固定化Gibberella intermedia转化3-氰基吡啶制备烟酸

研究不同复合包埋材料对含腈水解酶的Gibberella intermedia CA3-1进行固定化,选择出最为适合的壳聚糖-聚乙烯醇作为复合包埋材料,其优化后的浓度分别为1.6%和2%。实验结果表明该固定化细胞的最适转化条件为：3-氰基吡啶初始浓度300mmol/L,转化温度30℃,pH值7.0,转化时间60min。固定化细胞可以稳定进行26个批次转化,每克干细胞可转化产生283.5g烟酸,为游离细胞的3倍。此外,固定化细胞对高浓度3-氰基吡啶的耐受性大幅提高,温度稳定性有一定增强。连续补料19次,固定化细胞酶活保留约30%,经折算产率为每克干细胞转化生成191.3g烟酸。     

金黄节杆菌CYC705腈水解酶催化亚氨基二乙酸合成的研究

将金黄节杆菌CYC705(Arthrobacter aurescens CYC705) 腈水解酶用于生物催化合成亚氨基二乙酸(IDA),从生物催化剂的形式、生物催化反应过程优化和反应体系放大三个方面进行了考察。在氨基载体固定化酶、环氧基载体固定化酶、海藻酸钠固定化细胞、壳聚糖固定化细胞和游离全细胞几种生物催化剂形式中,壳聚糖固定化细胞催化效率最高、稳定性最好。通过反应体系、反应温度、金属离子、底物浓度、固定化细胞投量等因素的优化,确定了最佳的生物催化反应条件：以50 mmol/L pH=6.6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液作为反应体系,底物亚氨基二乙腈(IDAN)的浓度为200 mmol/L,添加CoCl2至终浓度为1 mmol/L,反应温度37 ˚C,固定化细胞投量为0.25 g每5 mL反应体积。在此条件下,反应2h可将IDAN完全转化为IDA。进一步将反应体系放大10倍,催化200 mmol/L的IDAN完全转化为IDA仅需1h。     

表面活化甲壳素固定化Gibberella intermedia生物转化制备异烟酸

甲壳素及其衍生物资源来源广泛、具有生物安全性,在材料、食品、化工等领域拥有良好的应用前景。本研究首次尝试采用经表面活化的甲壳素为包埋材料对产腈水解酶的G. intermedia游离细胞进行固定化,对固定化条件进行了初步优化,选取甲壳素质量分数3%,三聚磷酸钠质量分数7%,固定化时间5 h,固定菌体浓度为20g/L时催化活力达到最高。对固定化细胞的催化应用特性进行了表征,结果表明固定化细胞对4-氰基吡啶转化反应的最适反应温度为50℃,最适pH值为7.0;最适底物浓度为125mmol/L,最大产物耐受浓度为400mmol/L,均明显优于游离细胞。探索了将制备的固定化细胞直接应用于4-氰基吡啶生物转化合成异烟酸,固定化细胞可重复利用14批次,而相应游离细胞仅为3次。     

金黄节杆菌CYC705腈水解酶催化亚氨基二乙酸的合成

将金黄节杆菌CYC705(Arthrobacter aurescens CYC705)腈水解酶用于生物催化合成亚氨基二乙酸(IDA),从生物催化剂的形式、生物催化反应过程优化和反应体系放大3个方面进行了考察。在氨基载体固定化酶、环氧基载体固定化酶、海藻酸钠固定化细胞、壳聚糖固定化细胞和游离全细胞几种生物催化剂形式中,壳聚糖固定化细胞催化效率最高、稳定性最好。通过反应体系、反应温度、金属离子、底物浓度、固定化细胞投量等因素的优化,确定了最佳的生物催化反应条件:以50 mmol/L p H=6.6磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液作为反应体系,底物亚氨基二乙腈(IDAN)的浓度为200 mmol/L,添加Co Cl2至终浓度为1 mmol/L,反应温度37℃,固定化细胞投量为0.25 g每5 m L反应体积。在该条件下,反应2 h可将IDAN完全转化为IDA。进一步将反应体系放大10倍,催化200 mmol/L的IDAN完全转化为IDA仅需1 h。     

环氧树脂固定化拟南芥腈水解酶NIT的研究

游离酶不易回收,很难重复利用,而固定化酶重复利用度高。利用LX-1000EP(C)环氧树脂作为载体对腈水解酶进行固定化,研究了其最优固定化条件及其稳定性。最佳固定化条件为:固定化温度为20℃,固定化过程中缓冲液为磷酸钾缓冲液,pH8.0,浓度为0.1mol/L,加量为每克载体加10mL的粗酶液。固定化腈水解酶的最高酶活回收率达到98.1%,固定化酶在重复使用6次后,酶活仍能保持在初始酶活的30%以上。     

聚乙烯醇包埋固定Burkholderia cepecia JS-02细胞的研究

用聚乙烯醇(PVA)凝胶包埋固定法对BurkholderiacepeciaJS-02细胞进行了固定化,所得凝胶具有良好的机械性和稳定性。固定化凝胶最佳质量分数为9%,最适湿细胞包埋量为0 28g/mL,固定化JS-02细胞酶活回收率为75%,连续反应6批后,固定化细胞活力为初始活力的86%。固定化细胞的最适pH为9 0,最适温度为50℃,固定化细胞的储存稳定性及操作稳定性高于游离细胞。     

复合载体固定化大肠杆菌制备γ-氨基丁酸

用卡拉胶与明胶复合载体固定大肠杆菌,优化了固定化细胞的制备条件,并利用该复合载体固定大肠杆菌细胞进行酶法制备γ-氨基丁酸的研究。实验结果表明,最佳工艺条件为:m(卡拉胶):m(明胶)=3:2,ρ(混合胶)=12g/L,ρ(KCl)=60g/L,固定化时间为3h,ρ(菌体)=80g/L,反应温度为37℃,转化体系pH=4.8,ρ(底物)=40g/L。固定化细胞在最适条件下比酶活高达10740U。包埋1.0g湿菌体的固定化细胞重复使用7次,可把42gL-谷氨酸完全转化为γ-氨基丁酸。     

恶臭假单胞菌腈水解酶的生物催化特性

以丙烯腈为底物,对产腈水解酶菌株Pseudomonas putida XY4在静息细胞状态下的催化特性进行了研究,考察了p H、温度、金属离子、底物浓度对酶的影响,以及该酶的p H与温度稳定性、底物特异性等,同时对丙烯腈的生物转化过程进行考察。结果表明,腈水解酶的最佳催化条件为p H=7.2,30℃,底物浓度150 mmol/L;Ag+、Cu2+和Fe3+对酶具有强烈的抑制作用;该腈水解酶对3-氰基吡啶等芳香族杂环腈具有较高的特异性,其次是甘氨腈和丙烯腈,对酰胺类物质无特异性。该研究对利用腈水解酶生物催化丙烯腈制备丙烯酸的应用提供借鉴。     

以静电纺PAA/PVA纤维膜为载体活化酯法固定葡萄糖淀粉酶

以高压静电纺聚丙烯酸(PAA)/聚乙烯醇(PVA)纤维膜为载体,以羟基琥珀酰亚胺和二环己基碳二亚胺为基团偶联剂和活化剂,采用活化酯法固定葡萄糖淀粉酶.结果表明,葡萄糖淀粉酶可固定于高压静电纺PAA/PVA纤维膜表面,固载后纤维直径约为435 nm,固定化酶的最大反应速率为5.77 g/(L×h),米氏常数Km=10.45 g/L;游离酶与固定化酶的最适pH值和温度基本相同,贮存12 d固定酶活力为新鲜酶的62%,游离酶活力约为新鲜酶的40%;固定化酶重复使用10次仍能保持40.5%活性.     

磁性壳聚糖复合微粒固定化SOD的研究

制备了磁性壳聚糖复合微粒(Fe3O4/CS),并以Fe3O4/CS为载体固定了超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)。研究了温度、pH、储存时间、操作次数等对固定化SOD和游离SOD活性的影响。研究结果表明,固定化SOD的热稳定性、pH稳定性、储存稳定性等性能明显优于游离SOD,固定化SOD的操作稳定性良好。研究了固定化SOD和游离SOD的半衰期t1/2和动力学性质。固定化SOD的半衰期t1/2,1=35.7 d,游离SOD的半衰期t1/2,2=8.8 d;固定化SOD的米氏常数Km,1=0.04 mmol/L,最大反应速率Vm,1=40.19 mmol/min,游离SOD的米氏常数Km,2=0.19 mmol/L,最大反应速率Vm,2=85.76 mmol/min。     

利用酰胺活化聚乙烯醇作为载体固定漆酶的研究

交联聚乙烯醇经羧基化、酰胺化制成一种活性固定化酶的载体,并在温和的条件下对漆酶进行了固定。比较不同的固定化时间,pH值,温度和离子强度对固定化效果的影响,发现在12 h,40℃,pH值为3.2所制得的固定化酶的活力最高;在0.05~1.0 mol/L的范围内,随着作为固定化反应介质的缓冲溶液浓度的增加,所制得的固定化酶的活力有所下降。还发现固定化酶较游离酶的酶催化反应最适pH值有所升高。     

ZIF-8-戊二醛固定化细胞生产α-酮戊二酸

为了提高表达L-谷氨酸氧化酶（LGOX）重组大肠杆菌的催化稳定性,本研究采用了沸石咪唑框架（ZIF-8）涂层和戊二醛（GA）交联的组合固定技术。确定了ZIF-8和GA的工艺参数以及固定化细胞的催化性能,并对固定化重组大肠杆菌催化L-谷氨酸生产α-酮戊二酸（α-KG）的稳定性展开了研究。当2-甲基咪唑、醋酸锌和戊二醛的添加量分别为240mmol/L、80mmol/L和50mmol/L时,固定化细胞（E.coli@ZIF-8-GA）的比活性和活性回收率分别达到33.4U/g和95.83%。结果表明,在重复使用10个批次后,E.coli@ZIF-8-GA转化生产α-酮戊二酸的产量仍能达到70.03g/L。与游离细胞相比,固定化细胞对温度和pH的耐受性均发生显著提高。     

Urease immobilized on chitosan membrane: Preparation and properties

Urease was covalently immobilized on glutaraldehyde-pretreated chitosan membranes. The optimum immobilization conditions were determined with respect to glutaraldehyde pretreatment of membranes and to reaction of glutaraldehyde-pretreated membranes with urease. The immobilized enzyme retained 94% of its original activity. The properties of free and immobilized urease were compared. The Michaelis constant was about five times higher for immobilized urease than for the free enzyme, while the maximum reaction rate was lower for the immobilized enzyme. The stability of urease at low pH values was improved by immobilization; temperature stability was also improved. The optimum temperature was determined to be 65°C for the free urease and 75°C for the immobilized form. The immobilized enzyme had good storage and operational stability and good reusability, properties that offer potential for practical application.     

磁性壳聚糖微球的合成及其在固定化血管紧张素转化酶的应用

以化学共沉淀法合成Fe3O4纳米粒子为磁核,采用乳化交联法制备磁性壳聚糖微球,并对其形貌、结构和磁饱和强度等性质进行了表征。以磁性壳聚糖微球作为载体,固定化猪肺粗提物中的血管紧张素转化酶,并对固定化条件进行研究。结果表明,固定化血管紧张素转化酶的最佳条件为：pH值为8.3,最佳温度为50 ℃,最佳时间为1.5 h,最佳酶溶液蛋白浓度为6 mg/mL,此时固定化酶活力最高为0.048 U/g微球。与游离酶相比,固定化酶的pH值稳定性和热稳定性均得到提高。固定化酶重复使用10次,仍然保持40%以上相对活力,说明磁性壳聚糖微球是固定化血管紧张素转化酶的良好载体。     

Immobilization of β-galactosidase onto polymeric supports

Poly(vinyl alcohol) cross-linked with para-formaldehyde (PVA–F) and natural polysaccharide–chitosan in bead form and salicylic acid–resorcinol–formaldehyde polymeric resin (SRF) in powder form were used for immobilization of β-galactosidase through covalent linkages. Various activation processes and conditions were optimized. Immobilized enzyme showed very good storage stability at room temperature. Durability of the enzyme was also improved on immobilization. On repeated use of enzyme immobilized on chitosan beads, no loss was observed in enzyme activity even after 10 batches. Michaelis constant K_m and maximum reaction velocity V_m were calculated for free and immobilized enzyme systems. Effect of pH and temperature on enzyme activity was estimated and energy of activation (E_a) and inactivation constant (K_i) for free and immobilized enzyme were calculated. © 1995 John Wiley & Sons, Inc.     

核壳结构磁性树枝状纤维形有机硅固定化脂肪酶制备及其应用

为了提升脂肪酶的稳定性并构建新型固定化酶催化体系,利用改进的Winsor Ⅲ微乳液双连续相体系合成了超顺磁性Fe₃O₄内核和树枝状纤维形氧化硅外壳的核壳结构磁性有机硅纳米粒子（MMOSNs）,用于固定化南极假丝酵母脂肪酶B（CALB）。优化条件后CALB负载量为177.49 mg/g,比水解活性为27390 U/g。磁性有机硅通过与CLAB分子之间疏水相互作用及表面孔道结构,可有效激活CALB的界面活性并保护活性构象免受破坏,比游离酶和磁性无机硅固定化酶表现出更好的活性和稳定性。除此之外,将CALB@MMOSNs用于催化乙酰丙酸与十二醇的酯化反应最高转化率为85.05%,重复使用9次后仍保留68.94%转化率,而商业化N435只保留29.83%。证明疏水性磁性核壳结构有机硅是固定化CALB的良好载体,可有效扩展脂肪酶的工业应用。