酵母細胞預處理改變不對稱還原反應(yīng)立體選擇性的若干機理分析.pdf

1、生物催化因其高效和高度的立體選擇性,已經(jīng)成為手性合成最重要的方法之一.面包酵母能催化大多數(shù)β-羰基酯的不對稱還原反應(yīng),生成的β-羥基酯具有光學活性,是合成手性藥物和其他手性化合物的重要中間體.但許多反應(yīng)的立體選擇性不高,影響了其規(guī)?；a(chǎn). 添加烯丙基類化合物可以改變酵母催化不對稱還原反應(yīng)的產(chǎn)物收率及立體選擇性.本文以4-氯乙酰乙酸乙酯(COBE)為模型底物,用丙烯酰胺和烯丙基醇對酵母進行預處理,產(chǎn)物(S)-4-氯-3-羥基丁酸

2、乙酯(S-CHBE)的對映體過量值(e.e.)可以增加至94﹪;而用烯丙基溴預處理,則可以得到R-型產(chǎn)物.但酵母細胞經(jīng)過烯丙基類化合物處理后,產(chǎn)物收率有所下降. 通過測定酵母細胞在酶抑制劑預處理前后糖耗速率、ATP含量、胞內(nèi)水解酶活性及線粒體呼吸鏈酶復合體活性的變化情況,證明烯丙基類化合物對細胞及胞內(nèi)酶系的活性存在抑制作用,且作用程度大小取決于烯丙基所帶基團. 經(jīng)烯丙基類化合物預處理后的酵母細胞,以PBS緩沖液反復洗滌后

3、,其活性可以得到恢復,說明烯丙基類化合物對酶的抑制作用具有可逆性.增加底物濃度,經(jīng)烯丙基醇預處理的酵母細胞,其S-型產(chǎn)物的對映體過量值維持在90﹪左右;而經(jīng)烯丙基溴處理的酵母細胞,反應(yīng)得到的R-型產(chǎn)物對映體過量值則從90﹪下降到45﹪左右.說明烯丙基類化合物在反應(yīng)中與底物在同酶的結(jié)合上存在競爭關(guān)系,且烯丙基所帶基團決定了其吸附的酶的類型.以抑制劑類似物處理酵母細胞,反應(yīng)結(jié)果證明酵母細胞內(nèi)催化不對稱還原反應(yīng)的兩類酶存在著空間位阻效應(yīng).

4、 熱也可以作為一種酶抑制劑改變酵母細胞在不對稱還原反應(yīng)中的立體選擇性.熱激處理酵母細胞,溫度升高,酵母細胞催化不對稱還原反應(yīng)的產(chǎn)物收率下降,S一型產(chǎn)物的對映體過量值提高.當熱激溫度為50℃時,S-型產(chǎn)物的對映體過量值達到最高.而當熱激溫度高于55℃時,產(chǎn)物收率急劇下降. 經(jīng)過熱激處理的酵母細胞,其消耗葡萄糖的能力與胞內(nèi)大部分水解酶的活性都有不同程度的下降.說明熱激處理對細胞及胞內(nèi)大部分水解酶的活性存在酵母細胞呼吸鏈上的脫氫酶