黏红酵母CCZU-G5选择性加氢柠檬醛合成香叶醇

以黏红酵母CCZU-G5为菌株,通过对菌体培养时间、辅底物葡萄糖浓度、底物柠檬醛初始用量、菌体浓度及反应时间等条件的研究,考察其对柠檬醛选择性加氢反应的影响。结果表明,当培养28 h后,菌体达到对数生长期末期,此时菌体数量及活力处于较高水平。利用此时的菌体进行加氢反应过程中,最佳反应条件为：辅底物葡萄糖浓度40 g/L,底物柠檬醛添加浓度4 g/L,菌体浓度0.4 g/mL,反应时间22 h。在此条件下,柠檬醛转化率及对香叶醇的选择性分别达88.6%与95.2%。此研究为生物合成香叶醇的工业化奠定基础。     

离子液体中酵母细胞不对称还原合成（R）-3-羟基丁酸乙酯

采用疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF6)与缓冲液构成的两相体系,在其中进行了膜醭毕赤酵母(Pichia membranaefaciens Hansen)细胞催化乙酰乙酸乙酯(EOB)不对称还原,制备光学活性的(R)-3-羟基丁酸乙酯(R-EHB).系统地考察了一些因素,如离子液体浓度、缓冲液 pH、辅助底物种类和浓度、反应温度、底物浓度、菌体浓度和转化时间等对该反应的影响.结果表明,上述因素对反应的产率和产物光学纯度影响较大.较佳的生物还原反应条件为:[BMIM]PF6体积分数20 %,辅助底物为80 g·L-1葡萄糖,pH 7.8,反应温度30℃,底物乙酰乙酸乙酯浓度0.5 mol·L-1,菌体浓度280 g·L-1,转化18 h.在此优化条件下,反应产率达72.2 %,R-EHB对映体过量值为70.3 %.与单一水相体系和正己烷-缓冲液两相体系相比较,在[BMIM]PF6-缓冲液两相体系中进行EOB的生物不对称还原可有效减少底物抑制,提高反应效率.     

酵母细胞催化(S)-6-氯-5-羟基-3-羰基己酸叔丁酯的不对称还原

通过实验筛选出了对(S)-6-氯-5-羟基-3-羰基己酸叔丁酯具有较强还原能力的菌株。利用热预处理的方法提高了反应的立体选择性,并以稳定期的菌株为催化剂,考察菌龄、底物的加入量、菌体浓度、转化时间、转化温度和pH值对该反应的影响,得到较佳的反应条件是30℃,pH值6.0,底物浓度1 g/L,湿菌体浓度100 g/L,转化48 h。在此条件下进行反应,产物的收率和d.e.值可分别达到68.3%和95.1%。     

生物催化不对称还原方法生产S-4-氯-3-羟基丁酸乙酯

通过筛选得到不对称还原4-氯乙酰乙酸乙酯(COBE)合成(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯(S-CHBE)对映选择性好的微生物菌株出芽短梗霉菌(Aureobasidium pullulans)SW0202. 对其还原反应条件进行优化,得到最佳转化条件为：初始细胞浓度0.32 g/mL(以湿菌体计),底物浓度20 g/L,pH 7.0,温度30℃. 在此优化条件下,产物浓度达20.32 g/L,摩尔转化率为79.6%,产物对映体过量值e.e.为97.8%. 分批添加底物可显著减小底物的抑制作用.     

全细胞生物催化合成(R)-2-羟基-4-苯基 丁酸乙酯

以2-羰基-4-苯基丁酸乙酯(OPBE)为碳源,从葡萄园土壤中筛选分离得到一株高选择性不对称还原OPBE为(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯[(R)-HPBE]的粘质红酵母(Rhodotorula mucilaginosa CCZU-G5),利用1HNMR、GC-MS、液相色谱(LC)对产物结构进行了表征。构建了Rhodotorula mucilaginosa CCZU-G5全细胞催化还原OPBE合成(R)-HPBE的反应体系并对反应条件进行了优化。结果表明,最适催化反应条件为:在20 mL磷酸盐缓冲液(PBS)反应体系中,反应温度为35℃,pH=7.5,菌体质量浓度200 g/L,葡萄糖质量浓度30.0 g/L,金属离子Ca~(2+)浓度3 mmol/L,底物OPBE浓度为20 mmol/L,反应时间12h,在此条件下,(R)-HPBE产率达82%,对映体过量值(e.e.)为99.9%。     

若干因素对发酵法生产1,3-丙二醇的调控作用

利用一株新筛选的克雷伯氏肺炎杆菌(Klebsiella pneumoniae ZJU 5205)对发酵法生产1,3-丙二醇进行了研究,考察了 pH、溶氧及添加辅助底物葡萄糖对发酵过程的调控作用。实验结果表明,相比于未调控 pH 发酵,恒定 pH 值发酵得到的菌体浓度明显增高,甘油消耗加快,1,3-丙二醇的最终浓度以及甘油到丙二醇的转化率(Y_(P/S))明显提高,分别达16.39g/L和0.51mol/mol;厌氧发酵时的菌体浓度和甘油消耗速率均高于微氧发酵,但1,3-丙二醇最终浓度和转化率低于微氧发酵;添加葡萄糖为辅助底物能够有效促进菌体生长,但1,3-丙二醇最终浓度和转化率却低于以甘油为单一底物时的发酵结果。     

羰基还原酶与甲酸脱氢酶偶联催化制备(R)-苯基乙二醇

以重组菌E. coli Rosetta/pETDuet-rcr-fdh全细胞为催化剂,2-羟基苯乙酮和甲酸钠为双底物,研究了生物催化反应体系中温度、pH值、底物2-羟基苯乙酮的初始浓度、反应时间、细胞浓度和状态等对产物(R)-苯基乙二醇生成效率的影响规律. 结果表明,在温度35℃和pH 7.0、底物初始浓度6 g/L、时间36 h、湿细胞浓度10%(w)的条件下,产物的光学纯度高达98.37% e.e.,得率达79.14%. 在上述反应体系中添加5 mmol/L ZnSO4后,重组菌催化的不对称还原反应效率显著提高,产物(R)-苯基乙二醇光学纯度达到100% e.e.,得率高达86.3%.     

两相体系中固定化黏红酵母CCZU-G5催化合成 (R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯

通过筛选得到一株高立体选择性还原2-氧代-4-苯基丁酸乙酯（OPBE）合成(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯[(R)-HPBE]的菌株并鉴定为黏红酵母。研究了在异辛烷/水两相体系中固定化黏红酵母CCZU-G5不对称还原OPBE合成(R)-HPBE的反应条件。结果表明最适的反应条件为：在异辛烷比例为10%条件下,底物浓度为100 mmol/L,催化剂用量为0.45 g/mL,辅底物为40 g/L的葡萄糖。在建立的反应体系中反应16 h,(R)-HPBE产率最高,达83.5%,e.e.值99%以上。固定化酵母经7次重复使用后,产率和e.e.值分别维持在70%和99%以上。     

盐酸或氨基磺酸催化水解斯替夫苷制备甜菊醇

分别以盐酸或氨基磺酸为催化剂水解斯替夫苷(St),研究底物质量浓度、反应温度、催化剂用量和反应时间对斯替夫苷水解的影响,着重考察了斯替夫苷的转化率、甜菊醇的产率和异甜菊醇的产率。其中,盐酸催化水解斯替夫苷的最优工艺条件为:反应温度95℃,底物质量浓度400 g/L,盐酸浓度0.04 mol/L,反应时间28 h;在该条件下,根据高效液相色谱分析计算得到斯替夫苷转化率接近100%,甜菊醇产率达83.6%,异甜菊醇产率达12.4%。氨基磺酸催化反应的工艺条件为:反应温度95℃,斯替夫苷质量浓度400 g/L,氨基磺酸浓度0.05 mol/L,反应时间31 h;在该条件下,根据高效液相色谱分析计算得到斯替夫苷转化率接近100%,甜菊醇产率达81.5%,异甜菊醇产率达11.7%。     

啤酒酵母生物合成胞苷三磷酸的实验研究

以胞苷一磷酸(CMP)为底物,利用啤酒酵母细胞内的酶系催化合成了胞苷三磷酸(CTP),实验采用高效液相色谱分析了底物浓度、葡萄糖浓度、磷酸盐浓度、酵母量、反应时间等因素对转化反应的影响。结果表明,最佳转化条件为:CMP 20 mmol/L、葡萄糖150 mmol/L、磷酸盐250 mmol/L、酵母量0.3 g/mL、反应时间75 min。在此条件下,CTP的平均产率可高达59.01%。     

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.     

Pd/C催化氧化木糖制备木糖酸

以水为溶剂,空气为氧化剂,采用Pd/C催化氧化木糖合成木糖酸,以KOH调节pH值,考察了pH值、反应温度、底物浓度、催化剂用量和催化剂回收次数等工艺参数对反应性能的影响。结果表明,在空气流速为0.4 L/min的条件下,取质量分数为5%的Pd/C催化剂1.0 g,当pH值为9,反应温度为50℃,木糖的初始浓度为0.4 mol/L(木糖和Pd物质的量之比为170),反应4 h,底物木糖转化率为99.2%,产物木糖酸选择性为99.1%。在该条件下,催化剂可以多次重复使用。     

全细胞生物催化合成(R)-2-羟基-4-苯基 丁酸乙酯

利用全细胞生物催化合成(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯[(R)-HPBE],并利用氢核磁共振（1HNMR）、气相色谱-质谱联用(GC-MS)、液相色谱(LC)对产物结构进行表征。以2-羰基-4-苯基丁酸乙酯（OPBE）为唯一碳源,从葡萄园土壤中筛选分离得到一株高选择性不对称还原OPBE为(R)-HPBE的菌株酵母G5,通过形态和18S rDNA分析鉴定为粘质红酵母(Rhodotorula mucilaginosa CCZU- G5)。构建Rhodotorula mucilaginosa CCZU- G5全细胞催化还原OPBE合成(R)-HPBE的反应体系并进行了优化。结果表明最适催化反应条件为：在20 mL PBS反应体系中,反应温度为35 ℃,pH 7.5,菌体质量浓度0.2 g/mL,葡萄糖质量浓度3.0%,金属离子Ca2+ 浓度3 mmol/L,底物OPBE浓度为20 mmol/L,反应时间12 h,(R)-HPBE产率达82%,对映体过量值(e.e.)值为99.9%。     

离子液体中酵母细胞催化的不对称还原反应

以咪唑类离子液体/水两相为反应体系,考察了咪唑类离子液体的不同咪唑环取代烷基链、离子液体与水相的体积比、反应温度、摇床转速和水相pH对酵母Candida Pseudotropicalis催化还原2'-氯-苯乙酮制备S-2'-氯-苯乙醇反应的影响。结果表明,随着离子液体咪唑环上取代烷基的增大,S-2'-氯-苯乙醇的收率呈下降趋势。以1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐/水两相为反应体系,在2'-氯-苯乙酮初始浓度为3 g/L,辅助底物葡萄糖浓度为50 g/L的条件下,较合适的反应条件为离子液体与水的体积比1:50,水相pH值6.8,反应温度30℃,摇床转速200 r/min,反应24 h,产物S-2'-氯-苯乙醇产率可达85.9%,ee值大于99.9%。酵母细胞催化剂的重复使用实验表明,随着使用次数增加,离子液体/水两相体系中酵母细胞的催化作用明显下降。     

酵母细胞不对称还原4-氯苯乙酮合成相应手性醇

以4-氯苯乙酮(C l-ACP)为苯环上含卤素的芳香酮的模型底物,研究了活性酵母细胞在水相体系中催化该类芳香酮不对称还原合成相应手性醇的反应特性。结果表明,酵母细胞可催化C l-ACP的不对称还原反应,产物为S-型的4-氯-α-苯乙醇(C l-PEA),反应的立体选择性很高,S-C l-PEA的e.e.值可达到99%左右。较合适的反应条件为:反应60 h,底物浓度低于20 mmol/L,体系的pH为6~8,温度为30℃左右,酵母细胞用量为20 g/L左右,以质量浓度为20 g/L的葡萄糖为辅助底物。产物得率可达到33%。同时发现酵母细胞可以选择性地氧化外消旋C l-PEA中的S-型醇为C l-ACP。     

解脂耶氏酵母不对称还原苯乙酮合成(R)-苯乙醇

为了提高解脂耶氏酵母对苯乙酮的催化效率,以20mmol/L的苯乙酮和苯乙醇为筛选压力,采用紫外诱变获得突变株,优化了反应体系参数,如温度、pH值、辅助底物、有机溶剂(如甲苯、己烷、辛烷、DMF、DMSO等)以及离子液体(1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐,BMIM·PF6)等对催化体系的影响。结果表明,利用解脂耶氏酵母突变株全细胞催化苯乙酮(20mmol/L)合成(R)-苯乙醇,转化率76%,e.e.达99.2%。优化后的反应体系如下:最适辅助底物为葡萄糖,反应温度30℃,pH=7.0,30%(体积分数)疏水性离子液体BMIM·PF6。当利用解脂耶氏酵母突变株的发酵液为催化体系,向反应体系中添加30%(体积分数) BMIM·PF6,以60mmol/L苯乙酮为底物,反应36h,(R)-苯乙醇的转化率达95%,e.e.值达97%。解脂耶氏酵母突变株全细胞催化苯乙酮不对称还原反应,在高底物浓度、高转化率以及高光学纯度等方面具有突出表现。     

近平滑假丝酵母全细胞催化不对称还原反应:底(产)物抑制及其解除

以不对称还原4-氯乙酰乙酸乙酯(COBE)制备(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯(S-CHBE)为模式反应,从实验室保藏菌种中筛选获得高效生物催化剂近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis)CCTCC M 203011,底物浓度为20 g/L时产物产率达96％,光学纯度(e.e值)大于99％.底(产)物分...     

Grubbs催化剂催化油酸甲酯与乙烯复分解反应

以生物质油酸甲酯(MO)作原料,与乙烯进行交叉复分解反应,可同时制备1-癸烯和9-癸烯酸甲酯。首先评估了3种常用的烯烃复分解催化剂对体系的影响,筛选出了Grubbs I代催化剂为最佳催化剂,以MO的转化率和1-癸烯、 9-癸烯酸甲酯的产率以及选择性为评价指标对Grubbs I代催化剂的工艺条件进行探索,结果显示：溶剂为甲苯,MO浓度0.1 mol/L,温度40℃、乙烯压力0.2 MPa,反应时间2 h,催化剂用量为MO的1%(摩尔分数)时,得到MO转化率为97.4%,1-癸烯的产率和选择性分别为97.4%和100%,9-癸烯酸甲酯的产率和选择性分别为76.4%和78.4%。Grubbs II作催化剂的较佳工艺条件为溶剂为甲苯,MO浓度0.1 mol/L,乙烯压力0.5 MPa,温度40℃,反应时间1 h,催化剂用量为MO的0.5%,该条件下1-癸烯产率达到76.4%,9-癸烯酸甲酯产率达80.1%,MO转化率为92.7%。     

酶催化直接糖基化制备p-羟基苯乙基β-D-葡萄糖苷

研究了水-有机溶剂体系中β-葡萄糖苷酶催化直接糖基化反应制备p-羟基苯乙基β-D-葡萄糖苷,考察了反应体系、水分活度(aw)、反应温度和β-D-葡萄糖与p-羟基苯乙醇摩尔比对酶稳定性及产率的影响.实验结果表明,在水-乙腈、水-1,4-二氧六环和水-1,2-二乙酰氧基乙烷体系中均可进行直接糖基化反应.在水-1,2-二乙酰氧基乙烷体系中,合适的反应条件为p-羟基苯乙醇0.6 mol/L,β-D-葡萄糖0.2 mol/L,酶量3.6 mg/10 mL,aw为0.76,52 ℃,pH值6.2,280 r/min,反应26 h后产率达到20.66%.随反应时间增加,产物抑制和酶稳定性降低程度明显增加,限制了产率的提高.     

(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯的不对称合成

报道了用4 氯 乙酰乙酸乙酯为原料,以面包酵母为还原剂,选择性合成(s) 4 氯 3 羟基丁酸乙酯。分别考察了能源供体、蔗糖浓度、反应温度、底物加量和压榨酵母用量等因素对产物收率和对映体过量值的影响。结果表明,4 氯 乙酰乙酸乙酯不对称生物还原反应的适宜条件为:能源供体40.0g/L蔗糖,反应温度36.5℃,压榨酵母50.0g/L,底物加量12.0g/L,pH为7 0。反应收率可达60 5%,ee收率为98 5%。