生物催化與生物轉(zhuǎn)化ii-閱讀頁(yè)
2025-01-31 11:46本頁(yè)面
【正文】 分反應(yīng)中，酯水解產(chǎn)生的氰醇會(huì)原位消旋化，因此只有不被水解的底物才能獲得高光學(xué)純的對(duì)映體。一般可用化學(xué)法制備環(huán)氧化物，但反應(yīng)的立體選擇性不高。生物催化的烯烴環(huán)氧化反應(yīng)也能直接制備光學(xué)純環(huán)氧化物，但是這項(xiàng)技術(shù)需要發(fā)酵設(shè)備和復(fù)雜的后處理工程。在活細(xì)胞中，芳香烴和烯烴類化合物可以通過兩種不同的途徑代謝。在高等真核細(xì)胞 (如真菌、哺乳動(dòng)物 )中，芳香環(huán)碳碳雙鍵則被氧化為環(huán)氧化物，環(huán)氧化物具有強(qiáng)的親電性，是一類強(qiáng)烷化劑，具有毒性、致畸和致癌作用，與生物細(xì)胞不相容。一般常用 MEH作為生物催化劑，它對(duì)非天然環(huán)氧化物具有高的反應(yīng)活性和立體選擇性。這種水解過程沒有選擇性，因而最終產(chǎn)物的光學(xué)純度差。另外，增加底物濃度也可提高反應(yīng)的選擇性 ? 3．非末端環(huán)氧化物的水解 環(huán)氧化物水解酶能催化順式構(gòu)型的非末端環(huán)氧化物立體選擇性水解。由于這些酶制備困難，一般很難用于制備性生物轉(zhuǎn)化。 ?二、微生物環(huán)氧化物水解酶 ? 在微生物催化烯烴的環(huán)氧化過程中，可以觀察到環(huán)氧化物的水解現(xiàn)象，這是由微生物環(huán)氧化物水解酶所引起的，微生物環(huán)氧化物水解酶在手性合成中的應(yīng)用還不多。 ?在酶法環(huán)氧化物水解反應(yīng)體系中，添加其他親核試劑會(huì)產(chǎn)生非乙二醇產(chǎn)物，反應(yīng)同樣具有立體選擇性。 第四節(jié) 腈 水 解 ? 含有腈基的有機(jī)化合物是一種重要的合成原料。 ? 許多植物會(huì)產(chǎn)生氰基葡萄糖苷，微生物和植物還會(huì)產(chǎn)生脂肪族腈或芳香腈，如氰脂、蓖麻堿和苯乙腈，這些有機(jī)氰化合物不僅能作為氮的儲(chǔ)備源，而且還能作為保護(hù)劑，阻止其他生物的侵害。 ? 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。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。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”。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。 ? 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。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)。 ? 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。 ? 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％。 ? 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。 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。 ? 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。 ?它能催化消旋體氨基酸酰胺選擇性水解生成 L— 氨基酸。 ? 二、?；? ?
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