生物催化與生物轉(zhuǎn)化ii-資料下載頁
2025-01-16 11:46本頁面
【正文】 水解等。 ? 1．腈水合酶 腈水合酶和腈水解酶的作用機(jī)理不同，最近的研究發(fā)現(xiàn)底物的立體因素和電學(xué)性質(zhì)對(duì)酶催化的腈水解反應(yīng)有很大的影響。 ? 2. 腈水解酶 ? 腈水解酶催化反應(yīng)的機(jī)理類似于堿催化的腈水解反應(yīng)過程，這類酶既不需要金屬離子，也不需要輔酶，但是分子中必須有親核巰基。巰基首先親核進(jìn)攻腈中的碳原子形成酶 亞胺中間體，再水合產(chǎn)生四面體中間體，該中間體除去氨轉(zhuǎn)變?yōu)轷；?酶中間體，后者水解產(chǎn)生羧酸，并使酶恢復(fù)原形，見圖 865。 ?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。氰化物是一種重要的 C，合成源，是一種水穩(wěn)定的“負(fù)碳離子”。 ?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。由于分離純化的腈水解酶不穩(wěn)定，絕大多數(shù)的生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)是利用完整細(xì)胞作催化劑。腈水解酶還可用于工業(yè)廢水中氰化物的水解脫毒，以保護(hù)生態(tài)環(huán)境。 ? 二、腈的化學(xué)選擇性水解 ? 現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)能提供腈化物水解酶的微生物有芽孢桿菌屬、短桿菌屬、小球菌屬等。它們的代謝具有多樣性，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生腈水解酶或腈水合酶取決于培養(yǎng)基中碳源和氮源，以及在培養(yǎng)基中酶表達(dá)誘導(dǎo)劑的性質(zhì)。當(dāng)需要將腈轉(zhuǎn)化為酰胺時(shí)，可在培養(yǎng)基中添加脂肪族腈作為誘導(dǎo)劑以誘導(dǎo)腈水合酶的表達(dá)；當(dāng)需要羧酸時(shí)，可在培養(yǎng)基中添加芳香族腈以誘導(dǎo)腈水解酶的表達(dá)。 ? 1．腈水合酶 ? 丙烯酰胺是聚丙烯酰胺類高分子材料合成的重要單體，全世界年產(chǎn)量約為 20萬噸。 ? 傳統(tǒng)化學(xué)法是利用銅催化劑催化丙烯腈水合生成丙烯酰胺，反應(yīng)中會(huì)產(chǎn)生大量的聚合物副產(chǎn)物，需要分離純化。 ? 現(xiàn)在可利用生物催化法大量合成丙烯酰胺，簡化了生產(chǎn)工藝、降低了成本，這是一種環(huán)境友好的生產(chǎn)工藝。 ? 采用完整短桿菌細(xì)胞、綠葉假單胞菌或玫瑰色紅球菌可將丙烯腈轉(zhuǎn)化為丙烯酰胺，其產(chǎn)率大于99％。反應(yīng)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物丙烯酸可以通過添加酰胺酶抑制劑 ? 2．腈水解酶 ? 改變培養(yǎng)條件可使微生物產(chǎn)生腈水解酶，它能使氰基直接轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的羧酸。 ? 三、腈的區(qū)域選擇性水解 ? 化學(xué)法水解多氰基化合物沒有選擇性，而微生物酶法水解多氰基化合物具有區(qū)域選擇性。 ? α氰醇和 α氨基腈水解可用于制備 α羥基酸和 α氨基酸。 第五節(jié) 酰胺水解 ? 多肽和蛋白質(zhì)是由氨基酸通過酰胺鍵 (肽鍵 )相互連接形成的生物大分子 ? L氨基酸被廣泛用于醫(yī)藥、食品和手性合成中。近年來一些非天然 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)酰胺類抗生素的常用側(cè)鏈。 ? 氨基酸一般由發(fā)酵法、化學(xué)合成法和酶法制備，其中酶法合成對(duì)映體純氨基酸主要有以下三種方法：水解酶催化消旋體拆分、裂合酶催化不對(duì)稱氨加成和脫氫酶催化不對(duì)稱還原胺化反應(yīng)，見圖872。 ?一、酰胺酶 ? 氨基酸酰胺酶 (amidase)又稱氨基肽酶，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。 ?它能催化消旋體氨基酸酰胺選擇性水解生成 L— 氨基酸。 ? L氨基酸與未反應(yīng)的 D氨基酸酰胺在不同溶劑、不同 pH值條件下，兩者具有不同的溶解度，利用這種性質(zhì)差異可將它們相互分離。 ? 二、?；? ?
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