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.     

脂肪酶生物印迹研究进展

脂肪酶是一种广泛应用的水解酶。生物印迹技术是一项新兴技术,它使脂肪酶在有机溶剂中发挥更好的催化能力,如更高的活性和稳定性,从而扩大了脂肪酶作为生物催化剂在工业上的应用。本文介绍了脂肪酶蛋白质的结构特点,脂肪酶生物印迹的过程和原理,对生物印迹过程中印迹模板的种类和选择原则、保护剂的作用等主要影响因素进行了讨论,并对不同种类脂肪酶的生物印迹条件和适用的反应及生物印迹效果作了归纳总结,指出了目前脂肪酶生物印迹技术存在的问题和发展前景。     

微生物脂肪酶的结构与功能研究进展

脂肪酶是催化油酯水解的一类酶的总称,在清洁剂、食品、纸浆、化工合成等工业都有广泛的应用.本文对各种来源的微生物脂肪酶的结构、生化性质、底物特异性和界面活化现象等方面进行了综述,并介绍了一些脂肪酶的特殊结构和性质.     

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。     

酶催化法制备新型结构脂质研究进展

结构脂质是一类具有营养保健功效的酯类化合物,可潜在地预防或辅助治疗特定疾病。以酶为核心的生物催化法,在结构脂质的制备中扮演着关键的角色。本文根据脂质的结构特点,从各类结构脂质的功能、脂肪酶的选择、酶载体材料的设计、固定化脂肪酶制备以及应用等方面分别介绍了LML型中长链结构脂、长链多不饱和脂肪酸结构脂、人乳脂替代品及含共轭亚油酸甘油三酯等新型结构脂质的酶法制备手段和技术,总结了制备各结构脂质的常用脂肪酶种类,重点介绍了固定化酶中载体材料的理性设计对脂肪酶活性及结构脂质产率的影响。今后,此方面的研究可围绕新脂肪酶资源发掘,新型固定化酶载体材料的设计与合成,结构脂质的制备方法拓展、反应体系构建及新生产工艺开发等方面进行。     

橡胶树内生沙雷氏菌脂肪酶基因SmLipase1的克隆和表达分析

脂肪酶在洗涤剂、食品、纸浆以及生物柴油等多个工业领域被广泛应用。不同的应用领域对脂肪酶的酶学特性有不同的要求,因此挖掘脂肪酶基因资源具有重要意义。本研究报道从橡胶树内生菌Serratiamarcescens ITBB5-1中克隆得到一个脂肪酶基因,命名为Sm Lipase1,编码662个氨基酸,pI 4.82,能分泌脂肪酶到培养基中。构建重组表达载体pET22b-Sm Lipase-1,转化大肠杆菌菌株BL21(DE3)。本研究表明该转基因菌株能高效表达脂肪酶,并在平板培养基上形成较大的透明圈,转基因菌株发酵培养所获得的培养液酶活性达到26 U/mL。此外,该酶还具有催化油脂与甲醇反应生产脂肪酸甲酯的活性,在生物柴油领域具有一定的开发价值。     

脂肪酶催化合成生物柴油的研究进展

环保型燃料生物柴油有望解决能源短缺的问题,脂肪酶催化动植物油脂合成生物柴油的方法具有反应条件温和、产物易分离和不污染环境等优点。综述了酶催化法在提高脂肪酸酯产率和减少生产成本等方面的研究进展。     

乌桕油脂成分作为生物柴油原料的研究进展

生物柴油本质上是长链脂肪酸甲酯,工业上多通过酯交换反应进行生产.乌桕是广泛分布于中国的油料树种,其种子油脂含量高达40%左右,是生物柴油的优质原料.本文在介绍能源植物的种类及生物柴油生产概况的同时综述了乌桕皮油和梓油的提取工艺、用于催化乌桕油生产生物柴油的催化剂以及乌桕油及种子中脂肪酸组成等方面的研究进展.规范乌桕种质资源的标准化与分子标记辅助遗传育种、油脂代谢途径机理的揭示及转基因技术创制高含油新品种、新型纳米催化剂及新型高效固定化抗逆脂肪酶的研制对推动乌桕生物柴油的发展具有重要作用.     

华根霉合成活性脂肪酶液态发酵菌体形态调控的研究

华根霉(CCTCC M201021)膜结合脂肪酶在非水相中具有突出的催化酯合成的能力,在生物香料、生物柴油生产等工业应用中具有良好的前景.与许多丝状真茵形态影响其初级及次级代谢产物的生产相类似,华根霉在液态发酵中也会形成不同的茵体形态,显著影响合成活性膜结合脂肪酶的发酵水平.本研究以华根霉菌体形态及脂肪酶合成活性为指标...     

离子液体在生物催化反应中的应用

首先概括了离子液体中生物催化反应的特点;阐述了离子液体在生物催化反应中的应用进展,主要包括:蛋白酶催化的反应、脂肪酶催化的反应、氧化还原酶催化的反应以及其它酶催化的反应.离子液体通常起到了提高酶的活性或稳定性,并提高产物收率和选择性的作用;并展望了离子液体作为溶剂和共溶剂在生物催化反应中的发展前景.     

酵母脂肪酶的制备及应用新进展

脂肪酶是工业领域应用非常广泛的一类绿色生物催化剂,由于脂肪酶可催化酯水解、酯化、转酯化、醇解和氨解等多种反应,在食品加工,有机合成,制备生物柴油等方面均得到了较为广泛的应用,是目前的研究热点.微生物是脂肪酶的重要来源之一,其中酵母脂肪酶被认为是非常安全的一类脂肪酶,也是应用最为广泛的一类脂肪酶.该文介绍了酵母脂肪酶的制备和应用研究概况,重点综述了其在多个应用领域中的最新研究进展.挖掘更多的新型高活性脂肪酶,降低脂肪酶的生产成本,提高酶的重复使用率是今后脂肪酶应用研究亟待解决的问题.     

洋葱伯克霍尔德菌脂肪酶：一种应用前景广阔的生物催化剂

洋葱伯克霍尔德菌脂肪酶对有机溶剂（醇）、热、氧化剂、表面活性剂、去污剂、蛋白酶等具有良好的抗性,在有机合成、对映体拆分、非水相催化等领域应用十分广泛。综述了洋葱伯克霍尔德菌脂肪酶的发酵生产、分离纯化、基因克隆与表达、固定化与生物印迹、蛋白质结构解析及应用研究等,并展望了其未来发展方向,以期为该工业酶的研发与广泛应用提供参考。     

荧光假单胞菌脂肪酶固定化及催化制备生物柴油的工艺研究

研究了不同因素对制备固定化荧光假单胞菌脂肪酶的影响及固定化酶的酶学性质,并初步探讨了利用该固定化酶制备生物柴油的工艺。以海藻酸钠明胶为复合载体,采用包埋法制备固定化荧光假单胞菌脂肪酶,考察了载酶量、颗粒直径等因子对固定化效果的影响,并用制备的固定化酶进行了酶促酯交换合成生物柴油的工艺研究,考察了反应条件如酶量、反应温度、甲醇流加方式、醇油比等因素对甲酯得率的影响。试验结果表明,制备固定化荧光假单胞菌脂肪酶的最优条件为:每克载体给酶量为300 IU,选用6号注射器针头(内径为0.5 mm);通过酯交换,催化大豆油合成生物柴油的最佳反应工艺参数为:固定化酶25%,醇油比4:1,含水量6%,反应温度40℃;此条件下反应35 h后,甲酯的最高得率可达82%。     

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。     

反应温度调控生物催化立体选择性的研究进展

立体选择性调控是手性生物催化的重要内容。反应温度调节作为一种简单、便捷的立体选择性调控方式已在生物催化制备手性化学品中发挥了重要作用。分析了温度引起酶立体选择性变化的机理,并综述了该方法在脂肪酶、酯酶、醇脱氢酶、青霉素G酰化酶和脱卤酶等酶催化反应中的应用。     

脂肪酶催化合成生物柴油的研究

生物柴油是用动植物油脂或长链脂肪酸与甲醇等低碳醇合成的脂肪酸甲酯,是一种替代能源。这里探讨了生物法制备生物柴油的过程,采用脂肪酶酯化和酯交换两条工艺路线进行催化合成。深入研究制备过程中,不同脂肪酶、酶的用量和纯度、有机溶剂、低碳醇的抑制作用、吸水剂的作用、反应时间和进程、底物的特异性和底物摩尔比等参数对酯化过程的影响。试验结果表明,采用最佳酯化反应参数和分批加入甲醇并用硅胶作脱水剂的工艺过程,酯化率可以达到92％,经分离纯化后的产品GC分析的纯度可达98％以上,固定化酶的使用半衰期可达到360h。同时对酯交换制备生物柴油过程中,甲醇的用量和甲醇的加入方式对脂肪酶催化过程的影响作了初步研究,优化后的酯交换率可达到83％。     

脂肪酶催化合成植物甾醇酯探讨

植物甾醇在防治心血管疾病、降低胆固醇等方面功效显著,但因其脂溶性和水溶性较差,影响了其在医药、食品和化工等行业的应用。通过脂肪酶催化合成植物甾醇酯,极大的提高了植物甾醇的生物利用性,具有绿色环保、低能耗、反应温和等诸多优点。本文简要介绍了植物甾醇和植物甾醇酯的生理功能,阐述了脂肪酶催化合成植物甾醇酯工艺,以供参考。     

华根霉脂肪酶有机相合成酶活的研究

通过比较7种微生物脂肪酶的有机相合成酶活、水相水解酶活及在正庚烷中催化己酸乙酯合成的能力,证明了合成酶活与水解酶活相关性不高,合成酶活比水解酶活更能反映脂肪酶的合成能力。通过比较两株华根霉(Rhizopus chinensis)脂肪酶酶活,发现合成酶活相差较大,表明相同种属微生物的脂肪酶合成酶活存在不同。对．Rhizopus chinensis-2液态发酵产脂肪酶进程研究发现,水解酶活高峰先于合成酶活高峰大约12h。将不同培养时间的Rhizopus chinensis-2全细胞脂肪酶用于催化己酸乙酯合成,具有高合成酶活的全细胞脂肪酶催化己酸乙酯合成反应较快。因此,全细胞脂肪酶用于催化有机相酯合成反应时,具有高脂肪酶合成酶活的菌体具有较好的催化酯合成能力。     

ATGL调节细胞内脂质代谢和代谢相关疾病

脂肪组织甘油三酯水解酶(adipose triglyceride lipase, ATGL)是一种催化甘油三酯第一步水解的重要脂肪酶,在机体能量代谢调节中发挥重要作用.本文介绍了ATGL的基因和蛋白质结构,并详细综述了ATGL的功能调控和与其相关联疾病的研究进展,最后通过与激素敏感脂肪酶(HSL)比较,对ATGL的特征进行总结.     

有机相中吸附态固定化脂肪酶催化月桂酸与2—辛醇酯化反应的催化性能研究

本文研究了有机相中吸附在载体6201,102,分子筛、硅藻土、玻璃微珠等上的脂肪酶催化月桂酸与2—辛醇酯化反应的催化活力,关联出载体吸附水量与其固定化脂肪酶活力的关系。并考察了系统含水量、缓冲溶液的pH值、离子强度、反应温度、底物浓度、溶剂等因素对固定化脂肪酶催化活力的影响。在有机相中各最适条件下,载体的吸附性越强,其吸附的脂肪酶催化酯化反应的活力也越高。