非水相体系酶催化反应研究进展

非水相酶催化反应是酶催化反应中的一个重要方面。非水相溶剂通常可增加底物溶解度,减少水相中的副反应,加快生物催化的速率和效率,在药物及药物中间体和食品等方面具有较大的应用价值。以下探讨了非水相体系对酶活力及酶促反应速率的影响因素,并阐述酶的化学修饰、固定化及定点突变对酶活力的影响,进一步分析无溶剂系统、反胶束、超临界流体及离子液体的不同溶剂体系对酶反应速率及催化效率的影响。此外,还列举一些非水相酶催化反应的应用实例。     

超声波和超临界流体对酶活性的影响

酶是生物催化剂,具有一般催化剂所没有的独特优点,但由于容易失活而限制了其在工业上的应用。超声波是一种物理能量形式,在一定的条件下可与酶协同作用促进反应。超临界流体作为良好的非水反应溶剂,在生物工程中有着广泛的应用前景。简要介绍了超声波、超临界流体对酶活性的各种影响因素、作用机理及研究进展。     

超临界CO2流体对纤维素酶催化反应的影响

超临界二氧化碳流体预处理对纤维素超分子结构及纤维素酶催化反应有重要影响。一定含水量的微晶纤维素用SC-CO2在10MPa,50℃处理30min,其结构发生了有利于进一步被酶解的变化。上述超临界条件单独作用于纤维素酶时,并未造成酶催化活力的降低;但与纤维素共同进行SC—CO2处理时,纤维素酶则失去催化活性,但这种处理却能提高纤维素进一步被酶解的效率。一定范围内处理时的酶用量与酶解效率的增加正相关。纤维素的含水量对SC-CO2处理后的酶解效率有显影响。     

超临界CO2流体对纤维素酶催化反应的影响

超临界二氧化碳流体预处理对纤维素超分子结构及纤维素酶催化反应有重要影响。一定含水量的微晶纤维素用SC-CO₂ 在 10MPa,50℃处理 30min ,其结构发生了有利于进一步被酶解的变化。上述超临界条件单独作用于纤维素酶时 ,并未造成酶催化活力的降低 ;但与纤维素共同进行SC-CO₂ 处理时 ,纤维素酶则失去催化活性 ,但这种处理却能提高纤维素进一步被酶解的效率。一定范围内处理时的酶用量与酶解效率的增加正相关。纤维素的含水量对SC-CO₂ 处理后的酶解效率有显著影响.     

超临界流体技术制备生物柴油进展及前景

超临界流体技术制备生物柴油不使用催化剂,生产过程清洁环保,是极具发展潜力的绿色可再生能源生产技术。本文首先简述超临界流体的特点及其用于生物柴油制备的物理、化学基础;其次详细分析超临界流体技术制备生物柴油的过程中反应温度、反应压力、醇油摩尔比、低碳醇种类、水、脂肪酸、反应器及反应形式等工艺控制条件对反应的影响和原因,并介绍超临界流体制备生物柴油中的过程强化方法和技术经济性。尽管超临界流体制备生物柴油具有原料适应性好、投资和运行成本低、生产过程清洁等优点,但存在反应条件苛刻、甲醇用量高等问题,从工业化角度指出使用廉价废弃油脂原料降成本、调节原料酸值降低反应苛刻度、连续化和大型化是超临界流体制备生物柴油技术的重点提升方向。     

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.     

多酶级联反应的构建及其在双官能团功能化学品合成中的应用

利用多酶级联催化反应合成精细化学品是近年来生物催化领域的研究热点。通过构建体外多酶级联体系,可以替代传统的化学合成法,实现多种双官能团功能化学品的绿色合成。本文系统介绍了多酶级联催化反应中不同级联方式的特点及其构建策略,总结了级联反应中元件酶常用的筛选方法、NAD(P)H和ATP等辅酶的再生策略及其在多酶级联反应中的应用,并且阐述了多酶级联催化反应体系在6种双官能团功能化学品,包括ω-氨基脂肪酸、烷基内酰胺、α,ω-二元羧酸、α,ω-二胺、α,ω-二醇、ω-氨基醇合成中的应用。     

固定化脂肪酶有机相中催化己酸乙酯反应动力学研究

有机相中脂肪酶催化反应动力学研究是酶工程领域中一个引起广泛兴趣的研究课题［１］。目前的研究较多地集中于水解反应和转酯反应［２～４］。对于酯化反应的动力学报道不多。酶反应动力学研究对于研究反应机理、确定有效的酶促反应环境、选择合适的酶反应器有着十分重要的作用。因此,对非水相中脂肪酶催化反应动力学的研究无论在理论上还是在实际应用中都有着重要的意义。与自由酶相比,使用固定化酶可提高酶在有机相中的扩散效果和热力学稳定性,是调节控制酶活性常用的手段。但酶固定化以后,影响其动力学的因素增多,反应机制变得更加…     

有机介质中酶催化活性和选择性的调控

有机溶剂中酶的结构与功能与在水中有很大的不同,通过调整控制策略可系统地改善酶针对目标反应的活性和选择性,重点阐述了溶剂对酶催化反应的活性和选择性的影响,介绍了酶催化选择性的热力学预测模型。,     

Nature 导读

<正>催化反应中释放的热量对酶的影响传统上假设,酶催化反应的一次催化事件中所释放的热量不会以任何方式对酶产生扰动。利用"单分子荧光关联光谱"研究显示,对于催化具有大反应焓值的化学反应的酶(如过氧化氢酶或碱性磷酸酶)来说,催化过程中在蛋白活性位点上所释放出的热量会瞬时转移蛋白的质量中心,实质上相当于产生     

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。     

离子液体的性能及应用

离子液体不仅可用作环境友好的“绿色溶剂”,而且在生物合成和有机反应中能表现出特殊的催化、促进效应。在介绍离子液体种类、性质、合成方法的基础上,重点综述离子液体功能化方法、离子液体／超临界CO2体系和其在生物催化反应中应用的最新研究进展。     

有机介质中酶催化反应研究进展

本文介绍了近期有机介质中酶催化反应研究的进展,比较系统地归纳了有机介质中酶催化反应的条件以及有机介质对酶性质的主要影响。     

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。     

多孔整体柱固定化酶研究进展

高效固定化酶载体的构建对于提高酶催化的反应速率和效率以及延长酶的使用寿命至关重要。多孔整体柱具有大的贯穿孔道和良好的通透性,易于改性,化学稳定性高。作为固定化酶的载体,可以为底物和产物提供快速的对流传质性能,从而提高酶催化的速率和效率,在保持酶高效专一及温和的催化反应特性的同时,克服了游离酶的不足,具有贮存稳定性高、操作连续可控、易分离回收、可重复使用、工艺简便等一系列优点。本文中,笔者总结了多孔整体柱应用于固定化酶的研究进展,探讨了不同整体柱材料和固定化酶方法对酶催化反应性能的影响。     

关于酶促反应速度与酶反应的初速度的教学

酶促反应速度是酶促反应动力学中的一个基本概念。一定条件下 ,酶催化反应的活力大小要由该反应条件下酶促反应速度来反映和确定 :酶促反应速度越小 ,酶活力越小 ;反之 ,酶促反应速度越大 ,酶活力也越大。在研究底物浓度、酶浓度、温度、ｐＨ、激活剂、抑制剂等因素对酶活力的影响时 ,都必须测定酶促反应的速度。为了排除实验中存在的一些干扰 ,一个酶的酶促反应的速度要在酶促反应进行的初期测定 ,即测定所谓的酶促反应的初速度。在教学过程中 ,学生不易弄清楚酶促反应速度与酶促反应的初速度之间的关系。我们发现 :当一般地问起酶反应速度…     

微生物或酶法的合成与转化

近年来,有机合成化学领域的一个重大进展是应用微生物或酶进行化学催化反应,由于酶催化反应具有高度专一性,使得这种合成与转化在合成化学领域中具有很大的理论和实用潜力,这种由微生物或多酶系统催化反应实际     

甾体微生物转化在制药工业中的应用

对几种重要的甾体微生物转化反应如甾体边链降解、甾体羟基化反应的机理及其发展与应用作了概述;同时也介绍了固定化微生物细胞、非水溶液中酶催化反应及混合发酵等微生物转化技术在制药工业中的应用。     

酶在非水相介质中的生物催化

本文主要综述了酶在非水相介质中实现生物催化反应的各种反应体系如液－液两相、反胶团、液－固两相、气相等的特点,性质及应用。     

叶绿素酶的研究进展

叶绿素的降解代谢被公认是一个难解的生物学之谜.叶绿素酶是迄今为止了解最多的叶绿素酶促降解途径的重要组成酶之一.已有多位学者通过不同方法对该酶进行了分离纯化鉴定.研究发现,叶绿素酶主要定位于叶绿体膜上,与底物叶绿素分子存在着空间隔离,其催化反应的最适pH值是7.8～8.5,Km值是3.1～278μmol/L ;催化反应的最适温度因反应微环境的不同而各异,叶绿素酶至少存在两种同工酶;并对叶绿素酶基因学及酶活调控等进行了探讨.