生物催化與生物轉(zhuǎn)化ii-wenkub
2023-01-31 11:46:19 本頁(yè)面
【正文】 83。 ? 完整微生物細(xì)胞能高選擇性地催化酯水解，但實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的條件復(fù)雜。 第一節(jié) 水解反應(yīng)的機(jī)理和特點(diǎn) ?酶催化底物水解反應(yīng)的機(jī)理與底物在堿性條件下的化學(xué)水解反應(yīng)機(jī)理很相似。水解反應(yīng) ? 酶的概念及其催化反應(yīng)的特點(diǎn) ? 酶催化與微生物催化的差異 ? 酶的來(lái)源 ? 酶的分類 ? 分子手性的表示方法 ? 分子的手性與藥物藥理、藥效和安全之間的關(guān)系 ? 酶催化反應(yīng)的過程 ? 常用酶及其催化反應(yīng)的類型和特點(diǎn) ?水解酶 (hydrolases， EC )是最常用的生物催化劑，占生物催化反應(yīng)用酶的 65％。 ?絲氨酸型水解酶活性中心的 Asp、 His、 Ser組成三聯(lián)體，其中絲氨酸的羥基作為親核基團(tuán)向底物酯或酰胺中的羰基碳原子發(fā)起親核進(jìn)攻，形成酶 ?；虚g體，見圖 82(a)：然后其他親核試劑 (水、胺、醇、過氧化氫等 )進(jìn)攻酶 ?；虚g體，酶將?；D(zhuǎn)移到?；荏w上，酶自身恢復(fù)原形，見圖 82(b)。一種來(lái)自微生物的羧酸酯酶 NP(carboxylesterase NP)已可用基因工程法表達(dá)制備，該酶能催化某些特殊結(jié)構(gòu)酯高選擇性水解。 ? I型酯的手性中心在羧酸部分， Ⅱ 型酯的手性中心在醇基部分。由于它們具有相似的立體選擇性，因此，這一粗酶混合物仍被視為是一種單純酶，但最近也有一些關(guān)于它們差異性的報(bào)道。然而在生物體內(nèi)由于細(xì)胞內(nèi)存在大量的底物和各種酶，因此要求酶具有高的底物專一性。這一特性已被成功地用于前列腺素 El(1)合成過程中最后的羧基脫保護(hù)反應(yīng)，見圖 84。 ? (二 )I型酯的水解 ? 1．潛手性二酯 豬肝酯酶 (PLE)和 α胰凝乳蛋白酶可催化潛手性 3位取代的戊二酸二甲酯 (9)的不對(duì)稱化。酯酶能催化潛手性二羧基二甲酯選擇性水解為手性單酯 (8)，然后單酯 (8)中的羧基通過 Cudius重排反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為氨基，最后 PIE再將單酯水解生成光學(xué)純 α甲基 — Lα氨基酸，圖 8— 9。 ? 乙酰膽堿酯酶 (ACE)催化環(huán)戊烯二醇二酯水解反應(yīng)具有很高的立體選擇性，其產(chǎn)物 (16)的立體構(gòu)型與PLE水解產(chǎn)物的構(gòu)型相反。 1．外消旋仲醇酯的水解 ?微生物生物轉(zhuǎn)化存在代謝反應(yīng)控制問題，利用凍干面包酵母中的酯酶進(jìn)行靜態(tài)細(xì)胞培養(yǎng)法生物轉(zhuǎn)化可有效地抑制其他副反應(yīng)。 ? α胰凝乳蛋白酶、木瓜蛋白酶、枯草桿菌蛋白酶同樣可用于區(qū)域選擇性催化水解反應(yīng)。枯草桿菌蛋白酶還能高選擇性地催化丙烷 1， 2， 3三羧酸乙酯 (44)中的 2— 位酯基水解，見圖 824 ? 3．青霉素酰化酶 青霉素?；缚筛哌x擇性地水解苯乙酸酯，因此可用于除去苯乙酸的保護(hù)基。 ?(一 )脂肪酶水解反應(yīng)的特點(diǎn) 脂肪酶催化反應(yīng)的分子機(jī)理與蛋白酶和酯酶不同。分子中引入含硫原子的?；梢燥@著地改進(jìn) ASL催化反應(yīng)的立體選擇性。 第三節(jié) 環(huán)氧化物水解 ?環(huán)氧化物是一類重要的有機(jī)化合物，是許多生物活性物質(zhì)合成的原料。 ? 環(huán)氧化物水解酶在生物體內(nèi)的外源性化合物代謝中起著重要的作用。 ? 為了消除它們的影響，細(xì)胞內(nèi)的環(huán)氧化物水解酶能使之轉(zhuǎn)化為生物惰性的反式連二醇，使代謝物水溶性增加，并能被生物體進(jìn)一
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