利用TLC筛选苯乙醇产生菌株

以底物诱导方法,从成都市某化工厂的污水处理池及其附近土壤中分离、纯化出224株菌.以摇瓶培养配合薄层色谱(TLC)检测法,对α-苯乙醇产生菌株进行高通量初筛.复筛利用气相色谱(GC)检测初筛所获得的8株菌对底物苯乙酮的转化率及产物α-苯乙醇的对映体过量值(e.e.%).经过初筛、复筛,最终获得2株遗传性质稳定、转化能力强的菌株.其中菌株bs5-1催化底物苯乙酮不对称还原成(S)-苯乙醇;菌株cmq6-8则不对称合成(R)-苯乙醇.实验证明,将TLC应用到菌株筛选工作,大大提高了菌株的筛选效率.     

定向产S-1-苯乙醇菌株的筛选和发酵

以DL-1-苯乙醇为唯一碳源从土壤微生物中筛选出1株高度立体选择性还原苯乙酮为S-1-苯乙醇的产酶菌株No.XC35-8。对发酵条件进行了优化，考察了多种辅助底物对酶促反应的影响，选取异丙醇进一步研究其对酶促反应的促进作用。结果表明：5g/L葡萄糖为培养基碳源，10g/L胰蛋白胨为氮源，30℃，200r/min振荡培养30h。转化底物苯乙酮体积分数为0.1%，辅助底物异丙醇体积分数为6%，转化24h，底物转化率可达83.4%，产物的对映体过量值(ee值)为99.5%。     

乳酸克鲁维酵母Kluyveromyces lactics整细胞催化苯乙酮制备(R)-1-苯乙醇工艺研究

在研究乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactics)生长特性基础上,确定了该菌株最佳碳源和用量为蔗糖23.8g/L,最佳氮源和用量为酵母浸粉10.0g/L;研究发现,与静息细胞催化相比,乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactics)在培养18h后添加底物苯乙酮催化更加有利于转化为(R)-1-苯乙醇;最后对苯乙酮催化工艺进行了5因素4水平的正交实验优化.结果表明,Kluyveromyces lactics细胞采用蔗糖23.0g/L,酵母浸粉10.0g/L,磷酸二氢钾2.0g/L,七水合硫酸镁1.5g/L,30℃条件下培养18h后,每隔4h分3次添加底物苯乙酮,底物容量为249mmol/L,整细胞催化24h,(R)-1-苯乙醇化学收率95%,光学收率均达到99.5%以上.     

微生物转化苯乙酮酸合成R-(-)- 扁桃酸

考察了酵母菌株FD11b不对称还原苯乙酮酸生产R-(-)-扁桃酸的重复使用性能.菌株FD11b在持续6批次(14 d)的还原反应中,一直保持着较高的催化还原活性,且目标产物R-(-)-扁桃酸的对映体过量值(e.e.值)均高于96.5%.在30 L发酵罐上进行Fed-Batch放大试验,当菌体浓度(细胞干重,以下同)为12.5 g/L,底物苯乙酮酸浓度控制在20~30 mmol/L时,还原反应49 h,产物浓度可达125 mmol/L,产物得率为96.1%,e.e.值为98.5%.     

生物催化肾上腺酮不对称合成R-肾上腺素

研究了生物不对称还原肾上腺酮生成单一对映体R-肾上腺素.以肾上腺酮为前体,从土壤中筛选到一株对肾上腺酮具有较高立体选择性催化的菌株S289,以其为出发菌株,依次进行紫外和亚硝酸诱变,得到R-肾上腺素高转化菌株UN-78.确定了最佳转化条件,在初始底物浓度为10 mmol/L、摇床转速180 r/m in、温度30℃和pH 6.5,R-肾上腺素得率达56.2%,对映体过量值e达到99.8%.     

α-苯乙醇的酶法拆分工艺优化

使用一种重组脂肪酶对乙酸苯乙酯进行选择性水解拆分以得到R-α-苯乙醇.研究首先以选择性和转化率为指标,测定了底物浓度、酶量、缓冲液的浓度和pH、反应温度、摇床转速以及反应时间等因素对拆分效果的影响.结果显示,在最佳条件下,产物R-α-苯乙醇ee达到97.2%,转化率48%.反应液进行过硅胶柱分离后,R-α-苯乙醇的产率为30%,ee值为98%;S-乙酸苯乙酯在碱性条件下水解得到S-α-苯乙醇产率为40%,ee值为85%.     

胶红酵母催化苯乙酮的不对称还原及吸附树脂的促进作用

以苯乙酮为模式底物,利用筛选的胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)YS6-2为手性催化剂,不对称还原合成具有光学活性的1-苯基乙醇.结果表明：反应的立体选择性极高,合成的产物以(S)-型为主,其对映体过量值达99.0 %. 在设立的水相系统中,酵母细胞在发酵培养36 h、转化反应36 h、pH 6.6、温度34 ℃、2 %葡萄糖作为辅助底物的优化条件下,0.12 g/mL菌体（湿重）催化还原70 mmol/L苯乙酮的转化率达49.1 %. 同时,向反应体系中添加1 g D-101吸附树脂,因其控制水相中与细胞接触的底物浓度并进行产物的原位吸附,底物的转化率提高到75.5 %.     

高产2-苯乙醇酿酒酵母的选育

从8株酿酒酵母中初筛到一株2-苯乙醇产量达1.48g.L-1的菌株FD0419.以此为出发菌株,分别进行硫酸二乙酯化学诱变和原生质体紫外诱变,获得3株耐受性提高但2-苯乙醇产量下降的菌株,再与出发菌株进行原生质体融合.最终,筛得菌株R-UV3,其2-苯乙醇产量达2.51g.L-1,比出发菌株提高69.6%.     

α-苯乙醇手性对映体气相色谱分析方法研究

建立了基于手性毛细管柱直接测定α-苯乙醇对映体含量的气相色谱法.采用日本岛津GC-2010气相色谱仪和CP Chirasil-DEX CB(25 m×0.25 mm)色谱柱,控制柱温为108℃,载气(N2)流量为1.9 mL/min,在此条件下α-苯乙醇手性对映体峰均达到基线分离.选择正十二烷作为内标物测定不同浓度α-苯乙醇,得到标准曲线,其线性(相关系数R=0.999 3)和重复性(RSD<1%)均很好.将该法用于手性催化剂Pd-CS/SiO2和Pd-CS/MCM-48催化苯乙酮氢转移反应产物α-苯乙醇手性对映体含量的分析,可进行高选择性手性催化剂的筛选,实现了对催化剂制备及反应条件的优化.     

α-苯乙醇的高效液相色谱手性拆分研究

本文用实验室自制的纤维素三(3,5-二甲基苯基氨基)甲酸酯和纤维素三(4-甲基苯)甲酸酯涂敷于硅胶上,分别制成OD柱和OJ柱.在OD柱和OJ柱上对外消旋体α-苯乙醇进行了拆分,分别考察了流动相中异丙醇的含量对α-苯乙醇手性拆分的影响,还分别考察了流动相中1%(V/V)的正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇对α-苯乙醇拆分的影响.我们选择了最佳的拆分方法,并将此方法应用于苯乙酮不对称催化还原产物的光学纯度的鉴定中,将苯乙酮在NaBH4为还原剂下,在自制的手性聚合物金属络合物PMA-QN-PdCl2催化剂作用下被还原,取得了满意的结果.     

贵金属-壳聚糖催化苯乙酮不对称转移加氢反应

将天然手性高分子聚合物壳聚糖(CS)负载到SiO2上后,再络合M(Pd、Pt、Pu和Ph)金属,制得了多相手性加氢催化剂M-CS-SiO2.在空气氛围下,以异丙醇为氢源,考察了M-CS-SiO2对苯乙酮不对称催化氢转移加氢反应的催化活性.研究了活性金属(Pd、Pt、Rh和Ru)、载体(ZSM-5、β、MCM-41、SiO2),及钯的前驱物对多相手性加氢催化剂性能的影响.结果表明:Pd-CS-SiO2对苯乙酮不对称转移加氢反应具有较好的催化加氢性能和对R-1-苯乙醇的对映选择性;Pd的前驱物对Pd-CS-SiO2的催化活性和对映选择性的影响较小;载体对Pd催化剂的催化活性和对映选择性的影响很大;在苯乙酮不对称转移加氢反应中,Pd-CS-β分子筛对R-1-苯乙醇的对映体过量值可达到65.7%.     

罗汉果内生菌及其周边土壤中产α-淀粉酶菌株的筛选

对罗汉果内生菌及其种植区土壤中的微生物进行分离,筛选淀粉酶产生菌,并研究其发酵条件,结果得到15株内生菌和8株微生物,从中筛选到2株产淀粉酶高的菌株2-1(土壤)和R-4(根部内生菌)。经初步鉴定,菌株2-1为球菌,菌株R-4为芽孢杆菌,均为革兰氏阳性菌。研究显示,菌株2-1产酶条件为1.0%氯化铵、0.5%酵母粉、1.0%可溶性淀粉、0.4%氯化钠,发酵温度为40℃,发酵3d,其产酶量为127.65U/mL;R-4菌株产酶条件为0.5%酵母粉、1.0%氯化铵、0.05%氯化钠、2.0%可溶性淀粉,发酵温度为40℃,发酵3d,其产酶量为197.21U/mL。     

糖多孢红霉菌酮还原酶域在羰基还原中的应用

为研究糖多孢红霉菌聚酮合成酶模块1的酮还原酶域,催化羰基还原的底物特异性和立体选择性,PCR扩增了该酶域的编码基因(eryKR1),并将其克隆到表达载体pET-28a,得到重组质粒pET-eryKR1,转化到Escherichia coli BL21(DE3)后,获得了重组菌株E.coli BL21(pET-eryKR1).将E.coli BL21(pET-eryKR1)和异源表达枯草芽孢杆菌葡萄糖脱氢酶基因的重组大肠杆菌E.coli BL21(pET-gdh1)进行双重组菌耦合,对4-氯乙酰乙酸乙酯、苯乙酮、2-辛酮和环己酮4种底物进行转化还原,利用气相色谱分析转化液,结果显示E.coli BL21(pET-eryKR1)对环己酮的还原效果较好,产物环己醇的得率最高可达93.24%,而对其他3种底物几乎没有还原能力.利用E.coli BL21(pET-eryKR1)2催化2-甲基环己酮不对称还原,产物主要为顺式-2-甲基环己醇,产率可达41.87%,产物的对映体过量值为74.81%.     

酵母细胞转化液中乙醇、2-苯乙醇的气相色谱法分析

建立了同时检测酵母细胞发酵转化液中乙醇、2-苯乙醇的气相色谱(GC)分析方法。使用Agilent DBWAX(30 m×0.53 mm×1.0μm)色谱柱,采用程序升温条件,氢火焰离子检测器进行检测,酵母细胞发酵转化液中乙醇、2-苯乙醇在12 min内能够完全分离与定量。乙醇在0~97.32 g/L范围内的线性关系良好,相关系数为0.999 4,相对标准偏差(n=6)为0.702 2%,加标回收率99.46%~100.82%。2-苯乙醇在0~10.28g/L范围内的线性关系良好,相关系数为0.998 6,相对标准偏差(n=6)为2.338%,加标回收率100.39%~101.11%。该法实现了酵母细胞发酵转化液中乙醇、2-苯乙醇的同时与快速测定,有很实际的应用意义。     

5株植物内生真菌生物转化柠檬烯和月桂烯产物分析

为了筛选具有转化利用单萜类化合物能力的微生物菌株,以5株植物内生真菌为生物催化剂,(+)-柠檬烯、(-)-柠檬烯、月桂烯为生物转化底物,结合气相色谱-质谱联用技术考察生物转化产物.结果表明：5株植物内生真菌具有生物转化(+)-柠檬烯、(-)-柠檬烯、月桂烯的能力;当底物为(+)-柠檬烯时,主要产物均为柠檬烯-1,2-二醇,其中,菌株Diaporthe Nitschke PS10的产量最高,达到4.57 g·L^-1;当底物为(-)-柠檬烯时,主要产物为柠檬烯-1,2-二醇,产量为0.81～2.04 g·L^-1;当底物为月桂烯时,转化产物有环氧罗勒烯、氧化芳樟醇、柠檬烯-1,2-二醇等化合物;植物内生真菌是一种很有发展潜力的生物催化剂.     

井冈霉素产生菌的诱变选育及发酵条件优化

本研究以一株能产生井冈霉素的吸水链霉菌井冈变种(Strepto myces hyroscupicusvar.Jingganggensis yen)J1为研究对象,通过紫外线(Uv)及硫酸二乙酯(DES)两次诱变,经平皿初筛,摇瓶复筛,获得茵株j1-U-D,效价达25874×10-6g/mL,比出发菌株提高29%.菌株经过5次传代,代间效价差异不明显,遗传性能较稳定.通过单因素实验和正交实验分析研究了摇瓶产井冈霉素的最适发酵培养基,该茵的最适发酵培养基为(%):淀粉12%、酵母粉4%、KH2Po4o.05%、NaCl 0.15%.最适发酵条件为:发酵起始pH值7.2,接种量8%,发酵温度37℃,发酵时间96 h.茵株最终效价达30610×10-6/mL,比出发茵株提高53%.     

一种NHC-Cu(Ⅱ)配合物的合成及其对乙苯的催化氧化反应研究

以苯并咪唑为原料合成氮杂卡宾(NHC)前体1,3-双(2-羟基-3,5-二叔丁基苄基)苯并咪唑氯化物,再与CuCl₂配位制备NHC-Cu(Ⅱ)配合物,分别采用紫外-可见吸收光谱、红外光谱、X射线电子能谱和质谱对该配合物进行了结构表征.将该配合物(1%(mol))作为催化剂,以叔丁基过氧化氢(TBHP)为氧化剂,在353 K的乙腈溶液中对乙苯以及其衍生物进行催化氧化反应,结果表明,乙苯的α-H被选择性氧化,首先生成苯乙醇,而后被继续氧化为苯乙酮,乙苯在反应12 h后的转化率为68%,苯乙酮的选择性为90%,苯环上连有吸电子基时,催化氧化效果更佳.     

不对称还原苯乙酮酸甲酯的生物转化菌种选育及条件优化

选用酵母菌、乳酸菌、粪链球菌、假丝酵母等4个种属共15株菌株,研究其对苯乙酮酸甲酯的不对称还原催化特性.以具有R(-)-扁桃酸甲酯较高转化活力的菌株S.cNo.1、S.cNo.3、S.cNo.9作为出发菌株,采用紫外与微波复合诱变的方法,筛选获得S.c3.5.16突变株.考察培养温度、pH值对该突变株转化活力的影响,结果表明,S.c3.5.16菌株的R(-)-扁桃酸甲酯生物转化最适反应条件为培养基pH6.5、温度38℃,苯乙酮酸甲酯转化为扁桃酸甲酯的得率达到99.3%,R(-)-扁桃酸的光学纯度达到95.5%e.e..     

合成4–羟基异亮氨酸的大肠杆菌构建及其催化体系优化

4–羟基异亮氨酸具有血糖水平依赖的促胰岛素分泌特性,是治疗糖尿病的潜在新药.将异亮氨酸羟化酶(isoleucinedioxygenase,IDO)编码基因ido于大肠杆菌(Escherichcoli)中表达,获得工程菌株E. colipET-ido.以该菌株为研究对象,建立和优化了其合成4–羟基异亮氨酸的静息细胞催化体系.结果表明:在最佳条件下(静息细胞27 g/L,L–异亮氨酸250 mmol/L,α–酮戊二酸250 mmol/L,FeSO48 mmol/L,VC6 mmol/L,反应温度35℃,pH9.0)反应12 h,4–羟基异亮氨酸产量和转化率分别达到249.6 mmol/L和99.8%,较优化前均提高了34.5%和7.5%.这是目前已报道的生物法合成4–羟基异亮氨酸的最高产量,为推动该化合物的微生物合成奠定了良好的基础.     

高山被孢霉Δ~6-脂肪酸延长酶基因在巴斯德毕赤酵母中的表达

长链多不饱和脂肪酸花生四烯酸(ARA,C20:4n-6)是合成生物活性物质类二十碳烷酸的初级底物神经组织的重要组成成分.Δ6-脂肪酸延长酶是花生四烯酸Δ6-合成途径的关键酶之一.根据已经报道的Δ6-脂酸延长酶基因序列设计引物,分别从产花生四烯酸的丝状真菌高山被孢霉ATCC16266菌株基因组和cDNA扩增得到该序列.经序列分析后,将来源于cDNA的序列连接到毕赤酵母表达载体pPIC3.5K上,得到重组质PIC3.5K-ELO.用电击转化法将重组载体pPIC3.5K-ELO转化到巴斯德毕赤酵母GS115中,在缺省培养基筛选得到毕赤酵母转化菌株pPIC3.5K-ELO.在适宜的培养条件下,添加外源底物γ-亚麻酸(GLA)和诱导物醇诱导基因表达.气相色谱分析表明该基因在毕赤酵母中得到了表达,底物GLA转化为二高γ-亚麻酸GLA),转化效率为28.91%.对Δ6-脂肪酸延长酶进行跨膜分析,表明该蛋白为具有7个跨膜域的膜结合蛋白.