海因酶法制备D-苯丙氨酸的酶催化过程动力学

摘要

采用自行筛选的兼有海因酶和N-氨甲酰氨基酸水解酶活性的Burkholderia cepecia 1003菌种,利用海因酶法大规模制备D-苯丙氨酸,对其中涉及的各过程的动力学参数进行了测定.结果表明:L-苄基海因的消旋速率常数为3.975×10-3min-1;海因酶的米氏常数为16.7894 mmol·L-1,最大反应速率为0.6127 mmol·L-1·min-1;N-氨甲酰氨基酸水解酶的米氏常数为0.82688 mmol·L-1,最大反应速率为4.828×10-4 mmol·L-1·min-1.对DL-5-苄基海因的溶解、L-苄基海因的消旋、D-海因的水解开环及其中间产物(N-氨甲酰苯丙氨酸)的水解脱酰氨过程建立了动力学模型,并在此基础上进行了动力学参数显著性分析和优化.结果表明:对于这一级联酶转化反应,D-海因酶的水解反应是快速反应,而N-氨甲酰氨基酸脱氨甲酰的反应速率极小,是该过程的控制步骤.提高氨甲酰水解酶的活力将有助于提高总体的转化速率,而L-海因的消旋速率则是影响外消旋苄基海因转化率的主要因素.