纳米粒子固定化双酶耦合体系连续催化制备(R)-苯基乙二醇

将活化醇盐水解法制备的SiO2纳米粒子分别与羰基还原酶(CR)和甲酸脱氢酶(FDH)进行共价固定化,固定化CR与FDH耦合,连续催化转化b-羟基苯乙酮制备(R)-苯基乙二醇,考察了NADH的再生与循环利用性. 结果表明,纳米粒子固定化CR和FDH酶载量分别为3.32和5.55 mg/g,催化活性为游离酶的50%~60%,最适反应pH值分别为6.5和8.5,最适反应温度分别为40和45℃. 耦合体系进行12批次反应,产物(R)-苯基乙二醇累积量达35.6 g/L,纳米粒子生产能力达178 g/g. 纳米粒子固定化酶经简单离心收集后可重复利用.     

黑曲霉胞内β-葡萄糖苷酶分离提纯及其性质的研究

采用丙酮沉淀、DEAE-Sepharose阴离子交换层析、Sephactyl S-200凝胶过滤、Phenyl Sepharose CL-4B疏水层析等步骤,从黑曲霉菌丝体中获得了一种凝胶电泳均一的胞内β-葡萄糖苷酶,其单亚基相对分子质量为122.7K,纯化倍数和得率分别为7.2和19.3%.以纤维二糖为底物时,该酶葡萄糖的抑制常数Ki为0.19 mmol/L,Km值和Vmax分别为2.99 mmol/L、1.49 μmol/min.该酶最适反应温度60℃,最适反应pH为5.0;在60℃以下及pH3～6范围内均能保持稳定.甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮和乙酸乙酯等有机溶剂对胞内β-葡萄糖苷酶有很好的激活作用.     

Kitasatospora sp.MY 5-36中e-聚赖氨酸降解酶的纯化及酶学性质

对Kitasatospora sp. MY 5-36中e-聚赖氨酸降解酶(PLD酶)进行了纯化和酶学性质研究. 通过DEAE-Sepharose, Source 15Q, Mono Q三步阴离子交换层析从细胞中得到纯酶，收率达40.7%，纯化倍数为500倍. 经SDS-PAGE电泳、凝胶过滤层析检测PLD酶由2个同聚亚基组成，亚基和全酶相对分子量分别为43.6和87.0 kDa. PLD酶的最适反应温度为30℃，最适pH值为7.0, 20~40℃保存时酶活力稳定，50~60℃保存时酶活力迅速下降，最大反应速率Vmax=0.112 mmol/(L×min), 米氏常数Km=0.216 mmol/L. PLD酶是一种金属酶，能够被Co2+激活、被Ca2+抑制.     

真菌细胞溶壁酶的分离纯化及其酶学性质研究

采用长梗木霉(Trichoderma Longibrachiatum Rifai)958-11菌株,经过发酵,分离提纯出一种真菌细胞溶壁酶,并对其进行酶学性质研究。长梗木霉培养,利用:(NH4)2SO4沉淀,sartobind S离子交换层析和Sephacryl S-200柱层析对该发酵液进行分离纯化,用担子菌做为酶反应的底物研究该酶的酶学性质。经发酵获得的酶液,可在最佳反应条件下,1～2h内产出原生质体105～106个/毫升酶液。酶反应最适温度为30℃,最适pH为5.4,可以在0.6mol/L的氯化钾或0.6mol/L的硫酸镁为等渗液的条件下,溶解部分担子菌的细胞壁,得到高活力的原生质体。     

巴斯德梭菌甘油脱水酶基因的克隆表达、纯化及酶学性质的研究

用聚合酶链反应(PCR)技术,从巴斯德梭菌(C lostridium pasteurianum)扩增出甘油脱水酶基因(dhaBCE),在大肠杆菌中高效表达,SDS-PAGE(聚丙烯酰胺凝胶)电泳结果显示,分别有相对分子质量为66、21、16 kD三条特异性蛋白表达条带。用金属镍亲和层析及S-300H凝胶层析将重组蛋白进行分离纯化,所得纯酶的比活为4.26 U/mg。重组酶的最适反应温度42~44℃,最适作用pH=9.10~9.50,它对三个底物结构类似物的米氏常数(Km)值分别是:1,2-丙二醇0.38 mmol/L,甘油0.29 mmol/L,1,2-乙二醇2.0 mmol/L;对辅酶B12的Km值为0.22μmol/L。     

重组酪氨酸酚裂解酶全细胞催化合成L-酪氨酸

利用基因工程手段重组表达了弗氏柠檬酸杆菌来源的酪氨酸酚裂解酶(TPL),以丙酮酸和L-丝氨酸为底物全细胞催化合成L-酪氨酸,考察了pH、温度、表面活性剂、金属离子、铵盐种类和氯化铵浓度等因素对L-酪氨酸合成的影响,并比较了两种底物合成L-酪氨酸的转化率。结果表明,TPL的最适反应条件是45℃,pH=8.0,4mmol/L PLP,氯化铵浓度350 mmol/L。1 mmol/L triton-x 100对TPL酶活有促进作用,金属离子对TPL酶活都有明显的抑制作用。0.1 mol/L丙酮酸的转化率约是L-丝氨酸的1.8倍。     

土壤微生物16S rDNA V6-V8区PCR反应条件优化

为建立最佳的土壤微生物16S rDNA V6-V8区PCR反应体系和条件,直接从土壤中提取微生物总DNA,经纯化后作为脱氧核糖核酸(DNA)模板,研究了退火温度、引物、dNTPs、Taq聚合酶浓度、Mg2+、模板DNA对扩增反应的影响。结果表明,最佳反应体系为:在20μL反应体系中,正向引物和反向引物的最适浓度均为0.5μmol/L,dNTPs最适浓度0.2 mmol/L,Taq聚合酶量为1 U,Mg2+最适浓度2.0 mmol/L,DNA模板量为10~15 ng。     

重组表达天冬氨酸-β-脱羧酶及其酶学性质

利用p ETDuet-1为载体在宿主细胞E.coli BL21(DE3)中重组表达了粪产碱菌(Alcaligenes faecalis)来源的天冬氨酸-β-脱羧酶(Asd),研究了其酶学性质,考察了p H、p H稳定性、温度、热稳定性、底物浓度对酶活的影响。结果表明,天冬氨酸-β-脱羧酶重组表达成功;最适反应温度和p H分别为45℃和6.0;动力学常数Km和Vmax分别为0.72 mmol/L和10.52 mol/(L·min·g)。0.1 g菌体细胞在10 m L 0.2 mol/L磷酸缓冲溶液中催化2.0 g L-天冬氨酸,40℃,p H=6.0反应15 h,L-天冬氨酸的摩尔转化率达到98.6%。     

鲫鱼和青虾GPT的动力学特性及对杀螺药物的敏感性

从鲫鱼和青虾肝脏中分离谷丙转氨酶(GPT),以比活力为指标,L25(56)正交试验与极差分析法研究TGPT酶活力测定的最适条件,测定YNic(氯硝柳胺)和CuSO4(硫酸铜)对GPT活力的影响.正交试验分析鲫鱼GPT活力测定最适条件:酶质量浓度2.0 g/L、底物浓度2.0 μmol/L、反应体系pH值7.0、反应温度30 ℃、反应时间55 min,青虾GPT活力测定最适条件酶质量浓度3.0 g/L、底物浓度0.5 μmol/L、反应体系pH值7.5、反应温度45 ℃和反应时间45 min.Nic和CuSO4对鲫鱼和青虾GPT活力均显示诱导作用,其0.002 g/L时对鲫鱼GPT的诱导率分别为641.01%和61.22%,对青虾的分别为45.99%和67.57%.研究结果表明:2种GPT活力测定条件相差较大,酶质量浓度和底物浓度影响作用最大.鲫鱼和青虾GPT对Nic和CuSO4敏感度高,推定GPT可能是Nic和CuSO4中毒的生化靶点之一.     

解糖热纤维菌木糖苷酶的分离纯化及其酶学性质

通过生物信息学分析,确定厌氧孢子菌Caldicellulosiruptor saccharolyticus编码的木糖苷酶(XYL39B)属于糖苷水解酶第2家族,是极端耐热的水解低聚木糖为木糖的关键酶。将XYL39B基因(xyl39B)导入大肠杆菌BL21(DE3)中表达,通过热处理和镍柱亲和层析获得纯酶。对纯化的重组XYL39B进行酶学性质的表征,结果表明该酶的最适反应温度为70℃,最适反应p H为6.0。在p H 6.0,70℃条件下保温2h后残留相对酶活仍达90%以上,在55~75℃范围内酶活较高且比较稳定。Zn2+、Cu2+、SDS对酶活力的抑制作用较明显,其他金属离子和化学试剂对该酶的酶活力影响不显著。在以4-对硝基苯酚-β-D-木糖苷(p NPX)为底物,该酶的表观活化能为14.52k J/mol,其Km值为11.47mmol/L,Vmax为29.4U/g,Kcat为20.60s–1,木糖对其反馈抑制较弱(抑制常数Ki为306.87mmol/L),综上结果显示该酶是活性较高且抑耐木糖抑制的细菌源极端耐热木糖苷酶。研究结果为其后续的基因改造和实际应用奠定理论基础。     

米曲霉菌体光学拆分N-乙酰-DL-苯甘氨酸的动力学研究

用液相培养基培养的米曲霉菌体直接拆分N 乙酰 DL 苯甘氨酸,并对该酶促反应进行了初步研究。考察了反应温度、pH值、金属离子、底物浓度、产物浓度等因素对反应的影响。结果表明,酶促反应的最适反应温度和pH值分别为52℃和7.0,当底物浓度小于200mmol·L-1时,反应符合Michaelis Menten方程,当底物浓度大于200mmol·L-1时,反应存在底物抑制现象。进一步研究发现水解反应也存在着产物抑制现象。     

谷氨酸脱羧酶工程菌的发酵工艺及酶学性质

对谷氨酸脱羧酶(GAD)工程菌DM201的发酵及转化条件进行优化,分析了发酵过程中异丙基-β-D-巯基半乳糖苷(IPTG)诱导条件、转化体系pH、底物浓度和金属离子等因素对谷氨酸脱羧酶活力的影响。发酵过程中最佳IPTG诱导条件为:浓度0.4mmol/L、时间5h、温度30℃;转化温度45℃,pH=4.0,ρ(L-谷氨酸)≈110g/L,镁离子在50mmol/L和5mmol/L浓度时对谷氨酸脱羧酶酶活有稳定作用,铜锌离子对其酶活的抑制作用显著。     

硫酸氢钠催化甲醛与甲酸甲酯的偶联反应

在釜式反应器中研究了硫酸氢钠催化甲醛和甲酸甲酯的偶联反应,考察了反应温度、原料配比、催化剂用量、反应时间等因素对乙醇酸甲酯和甲氧基乙酸甲酯收率的影响,得到最佳反应条件为：反应温度160℃、反应物料配比n(甲醛):n(甲酸甲酯)=0.65、催化剂的用量为总反应物料质量的20.0％、反应时间4h,在此条件下,乙醇酸甲酯和甲氧基乙酸甲酯的收率最大,总收率达到42.15％。催化剂浓度和反应温度对活化甲醛分子,确保有效地进行羰基化反应,提高反应活性起重要作用。硫酸氢钠难溶于反应体系,后处理简单,副反应少,可重复使用,较其它相关催化剂具有突出的性能。     

Al_2O_3负载钯催化剂的制备及催化Suzuki偶联反应的研究

采用浸渍-还原法制备三氧化二铝负载钯催化剂（Pd/Al2O3）,通过ICP-AES、XRD、XPS等分析手段对催化剂的结构和组成进行了表征。考察了溶剂、溶剂与水的比例、碱的种类、反应温度以及反应时间等反应条件对上述制备的催化剂催化Suzuki偶联反应的影响,筛选出最适宜的反应条件。实验结果表明,在1mmol对溴苯乙酮,1.5mmol苯硼酸,2mmol碳酸钾,乙醇∶水=6∶6,反应温度为60℃,反应时间为60min,催化剂加入量为3.5×10-3mmol钯的反应条件下,Suzuki反应收率可达97%以上。     

催化铁-厌氧微生物耦合技术还原硫酸根的研究

高浓度硫酸根废水直接排入水体会增大水体的盐度,危害水生生物,破坏土壤结构。利用催化铁与厌氧生物耦合技术进行还原硫酸根试验,并与单纯厌氧微生物处理效果对比。结果表明,催化铁的存在能促进SRB还原SO42-,耦合系统比单纯的微生物系统有更大的还原速率和更高的去除率,且更适合较高浓度的SO42-处理。当温度为30℃、pH=7.6时,COD对耦合系统中硫酸盐还原的影响程度不同,当m(COD)/m(SO42-)≤2时,COD越高,还原速率越快,当m(COD)/m(SO42-)>2时,COD对系统还原过程影响很小。     

Enzymatic conversion of steryl esters to free sterols

Conversion of oleic acid phytosteryl esters (OASE) to free phytosterols (referred to as sterols) by an enzymatic process was attempted. Enzymatic hydrolysis of OASE reached a steady state at 55–60% hydrolysis, but addition of methanol (MeOH) significantly accelerated the conversion of OASE to sterols. Screening of commercially available enzymes indicated that Pseudomonas aeruginosa lipase was most effective for the conversion. Based on the study of several factors affecting the reaction, the optimal conditions were determined as follows: ratio of OASE to MeOH, 1∶2 (mol/mol); water content, 10 wt%; lipase amount, 20 U/g by weight of reaction mixture; temperature, 30°C. When the reaction was conducted for 48 h with stirring, the conversion reached 98%. FAME accumulated in the reaction mixture, but FFA did not, indicating that the FAME was poorly recognized as a substrate in the reverse conversion of sterols to OASE but the FFA was easily recognized as a substrate. The high conversion of OASE to sterols was therefore due to elimination of FFA from the reaction system. After the enzymatic reaction, the oil layer was fractionated at −20°C with 5 vol parts of n-hexane. Sterols were efficiently purified in the resulting precipitate (92% recovery, 99% purity).     

大豆脂肪氧合酶(LOX)的固定化及增强稳定性

以活性白土、滑石粉为载体采用吸附法固定化大豆脂肪氧合酶(LOX)的优化条件为:(1)酶液对活性白土的用量比为897U/mg,在浓度为0 05mol/L、pH=7 0的磷酸盐缓冲液中20℃搅拌吸附30min;(2)酶液对滑石粉的用量比为238U/mg,在浓度为0 05mol/L、pH=8 0的磷酸盐缓冲液中10℃搅拌吸附15min。经放大后实验重复性良好。上述固定化酶置于0～4℃保存20d,酶活损失分别为19 2%和17 7%;与游离酶相比,能加快酶促反应的速度并使产率分别提高9 6%和42 5%。以海藻酸钠为载体采用包埋法得到的固定化酶珠的耐热、耐酸碱、耐有机溶剂能力较游离酶有很大提高,在φ(甘油)=75%的水溶液中保存33d,酶活基本保持不变;在50℃热处理60min后酶活仍能保持90%。     

双酶偶联生物合成L-酪氨酸

多酶偶联催化是酶法制备手性药物中间体的重要方法之一。该文采用双酶偶联体系,利用天冬氨酸转氨酶全细胞催化L-天冬氨酸转氨至苯丙酮酸,生成L-苯丙氨酸,同时得到中间产物丙酮酸;反应体系中的酪氨酸酚裂解酶全细胞催化丙酮酸、苯酚和氨酶法合成L-酪氨酸。经考察确定了双酶偶联反应的最佳条件为:温度40℃,pH=8.5,底物苯丙酮酸质量浓度为25 g/L,苯丙酮酸与L-天冬氨酸摩尔比1∶1.2,天冬氨酸转氨酶与酪氨酸酚裂解酶细胞质量比1∶1,4 mmol/L PLP,0.1 g/L吐温80。30 g/L的氯化铵对双酶偶联反应有促进作用。双菌双酶偶联生物法合成L-酪氨酸,充分利用了反应副产物丙酮酸得到附加值较高的产品,对资源合理利用及绿色合成工艺具有参考意义。     

生物酶法合成(S)-2-氨基-1-丁醇的研究

以粪产碱杆菌来源的青霉素G酰化酶为催化剂,酶法拆分苯乙酰消旋底物转化生成(S)-2-氨基-1-丁醇。通过对催化过程中加酶量、底物浓度、反应温度、pH进行优化,确定最适酶催化条件是pH 9.0,40℃,底物浓度100 mmol/L,酶量2 U/mL,反应体积80 mL。在最适反应条件下,当消旋底物转化率达40%时终止反应可获得较高的产物光学纯度(ee>99%)。