生物催化在环保中的应用进展

主要对生物催化剂在环境保护中的应用进行了阐述。具体描述了生物除污和生物产能2个方面。其中,前者包括微生物的除污和酶生物除污,后者包括生物柴油、生物乙醇、生物氢和生物燃料电池的生产。     

生物催化在糖苷合成中的应用

较详细地综述了目前国外生物催化合成糖苷的研究进展,并对生物催化制备糖苷的酶的种类、反应介质、反应机理、反应类型及其影响因素进行了介绍。比较了各种生物催化合成糖苷的方法:糖苷酶催化合成糖苷产率一般较低;糖基转移酶需要以昂贵的活化的核苷糖作为糖基供体在辅酶的参与下合成糖苷;用糖苷合成酶合成寡糖,不仅具有立体选择性和区域选择性,而且效率高、底物便宜;全细胞催化合成糖苷具有产率较高,环境友好,产物纯度高且易分离等优点。认为全细胞催化是糖苷合成的重要方法,具有重要的应用价值,该方法值得深入研究。     

生物催化在化妆品工业上的应用进展

生物催化是精细化工和制药工业有用的工具。提到生物催化,我们通常会想到外消旋物的动力学拆分和手性合成。化妆品行业上已经建立了生物催化过程来生产如十六烷基蓖麻醇酸酯等化妆品工业中应用的酯。尽管生物催化已经建立,但因为可供利用的商业酶还很少,所以仍然只作为工业上应用的众多催化方法之一。     

离子液体在生物催化中的应用

近年来,离子液体(ILs)以其独特的优势成为生物催化反应研究的热点,尤其是作为生物催化反应的溶剂或共溶剂的研究更是备受关注.许多酶能在ILs或其形成的两相体系或单相体系中保持催化活性.如目前研究最多的脂肪酶,有多种能在ILs中表现出活性稳定、反应选择性提高、产率提高等优良特性;某些蛋白酶在ILs中稳定性提高,具有酯酶的活性;β-半乳糖苷酶在ILs中的催化产率提高;全细胞在ILs中的催化反应效果也较好;但是也有某些酶,如纤维素酶、某些过氧化物酶等在ILs中活性会降低或丧失.因此有关这一方面的研究还有待进一步深入.     

生物催化技术在精细化工中的应用

近年来,生物催化剂在精细化学品生产中的应用增长很快,精细化工和制药工业消费的生物催化剂在1亿～1.3亿美元/a,预计年增长率达8％～9％。生物催化技术不仅可解决化学法进行不对称合成与拆分所需的手性源以及产生无效对映体引起的环保问题,还可直接用于不对称合成、生产手性化合物以及结构复杂、具有生物活性的大分子和高分子化合物。具有反应条件温和、能源节省、转化率和选择性高、环境友好和投资少等优点的生物化工已成为国外著名化学公司投资的重点。     

生物催化技术在化学制药中的应用

生物催化技术是一种利用酶或微生物进行化学反应的技术,通过生物体内的天然催化系统实现选择性、高效和温和的化学合成或分解。在有机合成、制药、食品工业和环境保护等领域,生物催化技术展现出高度优越性。其优势包括高选择性、高效催化、温和反应条件、对复杂底物的容忍度、可再生性和环境友好。特别在制药领域,裂解酶、氧化酶、还原酶和转移酶等酶催化技术被广泛应用,提供了高效、选择性和可持续的药物合成解决方案。随着对生物催化技术的深入理解和生物技术的发展,其未来应用前景广阔。     

金属催化和生物催化在对映体拆分中的联合应用

随着对单一对映体化合物需求的日益增长，外消旋体向单一对映体的转化(去外消旋化过程)成为研究的主要方面之一，最近在去外消旋化过程中的生物催化和金属催化的联合作用被证明是非常有效的。动态动力学拆分和循环去外消旋化已经对这方面的研究有很大的推动作用。     

生物催化风味在水产品加工中的应用

为了提高传统发酵水产品的品质,研究新的快速发酵技术,查阅大量国内外采用生物催化风味技术提高传统发酵食品的品质以及加快加工过程的文献资料,并作出概括总结。分别从咸鱼制品,天然海鲜风味料和水产品风味改善方面综述了生物催化——添加菌种或者酶技术在水产品加工中的应用现状,以其尽早实现水产品的快速风味形成技术,提高水产品深加工水平及产品档次。     

生物催化技术在化学工业中的应用（一）

化学工业在尝试使用可再生的原料以改善其持续性 ,促使化学品生产中生物加工的探索。生物系统吸引人的特征包括多样性、酶作用物选择性、区域选择性、化学选择性、对映体选择性以及在温和环境温度和压力下的催化作用。然而 ,生物加工的问题在于同化学加工的成本竞争 ,因为与现行的工业化生产过程对应的资产成本是很高的。化学工业可能会将生物技术运用于现有的原料和生产过程中 ,以从原料、加工副产物及废弃物中获取更多的好处。在今后的 10年间 ,能提供优于传统化学路线的生产过程或产品的生物加工将被更为广泛地应用。本文综述了环烷酮、烷基芳香烃、腈的生物转化 ,生物的芳香烃羧化作用和葡萄糖制 1,3 丙二醇     

生物催化石油脱硫技术进展

介绍了生物催化石油脱硫技术的基础研究进展，包括生物催化脱硫机理、生物催化剂的制备及其性能改善、生物脱硫技术工业化应用前景等，并指出了目前存在的问题。认为随着近年来生物酶化学、遗传学、生物工程等学科的发展，预计生物脱硫技术在不久的将来实现工业化是可能的。     

选择性腈水解酶在生物催化中的应用

腈水解酶作为生物催化剂水解腈类化合物,具有高效性、高选择性、反应条件温和、环境污染小、成本低等优点。本文综述了腈水解酶的化学、区域及立体选择性在生物合成中的广泛应用。     

离子液体中的生物催化

综述了有关离子液体在生物催化方面的应用。室温离子液体具有非挥发性、热稳定性、强极性和亲水性等特点。目前离子液体的溶解特性已在生物催化再循环和产品的回收方面得到了很好的应用。     

生物催化与生物转化的研究进展

生物催化与生物转化是生物学、化学、过程工程科学的交叉领域,其核心目标是大规模采用微生物或酶为催化剂生产化学品、医药、能源、材料等。本文指出生物催化与生物转化研究重新崛起,并已成为发达国家的重要科技与产业发展战略,概述了生物催化与生物转化技术的发展现状与趋势,介绍了我国重大基础研究项目生物催化与生物转化的研究动态,该项目的关键问题及主要研究方向是：(1)生物催化多样性理论及其实现方法;(2)催化剂改造的方法学;(3)生物系统催化的理论和方法;(4)生物催化剂适应性原理和方法问题;(5)重要生物催化体系的催化机理。     

Biocatalysis at Work: Applications in the Development of Sagopilone

For the antitumour agent sagopilone, an epothilone analogue, a large‐scale synthesis was developed to synthesise the active pharmaceutical ingredient for clinical trials, exploring enzymatic and microbial methods to produce chiral building blocks on a multi‐kilogram scale. The three building blocks were identified as key intermediates in the synthesis and needed to be produced with high optical purity in yields higher than those previously published. The improved syntheses of two of these building blocks are detailed herein. For building block A, the chemical research synthesis was abandoned, and a novel chemical route was developed leading to building block A via an enzymatic hydrolysis process. For building blocks C, replacement of a chemical catalytic procedure by a microbial process meant that the development of a new starting material could be avoided, thereby accelerating the development process. For the clinical development process, a human metabolite of sagopilone was required as a reference. To accelerate the synthesis of the metabolite, no chemical synthesis was investigated; rather, we relied solely on oxidoreductases. The human metabolite of sagopilone was synthesised on a multi‐gram scale in a single‐step process using genetically engineered E. coli expressing human cytochrome P450 enzyme 2C19. The integration of enzymatic and microbial processes provided tools that enable the synthesis of highly functionalised intermediates and metabolites.     

S‐Adenosyl‐Methionine‐Dependent Methyltransferases: Highly Versatile Enzymes in Biocatalysis,Biosynthesis and Other Biotechnological Applications

S‐adenosyl methionine (SAM) is a universal biological cofactor that is found in all branches of life where it plays a critical role in the transfer of methyl groups to various biomolecules, including DNA, proteins and small‐molecule secondary metabolites. The methylation process thus has important implications in various disease processes and applications in industrial chemical processing. This methyl transfer is catalysed by SAM‐dependent methyltransferases (MTases), which are by far the largest groups of SAM‐dependent enzymes. A significant amount is now known regarding the structural biology and enzymology of these enzymes, and, consequently, there is now significant scope for the development of new MTases and SAM analogues for applications from biomolecular imaging to biocatalytic industrial processes. This review will focus on current efforts in the manipulation of class I and V SAM‐dependent MTases and the use of synthetic SAM analogues, which together offer the best prospects for rational redesign towards biotechnological applications. Firstly, metabolic engineering of organisms incorporating small‐molecule MTases is discussed; this can be applied in a variety of areas from the industrial bioprocessing of flavourants and antibiotics to frontier research in biofuel production and bioremediation. Secondly, the application of MTases in combination with SAM analogues is reviewed; this allows the tagging of proteins and oligonucleotides with moieties other than the methyl group. Such tagging allows the isolation of the tagged biomolecule and aids its visualisation by a range of analytical methods. The review then summarises the potential advantages of MTase‐mediated chemistry and offers some future perspectives on downstream applications.     

咪唑类离子液体及其在生物催化中的应用

咪唑类离子液体的合成,概括了离子液体中生物催化反应的特点,重点介绍咪唑类离子液体在蛋白酶催化的反应、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中的应用。     

《应用生物催化》特色教学内容概览

《应用生物催化》是生物化工专业的核心课程。其研究为化学、医药、食品等领域高附加值产品的生产奠定基础。生物催化的特色教学领域包括非水相体系、手性物质合成、定向进化和极端微生物等方面。应用生物催化核心教学内容的归纳与总结,将有助于学生快速掌握本学科的知识体系,并为生物化工领域的科研人员提供重要参考资料。     

气相中的生物酶催化反应

在气相中用生物酶催化底物反应对生物反应器设计来说有许多优于液相反应的优点.迄今为止,在气相中进行酶催化的工作还很有限,需要更多的工作以研究其反应学和产率.     

生物催化及其在手性技术中的应用

综述了生物催化主要研究方向,包括筛选新型生物催化剂、建立高通量的筛选技术平台、改造催化剂、开发新的生物催化反应类型及介质工程研究等,同时介绍了生物催化在手性技术中的应用,指出了生物催化技术存在的问题并展望未来的发展方向。     

生物催化在农药合成中的应用

对现有农药进行结构修饰及制备光学纯的手性农药是当前农药研究开发的重要内容,其中常涉及很多高选择性反应步骤,采用传统化学方法往往操作复杂、成本高并可能造成环境污染。生物催化具有反应条件温和、高效、高选择性及低污染等优点,成为化学催化的重要补充。近年来,生物催化在农药合成中的应用日益受到关注。介绍了生物催化在农药分子的选择性结构修饰及手性农药去消旋化等方面的研究及应用情况。