微波法合成9种目标离子液体,对中间体[Bmim]Br的合成条件及其离子液体对全细胞催化剂催化效果的影响进行考察.直接将产脂肪酶真菌粗状假丝酵母(Candida valida) T2细胞固定在聚氨酯颗粒中,制备固定化细胞催化剂,将其应用于合成离子液体介质中催化甲醇与大豆油酯交换反应制备生物柴油.结果表明:微波功率200 W下间隙照射100 s,中间体[Bmim]Br的收率达95.16%,有效地提高了离子液合成产率;在[Bmim]PF6离子液中固定化细胞酶催化转酯化反应30 h,大豆油的转化率达42%,反应效果较其他8种合成离子液体好;固定化细胞颗粒和[Bmim]PF6重复使用4次,其油脂转化率和酶活保持率分别达到29%和69%,表现出较好的催化反应稳定性.     

环氧基高分子磁性复合微球固定化木瓜蛋白酶的研究

研究以甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)为单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯(EDMA)为交联剂,聚乙烯醇(PVA)为分散剂,在Fe3O4磁性纳米粒子存在的条件下,合成了交联度为25%的磁性高分子复合微球(GMAE-DMA).并以这种微球为载体,进行了对木瓜蛋白酶的固定化研究.探讨了最佳的固定化条件如下:温度为25℃,反应时间20h,pH值为8.5,给酶量为160mg/g.同时以酪蛋白为底物,研究了固定化酶的酶学性质,结果表明:固定化酶对不同pH值环境的耐受力、热稳定性和操作稳定性都有较大幅度的提高.实验证明这种高分子磁性复合微球是一种优良的固定化酶载体.     

有机溶剂中固定化脂肪酶催化硅醇的酯化反应

固定化Mucor miehei脂肪酶可催化有机硅醇和脂肪酸的酯化反应．对固定化酶用量、脂肪酸链长、不同有机硅醇底物、有机溶剂极性和水含量等影响因素进行了初步研究．     

微水相超声波协同固定化脂肪酶催化酯交换过程优化

超声波协同固定化脂肪酶催化制备生物柴油的最佳工艺条件为：超声波功率70W、叔丁醇为反应介质、叔丁醇用量3％（v／v）、醇油比3：1且甲醇分三批加入、反应温度40℃、水含量为2％（v／v）。副产物甘油对固定化脂肪酶使用寿命影响最大,使用后的固定化脂肪酶用丙酮洗去表面的甘油,进行酯交换反应,酶的稳定性大为提高,可连续使用16批次。     

无溶剂体系脂肪酶动力学拆分2-辛醇及产物的非均相共沸蒸馏提取

为了提高脂肪酶在非水相中对手性仲醇的拆分效率,以2-辛醇为模式底物,建立了以辛酸为酰基供体的无溶剂脂肪酶动力学拆分手性仲醇的反应体系,采用1.5∶1的酸醇摩尔比,45℃条件下反应12 h,2-辛醇的转化率达到49.9%,并且S-2-辛醇的对映体过量率e.e.s=98.2%,反应的对映体比率E600。利用脂肪族仲醇与水形成共沸物的特性,通过非均相共沸蒸馏的方法提取拆分得到的手性仲醇,S-2-辛醇的光学纯度并未降低,并且产率大于90%,产品纯度大于98%。     

离子液体对固定化Saccharomyces cerevisiae细胞催化乙酰基三甲基硅烷不对称还原反应的影响

对比研究了C4MIm.BF4-缓冲液混合体系和缓冲液单相体系中固定化面包酵母Saccharomyces cerevisiae细胞催化乙酰基三甲基硅烷不对称还原反应的特性,系统探讨了离子液体C4MIm.BF4对该反应的初速度、最大转化率和产物对映体纯度的影响规律。在各自最优的反应条件下,固定化面包酵母细胞在缓冲液单相体系中催化乙酰基三甲基硅烷不对称还原反应的初速度、最大转化率及产物e.e.值分别为84.8 mmol/(L.h)、99.2%和≥99.9%;而在C4MIm.BF4-缓冲液混合体系中,该反应的初速度、最大转化率及产物e.e.值分别为87.0 mmol/(L.h)、99.0%和≥99.9%。离子液体的存在,提高了固定化面包酵母细胞催化该反应的速度,但降低了固定化酵母细胞的操作稳定性。     

水-有机溶剂介质中固定化不动杆菌细胞催化拆分(RS)-环戊烯酮乙酸酯的研究

不动杆菌CGMCC 0789的海藻酸凝胶包埋固定化细胞可高对映选择性地水解拆分环戊烯酮(简称HMPC)乙酸酯.异丙醇对固定化细胞的活力和对映选择性有显著提高.反应体系中异丙醇浓度为10%(体积分数,全文同)时,固定化细胞的活力最高,为6.22 mmol/(L·min·g)细胞干重,是未添加异丙醇的对照组的150%.此时E值为94±6,是对照组的1.7倍.以光学纯环戊烯酮乙酸酯为底物,对部分纯化的不动杆菌酯酶进行了动力学考察.通过动力学参数推算,10%异丙醇存在时,酯酶的对映选择性(E值)为36.5,是空白的2.3倍.10%异丙醇存在下,固定化细胞仍具有良好的操作稳定性.连续反应10批,固定化细胞的活力保持良好.     

拆分获得(S)-酮基布洛芬脂肪酶基因在枯草芽孢杆菌中的克隆与表达

【目的】筛选具有不对称拆分消旋酮基布洛芬氯乙酯能力的脂肪酶基因,构建其表达分泌型工程菌,并进一步提高该脂肪酶的立体选择性。【方法】以自筛选出的一株具有不对称拆分消旋酮基布洛芬氯乙酯能力的菌株NK13为材料,通过构建其基因组文库,筛选具有不对称拆分消旋酮基布洛芬氯乙酯能力的脂肪酶基因。通过构建该脂肪酶基因的分泌型诱导表达载体pHY300-plk-sacR-gene,将其转入枯草芽孢杆菌WB600,获得基因重组菌WB600(pHY300-plk-sacR-gene)。用SDS-PAGE检测其表达和转化情况,采用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳的方法纯化脂肪酶;并利用TLC和HPLC检测该酶的立体选择专一性。【结果】得到了具有专一性拆分获得(S)-酮基布洛芬能力、长度为633bp的脂肪酶基因(GenBank登录号为:EU381317)。该脂肪酶在枯草芽孢杆菌WB600中得到了分泌表达。TLC和HPLC检测结果显示,纯化的脂肪酶对底物转化40h时转化率为30%,生成(S)-酮基布洛芬的e.e.%值最高,达60.02%,与未加Tween-80的枯草芽孢杆菌转化子体系相同。而在含Tween-80的环境下,枯草芽孢杆菌表达重组菌对底物转化36h时转化率约为45%,生成(S)-酮基布洛芬的e.e.%值最高,达93.64%,是野生菌NK13的16倍。【结论】从NK13号菌株中筛选得到的新的脂肪酶具有很高的不对称拆分获得(S)-酮基布洛芬的能力,实现了NK13菌中633bp脂肪酶基因在枯草芽孢杆菌中的分泌表达,研究证明Tween-80能提高该脂肪酶的拆分专一性。     

含离子液体体系中固定化细胞转化甘草酸生成单葡萄糖醛酸基甘草次酸

研究疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF6)与醋酸-醋酸钠缓冲液两相体系中,固定化产紫青霉Penicillium purpurogenum Li-3细胞转化甘草酸(GL)生成单葡萄糖醛酸基甘草次酸(GAMG)的反应,并与缓冲液单相体系作为对照.确定了在[BMIM]PF6/缓冲液两相体系中,最适离子液体加入比例、缓冲液pH、反应温度、底物浓度分别为10%、5.8、35℃和6.0mmol/L,在此条件下反应58h,甘草酸转化率为87.03%,比缓冲液单相体系提高了15.02%.离子液体循环使用8次后,回收利用率维持在85.28%.主产物GAMG和副产物甘草次酸(GA)在两相体系中得到有效分离,为后续产物分离带来便利.     

南极假丝酵母脂肪酶B在离子液体/超临界流体体系中的稳定性模拟

脂肪酶在离子液体/超临界流体体系中的结构稳定性是影响其活性的重要因素。本文采用分子动力学方法分别研究了南极假丝酵母脂肪酶B(CALB)在离子液体CYPHOS IL-201/极性超临界流体CHF_3两相体系和离子液体CYPHOS IL-201/非极性超临界流体CO_2两相体系中的结构稳定性,揭示影响CALB结构稳定性的因素。研究结果表明,在超临界CHF_3中,CHF_3破坏蛋白维持α螺旋结构的氢键是蛋白结构不稳定的主要原因;在超临界CO_2中,CALB蛋白的结构紧密性降低,有序二级结构发生了变化,导致稳定性下降。离子液体和两种超临界流体均形成了两相体系,蛋白处于离子液体相中,离子液体不溶于超临界流体,但超临界流体部分进入离子液体相,降低了离子液体相的黏度。其中,相比于CYPHOS IL-201/CO_2体系,CYPHOS IL-201/CHF_3体系的黏度降低多。在离子液体CYPHOS IL-201与超临界流体(CHF_3、CO_2)形成的两相体系中,离子液体CYPHOS IL-201具有保护蛋白结构的作用,使CALB蛋白结构更加稳定。     

酰基供体结构对褶皱念珠茵脂肪酶（CRL）催化芳香仲醇动力学拆分立体选择性的影响

研究仲醇的酶催化动力学拆分机制,发现酰基供体的结构是影响酶催化动力学拆分选择性的一个重要因素。通过实验发现了一类用于仲醇动力学拆分（KR）的优秀酰基供体——长链有机酸的对氯苯酚酯,并将这种酰基供体成功用于褶皱念珠菌脂肪酶（CRL）催化的仲醇动力学拆分过程。在1-苯乙醇的动力学拆分（KR）过程中,随着对氯苯酚有机酸酯供体中酰基部分碳原子数的增加,产物的对映体过量值（e．e.p值）也在不断地提高。当碳原子数≥5,转化率达到50％时,产物的叫．。值仍能保持大于99％。这样的规律也适用于其他的仲醇拆分过程,当选择对氯苯酚戊酸酯作为酰基供体用于其他仲醇的动力学拆分过程时,可以实现仲醇的高效拆分,反应6h转化率达到50％,产物的对映体过量值e．e．p为100％。     

酵母脂肪酶分子进化及催化合成(S)-1,4-苯并二口恶烷*

Objective: 1,4-Benzodioxane is an important chiral intermediate for antihypertensive (Proroxan and Doxazosin), antidepressant (MCK-242) and other drugs, and it displays a broad spectrum of applications in the pharmaceutical field. Currently, in spite of high-yield advantage of chemical synthesis, there are some problems of environmental pollution and low production safety. Using lipase to catalyze synthesis of 1,4-benzodioxane provides a new pathway of green synthesis of 1,4-benzodioxane. However, natural enzymes face the dilemma of poor enantioselectivity. Therefore, molecular evolution was performed on Candida antarctica lipase B, and a technical route for the catalytic synthesis of 1,4-benzodioxane was established. Methods: Firstly, the key amino acid residues involved in substrate binding and conversion in the active center of Candida antarctica lipase B were analyzed, and saturation mutagenesis libraries on the interaction sites were constructed. Improved mutants with high efficiency and high enantioselectivity were then obtained using HPLC detection. Furthermore, catalytic synthesis conditions of mutant D223N/A225K were systematically optimized. Results: The results indicated that the mutants mainly derived from the pairwise site D223/A225 (such as D223N/A225K and D223G/A225W) were biased towards the synthesis of (S)-isoforms, while most of the mutants derived from the pairwise site E188/I189 (such as E188D/I189M) showed a bias for the synthesis of (R)-isoforms. Compared with WT, the ee_s value of the best mutant D223N/A225K to synthesize (S)-1,4-benzodioxane was increased from 11.9% to 29.3%. After systematic optimization of the reaction conditions, an ee_s value of (93.9±0.16)% and a conversion rate of (47.5±2.33)% were achieved using mutant D223N/A225K to catalyze kinetic resolution of methyl (R,S)-2,3-dihydro-1,4-benzodioxin-2-carboxylate in n-butanol/phosphate buffered saline (20∶80, V/V) biphasic solvent at 37℃ for 50 min. Conclusion: An efficient kinetic resolution of methyl (R,S)-2,3-dihydro-1,4-benzodioxin-2-carboxylate was successfully achieved by molecular evolution and optimization of conditions, which provides a new example for the creation of new enzymes by protein engineering technology, and also provides a theoretical and technical foundation for the efficient synthesis of (S)-1,4-benzodioxane molecules by enzymatic methods.     

碱性离子液体1-甲基-3-丁基咪唑氢氧化物催化地沟油制备生物柴油的研究

本研究合成了碱性离子液体1-甲基-3-丁基咪唑氢氧化物,通过红外光谱和核磁共振检测与文献报道一致,以此离子液体为制备生物柴油的催化剂,发现具有很高的催化活性.在生物柴油的合成过程中,考察了离子液体的用量、醇与油物质的量比、反应温度和反应时间对酯交换反应的影响.结果显示,以地沟油制备生物柴油的最佳工艺条件为:醇油摩尔比8:1、反应温度70 ℃、反应时间110 min、催化剂用量为原料油质量的3.0 %.在此条件下, 脂肪酸甲酯转化率为95.7 %.由地沟油制备的生物柴油,其低温流动性能好,闪点高,除碘值较高外,其他主要性能符合0# 柴油标准,并且可以和0# 柴油进行调和使用.     

微水-有机溶剂两相体系中消旋萘普生的酶法拆分

研究了微水-有机溶剂两相体系中固定化脂肪酶催化的萘普生甲酯的立体选择性水解反应。固定化酶活性受载体极性、水含量、有机溶剂的logP值、产物抑制的影响,据此构建了一种可以连续拆分产生(S)(+)萘普生的微水-有机溶剂两相体系。反应在一个具有回路的连续流搅拌反应器中进行,反应器中添加有采用吸附法固定化的脂肪酶,载体为一种弱极性的合成载体,水相连同固定化酶颗粒一起永久保持在反应器中,有机流动相带入底物,带出产物。固定化酶在该50mL反应器中30℃连续操作60d,仅损失活性25%,产生(S)(+)萘普生900mg,产物对映体过量值(ee_p)为95%。     

离子液体-微波辅助提取黄芩饮片中四种黄酮类成分(英文)

采用HPLC法建立黄芩饮片中黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素四种黄酮类化合物同时测定的方法;并且优选离子液体-微波辅助提取(IL-MAE)黄芩饮片中四种黄酮类成分的最佳工艺。优选的色谱分离条件为:Aglient TC-C18(250×4.6 mm,5.0μm)色谱柱,流动相为0.4%磷酸水(A)和甲醇(B),梯度洗脱程序为0~10min,40%~50%B;10~20 min,50%B;20~30 min,50%~60%B;30~40 min,60%~80%B;50 min,80%B,检测波长280 nm。优选的最佳的黄芩饮片IL-MAE条件为:以溴化-1-丁基-3-甲基咪唑盐为溶剂,固-液比为1∶100,提取时间为3 min,微波功率为264 W;将该工艺所得四种成分的含量与采用中国药典(2010版)所收载的"回流提取法"所得含量进行对比,IL-MAE显著地提高了黄芩饮片中四种黄酮类成分的含量并且缩短了提取时间。研究结果表明,所建立的HPLC分析方法灵敏、准确,可用于黄芩饮片的质量控制;所优选的黄芩饮片的IL-MAE简单,高效,快速,无污染。