酶法拆分以及酶穩(wěn)定性的研究進(jìn)展課件

關(guān)于酶法拆分以及酶穩(wěn)定性的研究進(jìn)展第1頁，講稿共18頁，2023年5月2日，星期三酶法拆分立體專一性強(qiáng)拆分效率高生產(chǎn)條件溫和無環(huán)境污染第2頁，講稿共18頁，2023年5月2日，星期三氨基酸：D-苯基甘氨酸是利用氨肽酶成功地進(jìn)行了拆分。非甾體抗炎藥：Moreno等利用固定化脂肪酶(CCL)催化萘普生乙酯的不對(duì)稱水解,制備了光學(xué)純度為95%的(S)-萘普生。酶法拆分的研究進(jìn)展第3頁，講稿共18頁，2023年5月2日，星期三5-羥色胺拮抗物和攝取抑制劑：

一種新的5-HT拮抗物MDL100907Margolin等利用脂肪酶(CCL)催化酯的水解制備了(R)-MDL100907,產(chǎn)品光學(xué)純度達(dá)99%。酶法拆分的研究進(jìn)展第4頁，講稿共18頁，2023年5月2日，星期三β-阻斷劑：

Bevinakatti等在有機(jī)溶劑中利用脂肪酶PS催化酯的不對(duì)稱水解,對(duì)現(xiàn)有外消旋普萘洛爾生產(chǎn)工藝的中間體1-氯-3-萘氧-2-丙醇進(jìn)行了拆分,制備了(S)-普萘洛爾的合成子(S)-1-氯-3-萘氧-2-丙醇。酶法拆分的研究進(jìn)展第5頁，講稿共18頁，2023年5月2日，星期三酶穩(wěn)定性的研究進(jìn)展提高穩(wěn)定性第6頁，講稿共18頁，2023年5月2日，星期三酶穩(wěn)定性的研究進(jìn)展第7頁，講稿共18頁，2023年5月2日，星期三1、化學(xué)修飾法（1）交聯(lián)酶結(jié)晶法：多肽鏈內(nèi)部或分子間交聯(lián)，阻止分子的展開從而穩(wěn)定蛋白質(zhì)。主要有：脂肪酶、青霉素酞基轉(zhuǎn)移酶、枯草菌蛋白酶、嗜熱菌蛋白酶。第8頁，講稿共18頁，2023年5月2日，星期三1、化學(xué)修飾法（2）多聚體的共價(jià)結(jié)合：把蛋白質(zhì)分子結(jié)合到可溶性多聚本的多個(gè)結(jié)合位點(diǎn)上，屬一種交聯(lián)方式。Bieniarz等人已經(jīng)把這種方法用于三種特定的蛋白質(zhì)：堿性磷酸酶、葡萄糖氧化酶和藻紅蛋白。并進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)試，結(jié)果良好。第9頁，講稿共18頁，2023年5月2日，星期三1、化學(xué)修飾法(3)表面修飾：Khajeh等用甲基順丁烯二酸酐修飾兩種細(xì)菌的α-淀粉酶的側(cè)鏈賴氨酸。這兩種細(xì)菌分別是嗜溫B淀粉稀釋細(xì)菌和地衣芽抱桿菌。結(jié)果顯示有較好構(gòu)象的穩(wěn)定性。第10頁，講稿共18頁，2023年5月2日，星期三2、添加穩(wěn)定劑

(1)鹽鹽類主要存在離子鍵作用，當(dāng)酶的活性中心含有離子作為配位體時(shí)，降低分子內(nèi)靜電排斥作用，增加酶的穩(wěn)定性。鹽可作為水分子的替代物占據(jù)水的位置，排除自由水對(duì)酶造成的不穩(wěn)定影響。專利EP0758018A1描述在用鹽來穩(wěn)定固態(tài)植酸酶時(shí)，發(fā)現(xiàn)二價(jià)陽離子效果最好而且無機(jī)鹽與酶的質(zhì)量比控制在5%～90%效果較好。第11頁，講稿共18頁，2023年5月2日，星期三2、添加穩(wěn)定劑

(2)多羥基化合物多羥基醇和糖類等多羥基化合物能形成氫鍵，通過氫鍵與酶蛋白表面分子相連接，使酶蛋白分子穩(wěn)定化；有助于形成可增加表面張力和溶液黏度的溶劑層，降低蛋白水解而起到穩(wěn)定酶的作用。還能夠通過填補(bǔ)酶空間結(jié)構(gòu)的空隙，降低由于加熱引起酶空間結(jié)構(gòu)改變而導(dǎo)致的酶活損失。專利WO93/16175描述用尿素、甘油或山梨醇等來穩(wěn)定液態(tài)植酸酶。第12頁，講稿共18頁，2023年5月2日，星期三2、添加穩(wěn)定劑

(3)其他穩(wěn)定劑ChangChihChen等（2001）研究發(fā)現(xiàn)，在植酸酶溶液中加入可溶性淀粉和高粱糖漿廢棄液可提高植酸酶的熱穩(wěn)定性。一些小分子量的添加劑通過誘導(dǎo)蛋白質(zhì)優(yōu)先水合作用而增加其穩(wěn)定性，即添加劑防止其它物質(zhì)與蛋白質(zhì)分子結(jié)合，添加劑和膚骨架之間的相互反應(yīng)對(duì)其穩(wěn)定性不利。第13頁，講稿共18頁，2023年5月2日，星期三3、固定化酶酶的固定化就是通過化學(xué)或物理的處理方法,使原來水溶性的酶與固態(tài)的水不溶性支持物相結(jié)合或被載體包埋。優(yōu)點(diǎn):(1)

對(duì)熱、pH等的穩(wěn)定性提高,對(duì)抑制劑的敏感性降低,有的酶具有了抗蛋白酶分解的特性;(2)酶就可以回收,且酶活力降低較少

(3)適合于連續(xù)化、自動(dòng)化生產(chǎn),催化過程容易控制,且產(chǎn)品中不會(huì)帶進(jìn)酶蛋白或細(xì)胞,改善了后處理過程,提高了酶的利用效率,降低了生產(chǎn)成本。第14頁，講稿共18頁，2023年5月2日，星期三4、其他直接用戊二醛交聯(lián)產(chǎn)該酶的大腸桿菌,也有用ABSE-交聯(lián)瓊脂糖與青霉素?；钢苯优悸?lián),還有的利用三醋酸纖維素包埋和戊二醛交聯(lián)相結(jié)合固定青霉素酰化酶高產(chǎn)菌,這些試驗(yàn)的結(jié)果都顯示各種固定化方法均可在很大程度上提高酶的穩(wěn)定性、增加酶的轉(zhuǎn)化率。某制藥公司用聚丙烯酰胺凝膠包埋含有高活力天冬氨酸酶的大腸桿菌,用于工業(yè)上利用延胡索酸轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)-天冬氨酸。上海生化所用固定化的3′-核糖核酸酶從RNA中生產(chǎn)3′-核苷酸,使酶的利用率提高了10倍;袁中一等將ABSE-纖維素固定的5′-磷酸二酯酶用來生產(chǎn)5′-核苷酸。固定化谷氨酸脫羧酶可以生產(chǎn)γ-氨基丁酸,制成了CO2電極,可用于測(cè)定谷氨酸的含量。

第15頁，講稿共18頁，2023年5月2日，星期三結(jié)語現(xiàn)在對(duì)于催化劑的立體選擇性、催化活性等有較多研究，但是在其穩(wěn)定性方面的研究甚少。酶作為一種生物催化劑具有優(yōu)良的催化性能,與化學(xué)催化劑相比，具有高度選擇性，反應(yīng)條件溫和以及催化效率高等優(yōu)點(diǎn)。然而在將酶促反應(yīng)應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)以前