生物催化與生物轉(zhuǎn)化ii(參考版)
2025-01-19 11:46本頁(yè)面
【正文】 ? 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。 ?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。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)酰胺類抗生素的常用側(cè)鏈。 ? α氰醇和 α氨基腈水解可用于制備 α羥基酸和 α氨基酸。反應(yīng)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物丙烯酸可以通過(guò)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。 ? 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。 ? 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(wàn)噸。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)。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。 ?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。 ?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。 ? 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(guò)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。 ? 生物界中有一種防御機(jī)制存在時(shí)，就會(huì)有相應(yīng)的破壞機(jī)制，生物體內(nèi)有多個(gè)腈化物降解途徑如氧化、水解等。天然腈存在于植物、真菌、細(xì)菌、藻類、海綿、昆蟲(chóng)、甚至哺乳動(dòng)物中。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。 ? 1．非末端環(huán)氧化物水解 ? 2．末端環(huán)氧化物水解 ? ? 細(xì)菌環(huán)氧化物水解酶能催化消旋體分支末端環(huán)氧化物 (88)的對(duì)映選擇性水解，其水解發(fā)生在未取代環(huán)氧碳原子上，這種催化反應(yīng)可采用凍干細(xì)菌細(xì)胞作為催化劑，見(jiàn)圖 861。 ?微生物來(lái)源的環(huán)氧化物水解酶則制備容易，因而常被用于生物催化反應(yīng)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)稱水解產(chǎn)生反式環(huán)烷連二醇， ?對(duì)肝環(huán)氧化物水解酶的研究雖然很多，但主要集中在解毒機(jī)理方面。 ?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。 ? 2．末端環(huán)氧化物的水解 ? 環(huán)氧化物水解酶的使用受到底物在水溶液中穩(wěn)定性的影響，一些環(huán)氧化物在酸性或堿性 pH值條件下不穩(wěn)定，會(huì)自發(fā)性水解。 ? 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)一步分解代謝和排泄，真核細(xì)胞內(nèi)的環(huán)氧化物水解酶多數(shù)位于肝臟內(nèi)，它們負(fù)責(zé)外源性化合物的解毒作用 ? 一、肝微粒體環(huán)氧化物水解酶 ? 肝細(xì)胞中已確定存在兩種環(huán)氧化物水解酶：微粒體環(huán)氧化物水解酶 (microsomal epoxidehydrolase，MEH)和胞質(zhì)環(huán)氧化
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