微生物环氧化物水解酶的研究进展
生物催化手性合成
用于手性合成药物的生物催化剂的发现与利用—中国科学家的研究和发展的综述郁惠蕾许建和等摘要：活性药物成分中手性问题的重要性是毋庸置疑的，药理学家，化学家，化学工程师，和行政管理人员都有这样的认识。
事实上，世界范围的单一对映体药物已超过1500亿美元。
在这些单一对映体中生物催化合成的贡献仍在不断增加（已上升到15-20%）这篇文章将集中讲述制药工业中的生物催化合成手性化合物。
不同的酶，例如氧化还原酶，环氧化物水解酶，腈水解酶，和羟基腈裂解酶，它们是从不同来源的物种包括微生物和植物中分离出来的一种酶。
利用这些酶进行的单一对映体和不对称合成会在这里简洁的讨论。
关键词：生物催化，生物催化剂的筛选，中国，手性合成，筛选方法目录：引言生物催化剂来源：来自菌株保藏机构或公司的商业酶目标生物催化剂自然界的筛选植物材料中生物催化剂的筛选宏基因组中生物催化剂的筛选快速筛选的方法：传统和新型筛选检测型筛选立体选择性筛选手性合成中生物催化举例氧化还原酶脱氢酶氧化酶水解酶脂肪酶酯酶环氧化物水解酶腈水解酶裂解酶羟裂合酶醛缩酶其他裂解酶异构酶展望参考文献1.0引言自从认识到手性药物对人体的作用，新手性药物试剂的市场需求正在不断的增长。
在2000年的时候，35%的药物中间体是手性的，这个数字有望在2010年的时候达到70%。
含有手性中心的化合物通常以单一异构体的形式合成。
目前美国食品和药监局法规要求有非治疗型的异构体必须是非致畸的证据。
更重要的是日益增长的规模和这些分子复杂性频繁导致了多个手性中心。
然而对用于商业目标的催化剂98%的单一对映体ee值是最低可以接受的水平。
化学家们已经研究了几百年的有机化学，但是微生物做这项工作了至少几百万年。
来自于微生物和其他来源的酶在化疗、区域选择性、和对映体的选择性方面在温和的pH、温度以及压力下有多种不同的反应范围。
奥地利生物催化应用研究中心的教授Kurt Faber曾说过当涉及到需要98%甚至更高的选择性时，你最好选择生物催化过程，因为要超过95%其他方法是非常困难的。
微生物对有机物的降解作用
微生物对有机物的降解作用摘要：本文介绍了有机物的性质、污染状况及处理方法；以多环芳烃和农药为例阐述了微生物降解有机物的机理及影响因素；综述了国内外研究较多的几种生物难降解污染物微生物处理技术的进展，并对今后的几个研究发展方向进行了展望。
关键词：微生物有机物降解作用1 引言有机污染物是指以碳水化合物、蛋白质、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有机物质及某些其他可生物降解的人工合成有机物质为组成的污染物，主要包括酚类化合物、芳香族化合物、氯代脂肪族化合物和腈类化合物等。
目前，由于大量工业废水和生活污水未达标排放，以及广大农村地区大量使用化肥和农药等农用化学物质，使我国水体和土壤受到不同程度的污染，严重的破坏了地球的生态平衡。
七大水系的411个地表水监测断面中，水质为I〜川类、W〜V类和劣V类的断面比例分别为41％、32％和27％。
其中，珠江、长江水质较好，辽河、淮河、黄河、松花江水质较差，海河污染严重。
而农业土壤中15种多环芳烃（PAHs）总量的平均值为4.3mg/kg，且主要以4环以上具有致癌作用的污染物为主，占总含量的约85 %，仅有6%的采样点尚处于安全级。
而工业区附近的土壤污染远远高于农业土壤：多氯联苯、多环芳烃、塑料增塑剂等，这些高致癌的物质可以很容易在重工业区周围的土壤中被检测到，而且超过国家标准多倍。
处理有机物的一般方法可分为三大类[1]：物理方法：主要有吸收法、洗脱法、萃取法、蒸馏法和汽提法等；化学方法：如光催化氧化法、超临界水氧化法、湿式氧化法、以及声化学氧化法等，这一方法应用较多；生物方法：包括植物修复，动物修复和微生物降解三类技术。
与其他处理方法相比，微生物降解有机物具有无可比拟优势：(1)微生物可将有机物彻底分解成C02和出0,永久的消除污染物，无二次污染；( 2)降解过程迅速,费用低,为传统物理、化学方法费用的30% 〜50%;(3)降解过程低碳节能,符合现在节能减排的环保理念。
酶的应用及酶工程的研究进程
酶的应用及酶工程的研究进程第一部分：酶的应用酶是生物催化剂，可以加速化学反应的速率，并在温和条件下进行。
由于其高效、选择性和环境友好性等特点，酶在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的酶应用：一、食品工业：酶在食品加工中起到重要作用。
例如，淀粉酶可将淀粉分解为糖类，增加产品甜度；蛋白酶可用于肉类嫩化或乳制品凝固等。
是的，酶在食品工业中发挥着重要作用。
以下是一些常见的酶在食品加工中的应用：1.淀粉酶：淀粉酶可以将复杂的淀粉分子降解为较简单的糖类，如葡萄糖和麦芽糖。
这种转化过程被广泛应用于面包、啤酒、乳制品和果汁等产品中，以增加甜度、改善口感或促进发酵。
2.蛋白酶：蛋白质水解酶可以将肉类中较大分子量的蛋白质分解成更小的片段。
这种嫩化处理可使肉质变得更加柔软，并提高其口感和咀嚼性。
3.凝固剂：某些特定类型的微生物产生了能够凝结牛奶或豆浆等液体的特殊凝固剂（例如拉丁语"rennet"）。
这些凝固剂主要含有胰凝乳素（chymosin），它可以水解牛奶中存在的一种叫做κ- 链球菌素(k-casein) 的蛋白质，在此过程中形成凝固物。
4.果汁澄清酶：果汁中的浑浊物质可以通过果汁澄清酶来降解和去除。
这种酶能够分解果胶、纤维素等多糖类，从而使果汁更加透明和清澈。
这些是食品工业中常见的一些酶应用，它们帮助改善产品的口感、稳定性和质量，并提高生产效率。
二、制药工业：许多药物合成过程需要使用特定的酶来催化关键步骤。
此外，生产抗体、激素和维生素等也需要借助酶。
在制药工业中，酶的应用非常广泛。
以下是一些常见的酶在制药工业中的应用：1.合成酶：许多药物的生产需要使用特定的酶来催化关键步骤。
例如，通过利用氨基转移酶和脱水氢化酶等，可以合成抗生素、激素和维生素等重要药物。
2.抗体生产：单克隆抗体是治疗和诊断许多疾病所需的重要工具。
在抗体生产过程中，将目标蛋白注射到动物或人体内后，通过特定细胞分泌出相应抗体。
微生物降解农药的研究进展
微生物降解农药的研究进展一、简述农药作为现代农业中不可或缺的一部分，对于提高农作物产量和防治病虫害起到了关键作用。
农药的过量使用不仅会导致环境污染，还可能对人体健康产生潜在威胁。
寻找一种高效、环保的农药降解方法显得尤为迫切。
微生物降解农药作为一种新兴的技术手段，逐渐受到研究者的关注。
微生物降解农药是指利用微生物的代谢活动将农药分解为无毒或低毒物质的过程。
这种降解方式具有高效、环保、低成本等优点，且不会对环境产生二次污染。
已有多种微生物被证实具有降解农药的能力，如细菌、真菌和放线菌等。
这些微生物通过分泌特定的酶类，将农药分子中的化学键断裂，从而实现农药的降解。
随着研究的深入，微生物降解农药的机理逐渐得到揭示。
研究者发现，微生物降解农药的过程涉及到多个生物化学反应，包括氧化、还原、水解等。
这些反应能够将农药分子转化为更易降解的小分子物质，进而被微生物完全利用。
微生物降解农药的效率还受到多种因素的影响，如温度、湿度、pH值以及农药的种类和浓度等。
关于微生物降解农药的研究已经取得了一定的进展。
研究者通过筛选具有高效降解能力的微生物菌株、优化降解条件以及研究降解过程中的关键酶类等方面，不断提高微生物降解农药的效率。
一些研究还关注于将微生物降解农药技术应用于实际生产中，为农业生产提供更为环保、安全的解决方案。
尽管微生物降解农药具有诸多优点，但其在实际应用中仍面临一些挑战和限制。
某些农药分子结构复杂，难以被微生物完全降解；不同地区的土壤和气候条件也可能影响微生物降解农药的效果。
未来研究需要进一步深入探索微生物降解农药的机理和影响因素，以期为该技术的广泛应用提供更为坚实的理论基础和实践指导。
微生物降解农药作为一种环保、高效的农药降解方法，具有广阔的应用前景。
随着研究的不断深入和技术的不断完善，相信微生物降解农药将在未来农业生产中发挥越来越重要的作用，为农业可持续发展贡献力量。
1. 农药在现代农业生产中的重要性农药在现代农业生产中扮演着举足轻重的角色。
微生物降解农药的研究进展
加强 农药 的降解研究 、 解决农 药对 环境 、 的污染 问题 ， 食物 是 人类 当前迫切需要 解决 的课题 。 生物修 复 （ｉｅ ｅｉｉ ） Ｂｏ ｍ ｄ ｔｎ是指 利用微 生物 或其他 生物将 ｒ ａｏ 存在 于土壤 、 水 和海洋 中的有毒 、 害 污染 物降 解 为二 地下 有 氧 化碳 和 水 或转 化 为无 害 物质 的 系统 ， 与物 理 化学 方 法 相
Ａｂｔａ ｔ Ｔ ｅ ｄ ｇａ ａｉｎ ｏ ｅ ｔ ｉｅ ｎ ｓｉ ｂ ｃｏｒａ ｉｍ Ｓａ ｆ ｃｉｅｍｅｈ ｄ．Ｔ ｅ ｔｐ ｓ ｏ ｃｏ ｒａ ｓ ｗｈｃ ｅ ｓｒ ｃ ｈ ｅｒｄ ｔ ｆｐ ｓｉ ｄ ｓｉ ｏｌ ｙ ｍｉｒｏｇ ｎｓ Ｗａ ｎ ｅ ｅ ｔ ｔｏ ｈ ｙ ｅ ｆｍｉｒｏｇｎｉ ｏ ｃ ｖ ｍ ｉｈ ｄ
摘要 利 用微 生物降解 土壤 中残 留的农 药是 一种 非常有效 的方法 。从 降解农 药的微 生物 种 类 、 解机理 、行 了综述 ， 并且 对今后微 生物降解农 药的应 用前景和研 究趋 势进 行 了展 望。
关键 词 农 药； 生物 ； 微 降解 中图分类号 Ｘ ９ 文献标 识码 ５２ Ａ 文章 编号 ０ １ — ６ １２ｏ ）４ ０ ６ — ２ ５ ７ ６ １（ｏ８２ —１ ３ ０ ６
菌降解农药的本质是酶促反应【 ９， ８ ］即化合物通过一定的方 －
式 进入 细菌 体 内 ， 后在 各 种酶 的作 用下 ， 过一 系列 的生 然 经
理生化反应 ， 最终将农药完全降解或分解成分子量较小的无
毒或毒 性较小 的化合物 的过 程 。常见 的降解 酶类 主要有 ： ① 水解 酶类 ， 括磷酸 酶 、 磷水解 酶 、 包 对硫 酯酶 、 酰胺 酶 、 硫基 裂 解酶等 ； 化还原酶 类 ， 括过氧 化物 酶和 多酚氧化 酶 （ ②氧 包 酪
《有机化学》有机合成方法研究进展
有机合成方法研究进展一、前言1.有机合成是有机化学中最富活力的领域有机合成是表现有机化学家非凡创造力的舞台。
有机合成是化学科学对人类文明作出重大贡献的领域。
资料：* 1900-2000年的100年中，化学合成和分离了2285万种化合物（包括天然产物、药物、染料、高分子化合物等）。
其中大部分都是有机合成的产物。
* 许多天然存在的有机化合物，包括复杂的天然产物，都可以用有机合成方法制得。
有机合成是有机化学中永不枯竭的研究资源：* 生命科学: 生物大分子，生物活性分子，生化分析试剂等* 医药学: 药物，药理、病理分析试剂等* 农业: 农药、农用化学品等* 石油: 石油化工产品等* 材料科学: 高分子化合物，功能材料等* 食品: 食品添加剂等* 日用化工: 染料，涂料，化装品等有机合成是推动有机化学发展的永恒动力：人类文明发展对新结构、新功能、新用途的有机化合物永恒的需求。
有机化学家在解决有机合成问题过程中，全面发展了有机化学：化学结构理论，反应理论，合成方法，分离纯化方法，结构鉴定方法等。
具有重要功能的复杂有机分子，如生物大分子、天然有机化合物、药物、染料、材料、特殊有机试剂、精细有机化学产品以及其它功能有机化合物的合成需要；结构与功能关系研究需要等是有机合成方法研究的基本动力。
例如：* 手性纯氨基酸的合成--------->不对称合成法* 多肽合成--------->固相合成法* 大规模药效筛选--------->组合化学法* 特殊结构化合物合成、零污染合成--------->生物有机合成法（酶法和基因工程法）2. 有机合成发展历史（1）1828年Wohler用典型的无机物合成了尿素。
开始了近代有机化学以及有机合成的历史。
（2）1917年，Robinson合成了托品酮。
开创了系统的有机结构理论、合成方法、反应机制和结构鉴定等的研究。
并第一次开设了有机合成课程。
（3）20世纪50年代NMR技术开始应用于有机化合物结构测定。
手性药物研究跨出重要一步_周雨
分类号:B J624科技日报/2001年/12月/10日/第009版/医药与健康2001年10月,一个关于手性药物的/九五0重大科研项目通过国家验收,它在多方面取得的重大成果标志着手性药物研究跨出重要一步周雨畸婴启示了一个产业上个世纪60年代,欧洲发生了一场医药惨剧。
当时欧洲曾广泛给妊娠妇女服用镇静剂反应停(t h a l i d o m i d e)作为镇痛药和止咳剂,很多孕妇在服用此种药物后,生出了无头或缺腿的先天畸形儿,有的胎儿没有胳膊,手生在肩膀上,模样非常恐怖。
后来科学家经研究发现,反应停是一种消旋体药物,它的S-对映体有镇静作用,但它的R-对映体对胚胎有很强的致畸作用。
这引起了科学家的高度重视,由此在国外引发了手性药物开发的课题。
中国医学科学院药物研究所的黄量院士告诉笔者,手性是自然界的本质属性之一,生物体内大分子(如蛋白质、多糖、核苷和酶等)几乎全是手性的。
这些大分子在体内往往具有重要的生理功能。
而目前所用的药物多为有机小分子,很大一部分也具有手性,它们主要通过与体内酶、核酸等大分子中固有的结合位点产生诱导契合,从而抑制(或激动)该大分子的生理活性,达到治疗的目的。
人对药物有很高的选择性,人的各种酶有识别和选择性,要选择与之相匹配的药物的立体结构。
比如人体里的氨基酸都是左旋的,只有与左旋的氨基酸才能合成蛋白质。
因此,消旋药物中的一个对映体往往能很好地与手性大分子契合而发挥预期的药理作用,另一个对映体则往往不能很好地契合而成为无效对映体,或与其它大分子契合而产生不同的药理作用和具有毒副作用。
但这部分无效或具有毒副作用的对映体有的可以开发成为新用途的手性药物,在早几年,科学家经研究发现,反应停具有致畸作用的R-对映体具有抗H I V作用,这便是很好的例子。
手性药物不仅具有的技术含量高、疗效好、副作用小的优点,而且与创制新药相比,开发手性药物研究相对要风险小、周期短、耗资少、成果大。
这使得开发手性药物不仅具有重大的科学价值,同时也蕴藏着巨大的经济效益,世界许多国家纷纷投入巨额资金用于手性药物的开发。
溶菌酶的研究进展
溶菌酶的研究进展溶菌酶概述溶菌酶，也称为裂解素，是一种在细菌、真菌、动物和植物中都存在的水解酶。
它们可以降解细胞墙材料，使细胞变为裸露状态。
溶菌酶广泛应用于医学、食品和制药等领域。
溶菌酶的来源溶菌酶存在于多种微生物和真菌中，如链球菌、金黄色葡萄球菌、葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、支原体和放线菌等。
通过培养和发酵技术，可以大规模制备纯净的溶菌酶。
此外，许多动植物也拥有溶菌酶，如人类唾液中的溶菌酶可以消化细菌、口腔扁桃体中的溶菌酶可以抵御病毒和细菌。
植物中的溶菌酶则是一种抗病毒和抗真菌的重要保护因子。
溶菌酶的作用溶菌酶的主要作用是降解细胞壁，使细胞膜完整性受到破坏，导致细胞死亡。
此外，溶菌酶也能辅助免疫反应，促进抗菌作用，调节免疫细胞的活动，增强自身的抵抗力。
在食品和制药领域，溶菌酶可以作为肉制品厌氧菌的灭菌方法，促进乳制品中的凝乳和定型，同时也可用于生产肝素和生物制剂等。
溶菌酶的研究进展溶菌酶研究的重点在于其抗菌作用和免疫调节作用。
近年来，溶菌酶的研究进展主要集中在以下两个方面。
溶菌酶与细菌感染溶菌酶可以降解细菌细胞壁，对于抗菌作用具有重要的意义。
近年来，科学家发现溶菌酶与多种细菌感染相关联，如肺炎球菌感染、链球菌感染等。
溶菌酶的研究有助于了解病原菌与免疫细胞之间的互动机制，为治疗细菌感染提供新的思路。
溶菌酶的免疫调节作用溶菌酶不仅有着明显的抗菌作用，还可以调节免疫细胞的活动，增强自身的抵抗力。
最新研究发现，溶菌酶还具有降低过敏反应和抗肿瘤等作用，将为临床治疗提供新的方向。
，溶菌酶具有广泛的应用价值和研究前景。
通过深入研究溶菌酶的结构、功能和作用机制，可为疾病的治疗和疫苗的研发提供新的思路，并推动溶菌酶在医药和食品等领域的应用。
酶工程的研究进展
酶工程的研究进展黎海彬,郭宝江(华南师范大学生命科学学院,广东广州510631)摘要:酶工程是现代生物技术的重要组成部分,它作为一项高新技术将为工业的发展起重要推动作用。
介绍了自然酶的开发、酶的化学和遗传修饰、酶的固定化、人工合成酶、酶基因的克隆和表达、酶的遗传设计等方面的理论和技术研究的最新进展。
关键词:酶工程;人工合成酶;酶基因的克隆和表达;固定化;遗传修饰中图分类号:Q814 文献标识码:A 文章编号:0253-4320(2006)S1-0040-04Advance in research on enzyme engineeringLI Hai 2bin ,G UO Bao 2jiang(C ollege of Life Science ,S outh China N ormal University ,G uangzhou 510631,China )Abstract :Enzyme engineering is an important part of m odern bio 2technology ,it will give an impetus to the industries as a new hi 2technology.The new advance in enzyme engineering research such as development of natural enzymes ,chemical and genetic m odification of enzymes ,imm obilization of enzymes ,synzymes ,cloning and expression of enzyme genes and genetic design of enzymes are introduced.K ey w ords :enzyme engineering ;synzymes ;cloning and expression of enzyme genes ;imm obilization ;genetic m odification 收稿日期:2006-03-30;修回日期:2006-06-03 作者简介:黎海彬(1964-),男,博士后,副教授,主要从事生物工程及生物物质分离纯化的研究,013005152637,haibinli2000@s 。
三种重要木质素降解酶研究进展
收稿日期:2003-02-09作者简介:王海磊(1978-),男,硕士;李宗义(1942-),男,教授,河南师范大学生命科学学院,研究方向:环境微生物学。
基金项目:河南省科技攻关项目(001200217)文章编号:1008-9632(2003)05-0009-03三种重要木质素降解酶研究进展王海磊,李宗义(河南师范大学生命科学学院,新乡 453002)摘 要:就三种重要木质素降解酶:LiP 、MnP 和漆酶在自然界的分布,化学组成、结构特征、降解机制、分子生物学等进行综述,并探讨了其作用协同性。
关键词:木质素过氧化物酶;锰过氧化物酶;漆酶;中图分类号:Q936文献标识码:A木质素是造纸工业排放黑液C OD 和色度形成的主要原因,其结构是由甲氧基取代的对-羟基肉桂酸聚合而成的异质多晶三维多聚体,分子间多为稳定的醚键、C-C 键,是目前公认的微生物难降解芳香化合物之一。
自1934年Boruff 和B uswell 首次发现能降解木质素的微生物种群,人们对木质素的生物降解进行了大量研究,1983年和1984年发现了木质素过氧化物酶(LiP)和锰过氧化物酶(MnP),由日本吉田首次在生漆中发现的漆酶(Laccase),也始终引起着人们的关注。
这三种酶被公认为是木质素重要的降解酶。
本文就三种木质素降解酶的最新研究进展进行综述,尝试为造纸废水的生物降解提供一些参考。
1 木质素过氧化物酶(LiP)1 1 分布及种类LiP 是第一个从黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysospo rium )发现的木质素降解酶,在木质素降解中起关键性作用。
LiP 的产生菌在自然界分布相当广泛,许多腐朽木材的白腐菌、褐腐菌都可以产生LiP,主要产生菌见表1。
表1 Li P 的主要产生菌属名菌种名Trametes T.gibbosa ,T.versicolorPhlebia P.bre vispora ,P.radiata ,P.oc hrace o fulva,P.t reme llosa ,P.adustaCoriolus C.consors , C.hi rsutusOthersBj e rkande ra adusta ,Chrysonilia sito phila,Chrysospo rium pruinosum,Coriolopsis occ identalis,Phe llinus pini,Pol yporus ostrei formis,Phanerochaete chrysos porium ,Strepto myce s viridosporu ,Pleurotus ostreatus ,Junghuhunia se parabalima ,Fomes lignosus1 2 结构及特点LiP 代表一系列含Fe 3+、卟啉环(IX)和血红素附基的同工酶,由不同微生物产生的酶的种类和理化性质各不相同。
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构域 ( 核心结构域和 帽子 结构 域 ), 由 螺旋 和 折叠 组成。 活性位点为亲核残基 A sp、H is和羧酸残 基 ( A sp或 G lu), 帽子
收稿日期: 2009 - 09- 10; 修回日期: 2009- 10- 22 基金项目: 浙江省自然科学基金重点项目 ( N o. Z4080032) 资助 作者简介: 壮晓健 ( 1985- ), 男, 杭州人, 在读硕 士生, 研 究方向: 生物 催化与生物转化。* 通讯作者: 郑裕国 ( 1961 - ) , 男, 教授, 博导, 发表 论文 400 余篇, 获专利 15项, Em ai:l zhengyg@ zju t. edu. cn。
Rhodococcus ery thropo lis DCL 14的柠 檬烯 环氧化 物水 解酶 ( LEH )具有不 同的结 构和 催化 反应机 制。该酶 分子 量较 小, 为 螺 旋 和 折 叠 弯 曲 形 成 的 口 袋 状 结 构, 活 性 位 点 为 A rg99、A sp101和 A sp132。其催化反应 机制为: A sp101 为环氧 化物的氧提供质子; A sp132吸引水分子中的质子, 辅助环氧碳 的亲 核 攻 击; A rg99 定 位 两 个 天 冬 氨 酸 的 羧 基, 稳 定 电 荷; T yr53、A sn55、A sp132与水 分子 形成 氢键, 定 位于 有 利于 水分 子亲核攻击底物的氧环, 水解过程中没有酯中间体的形成 [ 3] 。 1. 2 EH 活力的快速检测方法
N a IO4 氧化法是利用 N aIO4 的强氧化性, 将酶水解生 成的 邻二醇氧化成醛或酮, 通 过一 定方法 检测 醛、酮的量 或 N aIO4 的消耗量, 从而检测 EH 的活力。该类方法是通过酶解和 化学 氧化相结合的机制而 建立, 而且检测 的是产物, 降 低了假 阳性 现象, 具有检测方便快速、应用 潜力大的优点。
玉米须维生素 E提取效 率的 因素 依次为: 甲 酯化 温度 > 甲酯 化时间 > 料 液比 > 回流 提取 时间, 甲酯 化温 度对 玉米须 VE 的提取效率影响最大。
目前, 此实 验仍处于摸索 阶段, 着 重于 VE 的提 纯。由于 VE的易被氧化 性、不耐高温性等, 今后还应考虑 VE 活性保护 问题。 参考文献: [ 1] 匡轩, 匡芮, 朱海涛, 等. 玉米 须的化学 成分及药 理保健 功能 [ J ]. 中国食物与营养, 2007, ( 4) : 46 - 48. [ 2] 中药大辞典 [ M ] . 上海: 上海科技出版社, 1977: 555.
pox ide hydro lase w ere described in deta i.l K ey word s: epox ide hydrolase; enzym e assay; gene eng ineer ing
手性环 氧 化物 是有 机 合成 中的 重 要中 间 体, 在 医 药、农 结构域中至少存在一个 T yr在 催化过程 中提供 质子 [2] 。其催
药、香料等方面有着重要的应用价 值。如手性 苯基 - 2, 3 - 环 化反应机制为: 第一步, 天冬氨酸残 基亲核攻 击环氧化 物上的
氧酸乙酯可用于合成紫杉醇; ( S) - 芳基缩水 甘油醚可用 于合 成阿替洛尔。
环碳原子, 形成 共价酯 中间体; 第 二步, 另 一天 冬氨 酸残 基辅 助组氨酸活化水分子, 使酯中间体水解, 释ART ICLES
微生物环氧化物水解酶的研究进展
壮晓健, 金火喜, 胡忠策, 郑裕国*
(浙江工业大学生物 工程研究所, 浙江 杭州 310014) 摘要: 环氧化物水解酶 ( EH ) 是一类能催化外消旋环氧化物水解生成有光学活性的环氧化物和二醇的酶 , 应用 前景广阔。自 然界筛选到的微生物 往往存在产酶活力低、对映体选择性不高 等问题。近年 来, 基因 工程技术 的发展及 其在微 生物环氧 化物水 解酶中的应用, 改善了酶的催化特性, 为酶的工业化应用提供了条件。该 文简单介绍 了微生物 环氧化物 水解酶 的催化反 应机制 和快速检测方法, 详细介绍了环氧化物水解酶基因工程方面的研究进展。 关键词: 环氧化物水解酶; 检测方法; 基因工程 中图分类号: Q 815 文献标识码: A 文章编号: 1004- 311X ( 2010) 01- 0091- 04
4- (对硝基苄基 ) 吡啶 ( N BP ) 能与 烷基化 物质 如活性 卤 代化合物、环氧化合物等反应, 生成的中间 体经碱 化可产 生紫 色、蓝色或棕色芳甲烷类染料。 Frank Zocher等 [ 5]以 N BP 为显 色剂, 建立了 96孔板法和滤纸 法, 对 120株 链霉菌 ( Strep tom y ces)的 EH 活力进行初筛, 快速 得到了 3株高活 力的菌 株。国 内, 李从发等 [ 6] 以苯基环氧乙烷为模型化合物, 选择 580nm 为 测量波长, 650nm 为参比波长, 建立 了定量 检测含 有细菌 细胞 等混浊体系中环氧化 物的双波长微板 法。该类方 法可用 于酶 或细胞的酶活检 测, 但不 适用于 以卤 代环氧 化物 为底 物的 酶 活检测。 1. 2. 3 N a IO4 氧化法
目前, 已报 道的快速 酶活检 测方 法一 般是 基于 显色 试剂 与底物或产物反应, 通 过颜 色变化 定性 检测酶 活或 比色 法定 量检测酶活。这些快速方法的建立 将有助于 微生物酶 源的快 速筛选和基因改造的研究。
1. 2. 1 直接分光光度法 T e j Bha tnagar等 [ 4]以 A. niger 水 解对 硝基 苯基 环氧 乙烷
近年来, 微生物 EH 拆分外消旋的环氧化物 已成为研究的 热点, 相关的文 献 报道 较 多, 且部 分酶 已 经 被分 离 纯化 和 测 序, 并被克隆到不同 的宿主 中表 达, 改善 了酶 的催 化特 性, 为 EH 的大规模制备 和应用提供了条件。
1 微生物 EH 的简介
1. 1 微生物 EH 的催化反应机制 大多数 EH 属于 / 折叠 型的 酶, 含有 两个 功能 性的 结
环氧化物水解 酶 ( EH ) 能选 择性水 解外 消旋 环氧 化物 生 成具有光活性的环 氧化物 和二醇。微 生物来 源的 EH 不对 称 拆分外消旋的环氧化 物, 不仅底物谱 广泛, 而且具 有酶的 来源 广泛, 对映体选择性 高, 不需要 金属 离子 和辅 酶, 菌体 可以 通 过发酵大量得到, 在 非水 介质中 也能 保持较 高催 化活 性等 特 点 [ 1] 。
eng inee ring and its applica tion to m icrob ial epox ide hydro lase, cata lytic properties we re improved. R eaction m echanism o fm icrobia l epox ide hydrolase and h igh- throughput assay m ethods w ere br iefly rev iew ed in th is paper, the research o f gene eng ineer ing in m icrobial ex
Fabrizio Badalassi等 [ 7] 以 潜荧光的 环氧化物为 底物, 经酶 水解拆分、N aIO 4 氧化、 - 消 除反应 后, 释 放荧光 物质 7 - 羟 基香豆素, 筛选 EH 活力 ( 图 2)。该方法以特 定的环氧化 物为 底物, 因此, 检测到有 活力的 EH 并不 一定对 特定的 底物有 拆 分活力。
2010年 20( 1)
生物技术
91
表 3 平行试验
T able 3 The balance experim en t
批次
1
2
3
平均得率 (% )
得率 (% )
0. 056
0. 055
0. 057
0. 056
3 讨论
植物 中的维 生素 E 含量一 般较少, 索 氏回流提 取法可 达 到高效目的, 甲酯化法是 近几 年来 较常用 的纯 化维生 素 E 的 方法, 通过甲酯化降低杂质中甘油酯 和脂肪酸 的沸点, 从 而保 证维生素 E在低温 下不易 被破 坏, 再通 过减压 蒸馏 除去杂 质 而达到纯化效 果。通过 单因 素试 验发 现: 提取 时间、温 度、料 液比、甲酯化等因素均能影响维生素 E 的提取效果, 故本 实验 从回流提取、料液比、甲酯化温 度和甲酯化 时间等 4种因 素的 不同水平上, 通过正交实验研究发现: 玉米须维 生素 E最 佳的 提取工艺条件 是: 回流 时间 2h, 料 液比 1: 10, 甲酯 化 温度 为 70 , 甲酯化时间为 1h。得率为 0. 056% 。根据极差得出影响
[ 3] N ozzo lillo C, R eid L. A n thocyan in p igm entat ion of ma ize silk [ J] . B ull
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