酿酒酵母不对称合成(R)-(-)-扁桃酸甲酯

采用本实验室筛选到的酿酒酵母LH1催化苯甲酰甲酸甲酯不对称合成(R)-(-)-扁桃酸甲酯.在单相体系中考察了初始底物浓度、细胞浓度、pH、温度、辅助底物、葡萄糖浓度和反应时间等因素对产物得率和对映体选择性的影响,获得了较佳的还原条件.当细胞浓度75 g(干细胞)/L,葡萄糖浓度30 g/L,底物浓度100 mmol/L,pH 8.0,温度30℃,反应时间30 h时,产物扁桃酸甲酯的得率达94.3%,(R)-(-)-扁桃酸甲酯的对映体过量值(ee)达95.0%.在苯甲酰甲酸甲酯的转化反应中,酿酒酵母LH1菌株表现出非常好的对映体选择性,且ee值受环境因素的影响非常小.     

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 %.     

两相体系中固定化联苯双加氧酶全细胞产靛蓝特性研究

微生物全细胞转化靛蓝的过程中,靛蓝易被游离细胞吸附,造成产物提取困难,是微生物产靛蓝工业化进程中面临的主要问题之一.为解决该问题,尝试了不同固定化方法将基因工程菌固定,其中海藻酸钠包埋法取得了最好的效果,最佳包埋条件为3.5%海藻酸钠、1%氯化钙,固定化细胞在有机-水两相体系中可以重复利用两次,首次转化6h后,靛蓝浓度为15.9mg/L.另外,两相体系的引入有效避免了固定化细胞产靛蓝过程中伴随的产物分解现象,选择正十二烷作为有机相,优化得到其最佳比例为体积分数40%.体系对吲哚的最佳耐受浓度为400mg/L,在此条件下,靛蓝产率为0.28mg/mg.     

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%.     

Rhodococcus rhodochrous tg1-A6腈水解酶催化3-氰基吡啶合成烟酸的研究

利用高产腈水解酶的菌株Rhodococcus rhodochrous tg1-A6催化3-氰基吡啶合成烟酸,实验结果表明,腈水解酶的最适底物浓度为130mmol/L,最适催化温度为55℃,最适pH值为pH7.0.经过15h连续补加底物3-氰基吡啶,反应体系中产物烟酸的浓度可达到165.2g/L.在产物浓度累积不高的情况下,菌体经过7批次(共67h)的催化,烟酸的最终质量浓度累计可达到529g/L.     

均相沉淀法合成磷酸八钙纤维

采用均相沉淀法制备了磷酸八钙(OCP)纤维,并采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜对产物进行表征,探讨了反应温度及反应物浓度等对产物组成及形貌的影响.实验发现合成条件对OCP形貌及产物组成的影响较大——提高体系反应温度有利于OCP的快速析出和产率的提高,所得产物也更为纤细;尿素浓度过低,所得产物的长短和粗细分布极不均匀;尿素浓度偏高,产物较为粗短,且产物为OCP和羟基磷灰石(HA)的混合磷酸盐;当反应物Ca(NO3)2为0.167mol/L、(NH4)2HPO4为0.1mol/L、(NH2)2CO为0.6～0.7mol/L,体系初始pH值在2.2左右,反应温度为90℃,反应体系中pH值恒定在5.0左右时结束反应,采用均相沉淀法可制得纤细的磷酸八钙纤维.     

酮还原酶在罗苏伐他汀制备中的应用

将酮还原酶应用于降血脂药罗苏伐他汀的制备.通过高通量筛选,酮还原酶KRED-4可催化罗苏伐他汀乙酯的制备反应.经过反应条件的初步优化后,确定了该酶催化反应的最适温度为25~35℃、最适pH值为6.0、初始底物浓度1g/L和酶浓度2g/L.在最优条件下,可将底物1完全转化为产物2罗苏伐他汀乙酯,产物的构型完全正确,且de99.9%,为建立罗苏伐他汀制备的绿色工艺提供了新的思路.     

油酸改性甲基葡萄糖酰胺的合成及其性能

以油酸、葡萄糖、甲胺等为原料合成一种新型非离子表面活性剂油酸改性甲基葡萄糖酰胺.考察了影响酰胺化反应的主要因素并对产物进行红外光谱分析,测定其临界胶束浓度及在临界胶束浓度下的表面张力值.结果表明,最佳工艺条件为:甲基葡萄糖酰胺和油酸的摩尔比为2.5,反应时间为8h,反应温度为90℃,催化剂用量占油酸用量的摩尔分数为1.5%.在此优化条件下合成的产物在25℃水溶液体系中的临界胶束浓度值和临界胶束浓度时的表面张力值分别为0.046mmol/L和26.7mN/m,表明产物油酸改性甲基葡萄糖酰胺具有很高的表面活性.     

运动发酵单胞菌利用早籼米生产乙醇的研究

以运动发酵单胞菌ATCC29121为菌种,以早籼米糖化液为原料发酵生产乙醇.通过单因素试验和正交设计试验,研究了发酵温度、pH值、初糖质量浓度、接种量、发酵时间等因素对该菌乙醇产率及生物量的影响.优化后的发酵条件:发酵温度为30℃,pH值为5.5,初糖质量浓度为100g/L,接种量为10%,发酵48 h.在此条件下乙醇产率达0.4 g乙醇/g葡萄糖,葡萄糖的转化率是80.1%.     

苯并呋咱的新法合成

以邻二硝基苯为底物,在β-CD/NaOH的水溶液体系中,一步合成了苯并呋咱化合物,并通过熔点、IR、1H NMR、质谱和元素分析等手段对产物进行了表征.同时考察了反应条件对产率的影响,发现当n(邻二硝基苯)∶n(β-CD)=1∶1.2,NaOH溶液的浓度为20%,温度为90 ℃时,反应达到最高产率52%.     

有机磷水解酶全细胞生物催化剂的特性

利用有机磷水解酶大肠杆菌细胞表面展示工程菌为全细胞催化剂,研究了其降解对氧磷的反应.确定了最适反应条件为:反应温度37 ℃、pH值8.0、底物浓度2.0 mmol/L、振荡速率120 r/min,在此条件下反应5 h,对氧磷降解率可达80%左右,且全细胞催化剂具有较好的稳定性和可重复使用性,显示了良好的应用前景.     

莲子浆的酶解条件探索研究

通过α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、胰蛋白酶处理莲子浆,探索出了酶解莲子浆的最佳工艺条件.实验表明,在pH值为6.5,温度95℃下α-淀粉酶水解的最佳条件为酶与底物之比为24U/g莲子、底物浓度5%、水解时间为30min;在pH值为4.0,温度60℃下葡萄糖淀粉酶糖化的最佳条件为酶与底物之比为10000U/g莲子,底物浓度为11%,时间为11hr;在pH值为7.5,温度40℃下胰蛋白酶水解的最佳条件为酶与底物之比为16 000U/g莲子、底物浓度5%、水解时间为5hr.水解率可达56.25%,可得澄清透明的莲子原液.     

四氢噻吩-3-酮还原酶的筛选与表征

通过基因挖掘技术获得一种来源于炭疽芽胞杆菌的短链脱氢酶BaCR1。它能够催化四氢噻吩-3-酮的不对称还原反应,进而合成碳青霉烯类抗生素硫培南的重要手性中间体(R)-四氢噻吩-3-醇。对BaCR1进行了催化性能表征,结果表明最适反应pH为7.0,最适反应温度为30℃,催化剂转化数(k_(cat))与米氏常数(K_M)之比(k_(cat)/K_M)为0.25 L/(mmol·s)。在100 mL的反应体系中,偶联葡萄糖脱氢酶用于辅酶再生,在底物上载量为50 mmol/L、重组大肠杆菌整细胞(干重)上载量为20 g/L的条件下,无需额外添加辅因子NADPH,反应24 h,转化率大于99%,还原产物的e.e.值为84%,实现了产物的克级制备,体现了酶法不对称还原制备(R)-四氢噻吩-3-醇的潜力。     

玉米麸皮中阿魏酰低聚糖的制备

以玉米麸皮为原料,利用纤维素酶辅助木聚糖酶制备阿魏酰低聚糖,通过正交试验对制备条件进行了优化,得到最佳制备条件:反应温度60℃,pH值5.0,反应时间36 h,纤维素酶质量浓度8 g/L,木聚糖酶质量浓度6 g/L,底物质量浓度165 g/L,在此条件下,产物中阿魏酰低聚糖的浓度达到2.127 mmol/L.     

酶法合成组胺的研究

为探究生物催化法合成组胺,通过对IPTG浓度、诱导时间和酶学性质的研究,确定组氨酸脱羧酶诱导表达条件以及最适反应条件.结果表明:不同IPTG诱导浓度对酶活影响不大;酶活随着诱导时间的增加而升高;酶反应最适温度为30℃,pH为6.0;随着产物浓度增加,酶活降低,具有产物抑制现象;5%底物时转化率达到60%,3%底物时转化率达到97.7%.可见,该组氨酸脱羧酶有工业应用开发潜力.     

高产氢耐热菌株的分离鉴定及其放氢特性

从高温环境中分离得到具有高产氢活力的微生物菌株,经16SrRNA基因序列分析及生理生化特性分析,鉴定该菌株为Proteussp.该菌株能以葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖和淀粉等多种有机物为底物催化产氢.该菌株利用葡萄糖产氢的最适条件为:葡萄糖浓度0.1mol/L;菌体细胞密度OD600=0.60;反应系统起始pH值7.0;反应温度40℃.在该条件下菌株的最高产氢活性可达8.05μmolH2/h·mgprot.     

二苯并噻吩生物降解菌培养和反应条件的优化

考察了培养温度、时间、pH值对根癌土壤杆菌UP-3生长的影响,选择了最合适的培养条件.通过考察底物浓度、反应温度和反应时间对菌株UP-3降解二苯并噻吩(DBT)性能的影响,优化了生物降解的反应条件.结果表明:UP-3最佳培养条件为培养温度31℃,培养时间30 h,培养基pH值7.3;UP-3催化降解DBT反应的适宜条件为DBT质量浓度500 mg/L,反应温度31℃,反应时间35 h;适宜条件下UP-3生长细胞对DBT的降解率达到85%,说明其具有较好的应用潜力.     

离子液体中6-O-(11-十二烯酸)葡萄糖酯的脂肪酶催化合成及其表征

为了探索脂肪酶在离子液体中选择性地催化葡萄糖与11-十二烯酸乙酯的转酯化反应,通过不同脂肪酶在不同离子液体中进行转酯化反应,并用单因素法研究离子液体种类、温度、底物的比例、体系含水量和脂肪酶含量对反应产率的影响,优化反应条件。反应产物的结构通过红外光谱、高效液相色谱、质谱和核磁共振等表征。结果表明:脂肪酶Novozym-435在离子液体1-正丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐[BMIM][BF4]中,当反应温度为55℃、酶浓度20mg/mL、葡萄糖/11-十二烯酸乙酯的摩尔比1∶2、体系的水含量为2%时,获得糖酯的产率最高,Novozym-435可以重复使用7次。脂肪酶Novozym-435在离子液体[BMIM][BF4]中选择性转酯化反应的产物为6-O-(11-十二烯酸)葡萄糖单酯。     

利用脂肪酶Novozym 435催化转酯反应对映选择性合成(R)-α-硫辛酸的手性前体

利用商品脂肪酶Novozym 435介导的对映选择性转酯反应催化拆分(R,S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯(ECHO),以合成(R)-α-硫辛酸的手性前体。对酶促拆分反应的条件进行了优化,确定了该酶的最适反应条件:以乙酸乙烯酯为酰基供体,最适反应温度为50°C,以异丙醚为反应介质,酶最适上载量为100g/mol ECHO,可以耐受的底物浓度为1mol/L。在产品的克级制备反应中,6h底物转化率为47%,产物(R)-6-乙酰氧基-8-氯辛酸乙酯的对映体过量值(eep)为90%,时空产率高达471g/(L·d),产品总收率为36.3%。该酶法催化的转酯化反应为(R)-α-硫辛酸的合成提供了一条新的途径。     

酵母细胞不对称还原2-乙酰基庚酸乙酯的研究

以2-乙酰基庚酸乙酯为底物模型,考察了酵母细胞在水相体系中催化其不对称还原的反应特性。利用正交实验初步优化反应条件,并在此基础上,兼顾反应的时-空产率,系统地研究了初始底物浓度、酵母细胞浓度、反应温度对反应转化率的影响。产品表征结果为目标产物,经测定具有光学活性。