有機相生物催化酯轉(zhuǎn)換合成沒食子酸丙酯的研究.pdf

1、非水相生物催化是工業(yè)生物催化的一個重要方向，提高非水相生物催化效率是生物催化技術(shù)目前面臨的重要挑戰(zhàn)之一。沒食子酸丙酯是一種優(yōu)良的抗氧化劑和重要的醫(yī)藥中間體。本文研究以單寧酶為催化劑，以單寧酸和正丙醇為底物，在有機溶劑中一步酯轉(zhuǎn)換合成沒食子酸丙酯的生物催化過程。
　　 由于酶在水相構(gòu)象可調(diào)、在非水相構(gòu)象相對剛性，印跡技術(shù)可以用于非水相催化中生物酶的超激活。為提高酶的有機相酯轉(zhuǎn)換催化性能，綜合應(yīng)用酶蛋白印跡、抗凍保護和固定化技術(shù)，結(jié)

2、果顯示pH調(diào)節(jié)、底物印跡和界面激活能顯著提高單寧酶的活性，其酯轉(zhuǎn)換催化性能較對照提高了123倍；固定化印跡酶可顯著降低由印跡導(dǎo)致的酶團聚，提高印跡酶的表觀活力，將印跡酶的表觀活力提高了近一倍，底物轉(zhuǎn)化率達到了40％；組合使用TritonX-100、甘露糖和鎂離子降低了凍干對酶活性的損失，將酶的底物轉(zhuǎn)化率提高到49%。本研究不僅拓寬了印跡技術(shù)的應(yīng)用范圍，也為生物酶的修飾改造提供了參照。
　　 熱穩(wěn)定性分析發(fā)現(xiàn)印跡酶Ed為85.54

3、kJmol-1，半衰期為1710h，明顯高于已有報道；熱力學(xué)分析結(jié)果顯示在40-60(℃)內(nèi)，酶催化酯轉(zhuǎn)換合成沒食子酸丙酯的一步催化反應(yīng)的△G和△Hd分別為97.1～98.4kJmol-1和82.77～82.94kJmol-1，均低于單寧酶水解、酯化兩步反應(yīng)自由能疊加，表明一步酯轉(zhuǎn)換效率優(yōu)于兩步反應(yīng)：該一步反應(yīng)△S為-0.047～-0.045kJmol-1K-1，顯示該反應(yīng)為非自發(fā)過程；反應(yīng)動力學(xué)研究顯示40(℃)時，其Km值為0.05

4、4mM,低于文獻報道的單寧酸酶解反應(yīng)的Km值，表明印跡提高了單寧酶的底物親和力，進而提升了酶的催化性能。
　　 為進一步提高酶促酯轉(zhuǎn)換反應(yīng)的效率，對有機相生物催化反應(yīng)體系進行了優(yōu)化。結(jié)果顯示有機溶劑的極性對反應(yīng)影響顯著，極性低有利于酶促酯轉(zhuǎn)換反應(yīng)，體系中的水份和正丙醇含量也顯著影響反應(yīng)；采用半連續(xù)催化將使催化效率提高約2.5倍，底物轉(zhuǎn)化效率提高到75%。表明有機相生物催化過程中，反應(yīng)過程控制可以有效提高酶的催化效率，為工程放大提