生物催化與生物轉(zhuǎn)化ii(完整版)
【正文】 ? 1．反應(yīng)條件溫和 PLE可在溫和反應(yīng)條件下催化乙酸環(huán)丙酯、前列腺素 E1甲酯水解，如果用化學(xué)法水解 (酸解或堿解 )這類(lèi)酯，則很容易導(dǎo)致分解反應(yīng)的發(fā)生，見(jiàn)圖 84。這種酶成復(fù)雜，一般至少有 5種同功酶組成，每一個(gè)同功酶又是由三個(gè)亞基組成。 ? 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。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(lèi) ? 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(guò)程 ? 常用酶及其催化反應(yīng)的類(lèi)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％。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。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。這一特性已被成功地用于前列腺素 El(1)合成過(guò)程中最后的羧基脫保護(hù)反應(yīng)，見(jiàn)圖 84。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(guò) 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。 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(wèn)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)?？莶輻U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(jiàn)圖 824 ? 3．青霉素?；? 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。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。 ? 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。 ?取代基 R的性質(zhì)對(duì)反應(yīng)選擇性有很大的影響，直鏈烷基環(huán)氧乙烷不能被有效地拆分，而支鏈烷基則可增加反應(yīng)的選擇性，見(jiàn)表 85。例如氨解會(huì)產(chǎn)生 α氨基乙醇 (89)，疊氮化物參加反應(yīng)則產(chǎn)生 α疊氮醇 (90)，見(jiàn)圖 862。 ?酶催化的腈水解反應(yīng)在生物催化手性合成中具有一定的應(yīng)用價(jià)值。 ? 1．腈水合酶 ? 丙烯酰胺是聚丙烯酰胺類(lèi)高分子材料合成的重要單體，全世界年產(chǎn)量約為 20萬(wàn)噸。近年來(lái)一些非天然 D氨基酸被用作手性化合物合成的前體， D苯甘氨酸、 D對(duì)羥基苯甘氨酸是 β 內(nèi)酰胺類(lèi)抗生素的常用側(cè)鏈。 ?一、酰胺酶 ? 氨基酸酰胺酶 (amidase)又稱(chēng)氨基肽酶，存在于動(dòng)物腎臟、胰腺和微生物中，特別是假單胞菌、曲霉和紅球菌中含量豐富。 ? 現(xiàn)在可利用生物催化法大量合成丙烯酰胺，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝、降低了成本，這是一種環(huán)境友好的生產(chǎn)工藝。 ?腈的酶法水解可達(dá)到化學(xué)選擇性、區(qū)域選擇性和對(duì)映選擇性要求。天然腈存在于植物、真菌、細(xì)菌、藻類(lèi)、海綿、昆蟲(chóng)、甚至哺乳動(dòng)物中。 ? 4．環(huán)狀環(huán)氧化物的水解 ?環(huán)氧化物水解酶能催化內(nèi)消旋順式 1， 2環(huán)氧環(huán)烷 (81)不對(duì)稱(chēng)水解產(chǎn)生反式環(huán)烷連
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