野油菜黄单胞菌生物催化合成α-葡萄糖基化丁香酚

摘要

丁香酚(Eugenol)即4-烯丙基-2-甲氧基苯酚，具有抑菌、麻醉、解热、抗氧化、抗肿瘤、促进透皮吸收、促进头发生长等多种药理活性。然而其难溶于水、易升华、有刺激性气味等性质，限制了它的应用。因此，研究如何对其进行结构改造，从而改变物理性质，使它能够得到广泛应用，具有现实意义。目前糖基化已经成为活性物质结构改造和修饰的常用手段。将活性物质糖基化修饰为糖苷，可增强靶向作用、提高生物利用度、增强水溶性、降低毒副作用等。近年来葡萄糖基化被认为是改造酚类化合物结构，使其保留生物活性，同时提高其在水中的溶解性，增强药理作用的一种重要方法。
　　 本研究利用诱变得到的野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)BT-112进行发酵，生物催化合成α-葡萄糖基化丁香酚(α-EG)。考察了菌体培养时间、碳源的种类、葡萄糖基供体的种类、反应温度、摇床转速、pH值、丁香酚浓度、麦芽糖浓度和反应时间等因素对反应的影响。结果表明，以麦芽糖为葡萄糖基供体，用本方法合成的产物为单一的α-EG。在温度30℃，摇床转速150 r/min，pH值为8.0，丁香酚浓度70 mmol/L，麦芽糖浓度为1.0 mol/L，反应72 h的条件下，丁香酚的转化率最高，为63.4％。经过分离纯化后，得到白色粉末，纯度达97.1％，收率为73.5％。该法不但解决了α-EG用化学法合成，过程繁琐、污染环境、产量低、成本高等缺点，而且催化反应不仅可得到专一性强的α-EG，并且具有过程简单、产品纯度高、反应条件温和等优点。

目录

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第一章绪论

1.1丁香酚的性质和功能

1.1.1丁香酚的抗氧化作用

1.1.2丁香酚的抑菌作用

1.1.3丁香酚的抗肿瘤作用

1.1.4丁香酚的麻醉作用

1.1.5丁香酚的降温作用

1.1.6丁香酚的促进透皮吸收作用

1.1.7丁香酚的促进头发生长作用

1.2糖基化修饰

1.2.1糖基化对生物分子活性的影响及在药物研究中的应用

1.2.2糖基化在前药中的应用

1.2.3用于糖基化修饰的酶

1.2.4利用糖基化对酚类物质的改造

1.3黄单胞菌的概况

1.4选题的目的和意义

第二章微生物法催化合成α-葡萄糖基化丁香酚

2.1实验材料

2.1.1试剂

2.1.2仪器与设备

2.1.3菌种

2.1.4培养基

2.2实验方法

2.2.1野油菜黄单胞菌的培养

2.2.2菌种的保藏

2.2.3 α-EG的生物合成

2.2.4 α-EG的检测

2.2.5碳源的选择

2.2.6不同糖反应底物的选择

2.2.7菌体生长曲线的测定

2.2.8数据处理和分析

2.3结果与讨论

2.3.1对蔗糖的利用的探索

2.3.2碳源的选择

2.3.3不同糖作为反应底物的选择

2.3.4菌体培养时间的选择

2.3.5 α-EG的检测

2.4本章小结

第三章 α-葡萄糖基化丁香酚生物合成条件的优化

3.1实验材料

3.1.1试剂

3.1.2仪器与设备

3.1.3菌种

3.1.4培养基

3.2实验方法

3.2.1野油菜黄单胞菌的培养

3.2.2 α-EG的生物合成

3.2.3 α-EG的检测

3.2.4反应条件的优化

3.2.5数据处理和分析

3.3结果与讨论

3.3.1温度对反应转化率的影响

3.3.2摇床转速对反应转化率的影响

3.3.3发酵液初始pH值对反应转化率的影响

3.3.4丁香酚浓度对反应转化率的影响

3.3.5麦芽糖浓度对反应转化率的影响

3.3.6反应时间对转化率的影响

3.4本章小结

第四章产物的分离纯化

4.1实验材料

4.1.1试剂

4.1.2仪器与设备

4.2实验方法

4.2.1产物分离纯化流程

4.2.2大孔吸附树脂的预处理

4.2.3样品溶液的制备

4.2.4溶液中α-EG浓度的测定

4.2.5树脂的静态吸附

4.2.6树脂的动态吸附及解吸

4.2.7树脂的再生

4.2.8 α-EG的提纯

4.3结果与讨论

4.3.1树脂的静态吸附动力学特征曲线

4.3.2树脂的动态吸附与洗脱

4.3.3 α-EG的提纯

4.4本章小结

第五章反应产物的鉴定

5.1实验材料

5.1.1试剂

5.1.2仪器与设备

5.2实验方法

5.2.1高效液相色谱鉴定

5.2.2核磁共振鉴定

5.3结果与讨论

5.3.1色谱鉴定结果与分析

5.3.2核磁鉴定结果与分析

5.4本章小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2创新点

6.3展望

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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