酶法拆分以及酶稳定性的研究进展.pptx

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1、会计学1酶法拆分以及酶稳定性的研究进展酶法拆分以及酶稳定性的研究进展n n氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸：D-D-苯基甘氨酸是利用氨肽酶苯基甘氨酸是利用氨肽酶成功地进行了拆分。成功地进行了拆分。n n非甾体抗炎药非甾体抗炎药非甾体抗炎药非甾体抗炎药：MorenoMoreno等利用固定化等利用固定化脂肪酶脂肪酶(CCL)(CCL)催化萘普生乙酯的不对称催化萘普生乙酯的不对称水解水解,制备了光学纯度为制备了光学纯度为95%95%的的(S)-(S)-萘萘普生。普生。酶法拆分的研究进展酶法拆分的研究进展第1页/共16页n n5-5-5-5-羟色胺拮抗物和摄取抑制剂羟色胺拮抗物和摄取抑制剂羟色胺拮抗物和摄取抑

2、制剂羟色胺拮抗物和摄取抑制剂：一种新的一种新的5-HT5-HT拮抗物拮抗物MDL100907MargolinMDL100907Margolin等利用脂肪酶等利用脂肪酶(CCL)(CCL)催化酯的水解制备了催化酯的水解制备了(R)-(R)-MDL100907,MDL100907,产品光学纯度达产品光学纯度达99%99%。酶法拆分的研究进展酶法拆分的研究进展第2页/共16页n n-阻断剂阻断剂阻断剂阻断剂：BevinakattiBevinakatti等在有机溶剂中利用脂肪等在有机溶剂中利用脂肪酶酶PSPS催化酯的不对称水解催化酯的不对称水解,对现有外消对现有外消旋普萘洛尔生产工艺的中间体旋普萘洛尔

3、生产工艺的中间体1-1-氯氯-3-3-萘氧萘氧-2-2-丙醇进行了拆分丙醇进行了拆分,制备了制备了(S)-(S)-普萘洛尔的合成子普萘洛尔的合成子(S)-1-(S)-1-氯氯-3-3-萘氧萘氧-2-2-丙醇。丙醇。酶法拆分的研究进展酶法拆分的研究进展第3页/共16页酶稳定性的研究进展酶稳定性的研究进展酶稳定性的研究进展酶稳定性的研究进展高度选择性反应条件温催化效率高优点优点半衰期短易失活不能重复利用缺点缺点提高稳定性第4页/共16页酶稳定性的研究进展酶稳定性的研究进展酶稳定性的研究进展酶稳定性的研究进展化学修化学修饰法饰法添加稳添加稳定剂定剂固定化固定化酶酶其他其他第5页/共16页1 1 1

4、1、化学修饰法化学修饰法化学修饰法化学修饰法（1 1）交联酶结晶法：）交联酶结晶法：）交联酶结晶法：）交联酶结晶法：n n多多肽肽链链内部或内部或分子间交联，阻止分子的展开分子间交联，阻止分子的展开从而从而稳定蛋白质。稳定蛋白质。n n主要有主要有：脂肪酶、青霉素酞基转移酶、枯草脂肪酶、青霉素酞基转移酶、枯草菌蛋白酶、嗜热菌蛋白酶。菌蛋白酶、嗜热菌蛋白酶。第6页/共16页1 1 1 1、化学修饰法化学修饰法化学修饰法化学修饰法（2 2）多聚体的共价结合：）多聚体的共价结合：）多聚体的共价结合：）多聚体的共价结合：n n把蛋白质分子结合到可溶性多聚本的多个结把蛋白质分子结合到可溶性多聚本的多个结

5、合位点上合位点上，属一种交联方式。，属一种交联方式。n nBieniarzBieniarz等等人人已经把这种方法用于三种特定已经把这种方法用于三种特定的蛋白质的蛋白质：碱性磷酸酶、葡萄糖氧化酶和藻碱性磷酸酶、葡萄糖氧化酶和藻红蛋白。并进行稳定性测试，结果良好。红蛋白。并进行稳定性测试，结果良好。第7页/共16页1 1、化学修饰法化学修饰法化学修饰法化学修饰法(3 3)表面修饰：表面修饰：表面修饰：表面修饰：n nKhajehKhajeh等用甲基顺丁烯二等用甲基顺丁烯二酸酐酸酐修饰两种细菌修饰两种细菌的的-淀粉酶的侧链赖氨酸。这两种细菌分淀粉酶的侧链赖氨酸。这两种细菌分别是嗜温别是嗜温B B淀粉

6、稀释细菌和地衣芽抱杆菌。淀粉稀释细菌和地衣芽抱杆菌。结果显示有较好构象的稳定性。结果显示有较好构象的稳定性。第8页/共16页2 2、添加稳定剂添加稳定剂添加稳定剂添加稳定剂 (1)(1)盐盐n n盐类主要存在离子键作用，当酶的活性中心含有离子作为配位体时，降低分子内静电排斥作用，增加酶的稳定性。n n盐可作为水分子的替代物占据水的位置，排除自由水对酶造成的不稳定影响。n n专利EP 0758018 A1描述在用盐来稳定固态植酸酶时，发现二价阳离子效果最好而且无机盐与酶的质量比控制在5%90%效果较好。第9页/共16页2 2、添加稳定剂添加稳定剂添加稳定剂添加稳定剂 (2)(2)多羟基化合物多羟

7、基化合物n n多羟基醇和糖类等多羟基化合物能形成氢键，通过氢键与酶蛋白表面分子相连接，使酶蛋白分子稳定化；n n有助于形成可增加表面张力和溶液黏度的溶剂层，降低蛋白水解而起到稳定酶的作用。n n还能够通过填补酶空间结构的空隙，降低由于加热引起酶空间结构改变而导致的酶活损失。n n专利WO 93/16175描述用尿素、甘油或山梨醇等来稳定液态植酸酶。第10页/共16页2 2、添加稳定剂添加稳定剂添加稳定剂添加稳定剂 (3)(3)其他稳定剂其他稳定剂n nChang Chih Chen等（2001）研究发现，在植酸酶溶液中加入可溶性淀粉和高粱糖浆废弃液可提高植酸酶的热稳定性。n n一些小分子量的添

8、加剂通过诱导蛋白质优先水合作用而增加其稳定性，即添加剂防止其它物质与蛋白质分子结合，添加剂和肤骨架之间的相互反应对其稳定性不利。第11页/共16页3、固定化酶固定化酶n n酶的固定化就是通过化学或物理的处理方法,使原来水溶性的酶与固态的水不溶性支持物相结合或被载体包埋。n n优点:(1)对热、pH等的稳定性提高,对抑制剂的敏感性降低,有的酶具有了抗蛋白酶分解的特性;(2)酶就可以回收,且酶活力降低较少 (3)适合于连续化、自动化生产,催化过程容易控制,且产品中不会带进酶蛋白或细胞,改善了后处理过程,提高了酶的利用效率,降低了生产成本。第12页/共16页4、其他、其他n n直接用戊二醛交联产该酶

9、的大肠杆菌,也有用ABSE-交联琼脂糖与青霉素酰化酶直接偶联,还有的利用三醋酸纤维素包埋和戊二醛交联相结合固定青霉素酰化酶高产菌,这些试验的结果都显示各种固定化方法均可在很大程度上提高酶的稳定性、增加酶的转化率。n n某制药公司用聚丙烯酰胺凝胶包埋含有高活力天冬氨酸酶的大肠杆菌,用于工业上利用延胡索酸转化为L-天冬氨酸。n n上海生化所用固定化的3-核糖核酸酶从RNA中生产3-核苷酸,使酶的利用率提高了10倍;袁中一等将ABSE-纤维素固定的5-磷酸二酯酶用来生产5-核苷酸。固定化谷氨酸脱羧酶可以生产-氨基丁酸,制成了CO2电极,可用于测定谷氨酸的含量。n n第13页/共16页结语结语n n现

10、在对于催化剂的立体选择性、催化活性等现在对于催化剂的立体选择性、催化活性等有较多研究，但是在其稳定性方面的研究甚有较多研究，但是在其稳定性方面的研究甚少。酶作为一种生物催化剂具有优良的催化少。酶作为一种生物催化剂具有优良的催化性能性能,与化学催化剂相比，具有高度选择性，与化学催化剂相比，具有高度选择性，反应条件温和以及催化效率高等优点。然而反应条件温和以及催化效率高等优点。然而在将酶促反应应用于工业化生产以前，通常在将酶促反应应用于工业化生产以前，通常还要对其稳定性做进一步的改进，使其能够还要对其稳定性做进一步的改进，使其能够重复利用，达到更大的经济效益。重复利用，达到更大的经济效益。第14页/共16页第15页/共16页