计算机辅助木糖还原酶定点突变的生物信息学分析

木糖还原酶（xylose reductase,XR）是木糖代谢生成乙醇途径中一个重要的酶,目前利用纤维素生成酒精的关键问题之一：木糖代谢过程中XR和木糖醇脱氢酶（xylitol dehydrogenase,XDH）的氧化还原不平衡。本研究借助生物信息学手段（酶三维结构建模、酶和辅酶分子对接）,充分分析数据库资源,找到了一些可能影响XR酶活性或辅酶依赖性的关键氨基酸。毕赤氏酵母XR与NADP之间有Lys21（K）、Val222（V）、Glu223（E）、Phe236（F）和Thr273（T）;毕赤氏酵母XR与NAD之间有Val222（V）、Glu223（E）、Phe236（F）、Glu237（E）和Thr273（T）;热带假丝酵母XR与NADP之间有Asn278（N）和Arg282（R）。对比两种辅酶与毕赤氏酵母XR形成氢键的氨基酸,如果使毕赤氏酵母XR只与辅酶NAD结合,则可以将Lys21替换成其它的氨基酸,因Lys21在所有XR序列中完全保守,需要进行氨基酸替代模拟计算预实验,在确保酶三维结构不变及NAD可以结合XR的前提条件下替代Lys21;如果使毕赤氏酵母XR只与辅酶NADP结合,则可以将Glu237（不完全保守）替换成其它的氨基酸。另外,还可以根据需要将这些形成氢键的氨基酸进行组合替代。要改变热带假丝酵母XR的NADP依赖性,可以替代Asn278（N）和/或Arg282（R）（不完全保守）。本研究为进一步酶的理性设计（提高活性及改变辅酶依赖性）并在分子水平上对木糖还原酶进行改造打下了基础。     

微波辐射下活性MnO_2选择氧化糠醇合成糠醛

在微波辐射条件下,通过研究活性MnO2液相选择氧化糠醇合成糠醛的反应。得出：活性MnO2在微波辐射下表现出很好的选择氧化性能,在糠醇质量为0.76 g,m（糠醇）∶m（MnO2）=1∶4,糠醛收率高达90%以上。     

固体酸催化剂SO42-/TiO2催化木糖脱水制备糠醛的新方法

探索了以固体超强酸SO42 -/TiO2为催化剂,催化木糖脱水环化制备糠醛的新方法.以TiCl4乙醇溶液(体积比1∶1)作为钛源、以浓氨水作为沉淀剂制备二氧化钛,硫酸溶液作为浸渍液,制备了SO42 -/TiO2固体超强酸.采用二溴化法(溴酸钠-溴化钠)对糠醛产量进行分析,研究了反应条件和催化剂制备过程中硫酸浸渍液浓度、焙烧温度等对糠醛产率的影响.结果表明,使用固体超强酸作催化剂,在最佳条件下,糠醛产率达到42.6％,而同样条件下用硫酸作催化剂糖醛产率只有15.6％.     

自制铜—铬催化剂在糠醛加氢中的动态特性

应用自制的铜—铬催化剂,于高压反应釜中进行糠醛液相加氢反应。研究了催化剂的活性,以及操作压力和反应时间对反应的影响。结果表明:当催化剂用量为糠醛重量的1%,在温度为150～180℃,釜压为2.5～3.5MPa 的条件下反应1.0～1.5小时,糠醛全部转化为糠醇。     

糠醛气相加氢制糠醇新型配合物催化剂

实验采用一步法制备了一种新型、无毒Cu/-γAl2O3配合物催化剂。考察了反应温度、催化剂组成、空速、氢醛比和催化剂粒度等因素对糠醛气相加氢制糠醇转化率、选择性和收率的影响。在最佳反应条件下,糠醇的选择性和收率达到99%以上。     

利用糠醛废水生产一级乙酸的研究

研究了糠醛废水浓缩后经过萃取、精馏生产工业一级乙酸工艺过程，为工业应用提供了基础数据．     

糠醛气相催化加氢制糠醇

本文研究了在铜系催化剂上,糠醛气相加氢条件对糠醛转化率及糠醇收率的影响,提出了最优加氢温度,接触时间,氢气糠醛加料比等条件。     

从稻壳中提取木糖的工艺研究

本文对以稻壳为原料提取木糖的工艺进行了研究，提出了生产木糖的小试工艺，该工艺可靠易行，具有转化为工业规模生产的前景。     

糠醛气相常压加氢制糠醇的热力学估算

本文从热力学方面对糠醛气相常压加氢制糠醇反应进行估算，得出在各物料分压为１ａｔｍ ，反应温度从２５℃～３７２℃范围内反应能够自发进行     

汽爆玉米秸秆水提液制备糠醛的研究

针对目前糠醛生产中玉米芯原料有限,用酸量大及糠醛渣难以综合利用等问题,本文以玉米秸秆为原料,探索汽爆水提液制备糠醛新工艺。考察了反应温度、盐酸浓度和反应时间对糠醛收率的影响并对焦化问题进行了分析。实验结果表明：汽爆玉米秸秆水提液制糠醛的最优条件是反应温度180℃,2%盐酸添加量,反应时间2h;进一步通过红外光谱分析了汽爆玉米秸秆水提液制糠醛过程中焦化产生的原因。本文的优势在于玉米秸秆原料价格低廉,来源广泛,糠醛收率高（76.6%）,便于综合利用。