产脂肪酶微生物的筛选及其在手性酯拆分中的应用

摘要

手性药物一直是国内外研究的热点。药物的立体化学决定了其生物活性，立体选择性已成为催化领域的一个关健因素。酶催化因具有反应条件温和、选择性高、副反应少和环境污染小等优点，在有机合成中有极其重要的应用价值。微生物脂肪酶是一种重要的工业酶类，被广泛应用于手性化合物的拆分等方面，应用前景十分广阔。
　　 丁基苯酞(商品名：NBP)是国家一类新药，可有效治疗脑血管疾病，其中起主要作用的是S-(-)-NBP，可参与多个病理环节的治疗，对S-(-)-NBP的成功研制和开发将给社会带来很大的经济效益。
　　 本课题在下列方面进行了研究：
　　 1)采用平板透明圈法对实验室保藏的三种微生物产脂肪酶能力进行初步筛选；
　　 2)以醋酸和苯甲酸为羧酸，仲丁醇，α-苯乙醇和丙酮缩甘油为手性醇，合成了具有不同代表性的手性酯：仲丁醇醋酸酯、仲丁醇苯甲酸酯、α-苯乙醇醋酸酯、丙酮缩甘油醋酸酯、丙酮缩甘油苯甲酸酯；
　　 3)以初选微生物产的脂肪酶为生物催化剂，通过对上述手性酯的水解拆分实验，确定华根霉为最合适的产脂肪酶微生物，并对不同的手性酯表现出较高的选择性；
　　 4)对华根霉液态发酵产脂肪酶的过程参数进行了优化，在最佳培养基组成及培养条件下，发酵酶活可达15U/mL；
　　 5)采用华根霉菌所产的脂肪酶作为催化剂，以外消旋的仲丁醇醋酸酯、仲丁醇苯甲酸酯、苯乙醇醋酸酯的酶法拆分为模型反应，对该脂肪酶的立体选择性及拆分能力进行研究。研究结果表明华根霉菌所产的脂肪酶对仲丁醇醋酸酯、仲丁醇苯甲酸酯、苯乙醇醋酸酯的水解反应表现出很强的立体选择，优先选择(R)-异构体进行酯键水解，得到(R)-醇的光学纯度均达到90[％]以上。
　　 6)采用华根霉菌对外消旋丁基苯酞酶法拆分进行初步研究，筛选出一种可以对丁基苯酞进行水解拆分的菌种—华根霉菌。