生物催化與生物轉(zhuǎn)化ii(已改無錯字)
2023-02-16 11:46:19 本頁面
【正文】 。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。 ? 在低等原核細(xì)胞 (如細(xì)菌 )中，雙氧酶催化分子氧環(huán)加成到芳香環(huán)碳碳雙鍵中形成芳基二氧雜環(huán)丁烷，然后再被還原酶還原為順式連二醇。在高等真核細(xì)胞 (如真菌、哺乳動物 )中，芳香環(huán)碳碳雙鍵則被氧化為環(huán)氧化物，環(huán)氧化物具有強的親電性，是一類強烷化劑，具有毒性、致畸和致癌作用，與生物細(xì)胞不相容。 ? 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)氧化物水解酶 (cytosolic epoxide hydrolase， CEH)，兩者對底物的選擇性不同。一般常用 MEH作為生物催化劑，它對非天然環(huán)氧化物具有高的反應(yīng)活性和立體選擇性。 ? 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，會自發(fā)性水解。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。 ?取代基 R的性質(zhì)對反應(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，見表 85。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。 ? 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)不對稱水解產(chǎn)生反式環(huán)烷連二醇， ?對肝環(huán)氧化物水解酶的研究雖然很多，但主要集中在解毒機理方面。由于這些酶制備困難，一般很難用于制備性生物轉(zhuǎn)化。 ?微生物來源的環(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。 ?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。 ? 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，見圖 861。 ?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產(chǎn)生非乙二醇產(chǎn)物，反應(yīng)同樣具有立體選擇性。例如氨解會產(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)，見圖 862。 第四節(jié) 腈 水 解 ? 含有腈基的有機化合物是一種重要的合成原料。天然腈存在于植物、真菌、細(xì)菌、藻類、海綿、昆蟲、甚至哺乳動物中。 ? 許多植物會產(chǎn)生氰基葡萄糖苷，微生物和植物還會產(chǎn)生脂肪族腈或芳香腈，如氰脂、蓖麻堿和苯乙腈，這些有機氰化合物不僅能作為氮的儲備源，而且還能作為保護劑，阻止其他生物的侵害。 ? 生物界中有一種防御機制存在時，就會有相應(yīng)的破壞機制，生物體內(nèi)有多個腈化物降解途徑如氧化、
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