酶催化

摘要： 近年来,酶催化合成聚酯由于具有反应条件温和、选择性高、无需保护-脱保护、环境友好、产物易降解等优点而越来越受到人们的关注。本文综述了脂肪酶催化缩聚合成脂肪族聚酯的研究进展,介绍了脂肪酶以及饱和脂肪族聚酯、不饱和脂肪族聚酯的酶催化合成,总结了酶催化聚合存在的问题并提出了相应的改进策略,可以为相关研究提供参考。

摘要： 微生物具有良好的环境适应性,对环境中的天然物质具有强大的酶转化能力,因而可利用微生物转化中药中的药效成分,达到促进其机体吸收、减毒增效的目的。生物碱类化合物是一类重要的中药来源的药效成分,在抗肿瘤、抗炎方面有着广泛的应用。通过整理文献对微生物转化生物碱类化合物的研究进行了综述,介绍了几种重要的生物碱类中药成分的微生物转化研究进展及其液相检测方法,可为生物碱类中药的生物转化研究提供研究思路和借鉴,为实现我国的生物碱类中药现代化做出贡献。

摘要： 1,5-戊二胺(戊二胺)具有良好的生物活性,广泛应用在农业、医药以及工业等领域。赖氨酸脱羧酶可以催化L-赖氨酸生产戊二胺,为了提高赖氨酸脱羧酶催化合成戊二胺的效率,首先在大肠杆菌中克隆表达了粘质沙雷氏菌来源的赖氨酸脱羧酶(SmcadA)。生化特征表明,SmcadA最适催化pH为6.0,最适催化温度约为40°C。随后对SmcadA的第348位氨基酸进行了突变研究,筛选获得了催化效率显著提高的突变体Gly348Ala,主要原因是该突变导致蛋白中氨基酸残基和底物之间相互作用的氢键数增加,从而影响其催化效率。最后,对重组菌株细胞进行了戊二胺合成研究,催化反应25 h,含有突变体Gly348Ala的重组菌细胞可以催化合成218.2 g/L戊二胺,野生型SmcadA重组菌仅能催化合成159.2 g/L戊二胺。该研究结果为工业化酶催化合成戊二胺提供了借鉴。

摘要： 酶是一种天然的催化剂,与化学催化剂相比,酶往往具有独特而卓越的催化性能。对酶的挖掘、改造和应用一直是生物工程重要研究方向。随着酶的挖掘和改造技术不断发展进步,酶催化技术在工业上的应用范围也越来越广。在维生素工业生产中,维生素C和维生素B_(12)早已实现发酵法生产,而维生素B_(2)在21世纪初也由化学合成转向发酵法生产。除上述维生素外,其他维生素均主要采用化学路线合成。而在维生素的化学合成路径中,酶催化替代化学催化的案例越来越多,比如维生素B_(3)、维生素B_(5)和维生素D_(3)的合成,以及维生素酯类和糖苷类衍生物的合成。所涉及的酶种类包括酯水解酶、天冬氨酸酶、P450酶和脂肪酶等。本文对酶的筛选和改造方法做了总结,综述了酶催化技术在维生素及其衍生物合成中的应用。随着对酶催化机制的深入理解,化学工程、计算机辅助设计等多学科交叉融合,酶催化技术将在维生素及其他天然产物的合成方面发挥其独特优势。

摘要： “碳达峰、碳中和”是我国统筹国内外局势做出的重大战略决策,是着力解决资源环境约束突出问题、构建人类命运共同体的庄严承诺。碳捕集与封存技术(CCS)作为传统的CO_(2)治理方法存在潜在的泄漏风险且会造成巨大的经济负担。近年来,碳捕集、利用与封存技术(CCUS)由于可将捕集的CO_(2)转化为附加值产品以实现资源化利用,被认为是CCS的有效替代和补充方案。发展高效的CO_(2)资源化技术是CCUS的关键。酶催化技术作为典型的绿色生物制造技术在CO_(2)资源化利用领域受到广泛关注。构建以酶催化为基础的耦合催化系统为CO_(2)到高值化学品或燃料的资源化转化创造了丰富的路径网络。综述了近年来基于生物酶介导的“酶+X”耦合催化CO_(2)资源化转化系统,包括“酶+酶”耦合催化系统、“酶+化学”耦合催化系统、“酶+光”耦合催化系统和“酶+电”耦合催化系统。对不同耦合催化系统的结构进行解析,明确了系统特点及催化反应过程。在结构解析的基础上讨论了系统模块设计与性能强化的关键。阐述了“酶+X”耦合催化系统应用于CO_(2)资源化转化的优势与不足,并对其未来发展方向提供了建议。“酶+酶”耦合催化系统较单酶催化系统丰富了CO_(2)转化为目标产物的路径可设计性,可通过多步反应促使CO_(2)还原产物向具有更高附加值的方向转化,极大提升CO_(2)资源化转化的经济效益。“酶+化学”耦合催化系统利用化学催化过程对CO_(2)进行预先转化,后续的酶催化过程可直接以C_( 1)化合物作为反应底物,在催化CO_(2)转化为C_(2)/C_(2+)等多碳化合物方面表现出独特优势。“酶+光”耦合催化系统模拟自然光合作用利用光能实现辅酶循环再生,避免了辅酶依赖型酶催化反应对外源性还原当量的消耗。“酶+电”耦合催化系统可通过施加外部偏压直接或间接实现电极与酶活性中心之间的有效电子迁移,继而驱动酶催化CO_(2)加氢转化为载能化合物。“酶+X”耦合催化系统弥补了单一的酶催化系统催化CO_(2)资源化转化驱动力不足的弊端,具有独特的优势和广阔的应用前景。但不同催化系统的耦合增加了体系复杂性,需对耦合系统进行精密构筑,且酶催化剂的蛋白属性也在一定程度上影响了“酶+X”耦合系统催化CO_(2)资源化转化的应用场景。今后一段时间,CO_(2)捕集与封存仍是实现双碳目标的主要策略,但包括“酶+X”耦合催化CO_(2)资源化转化技术在内的CO_(2)利用技术将逐渐成为趋势,有望真正实现碳中和目标。

摘要： 以胆固醇和已二酸二乙烯酯为原料在脂肪酶PS IM催化剂的作用下合成己二酸胆固醇基单乙烯基酯,并进行了合成工艺单因素优化实验,优化后的工艺条件为:胆固醇20 mg,已二酸二乙烯酯100 mg,4分子筛50 mg,脱水正已烷5 mL,PS IM 5 U,温度45°C,反应时间4 h,在上述反应条件下重复3次实验,己二酸胆固醇基单乙烯基酯的平均产率为99.2%。

摘要： 提出了背包式酶催化反应精馏的新工艺,将酶催化反应转移到塔外,选取正丁醇与丁酸乙酯的酯交换体系,对其过程进行模拟与实验验证。首先,利用Aspen Plus对背包式反应精馏新工艺进行了流程模拟,确定较为合适的模拟操作条件。然后建立一套背包式酶催化反应精馏实验装置,利用此装置开展了酶催化的背包反应精馏实验,对摩尔比、回流比等多种因素下的实验数据与模拟结果进行对比,发现两者的数据变化规律基础一致,且相对误差控制在8%以内,有效地提高了反应转化率,证明背包式反应精馏实验操作可行,利于后续的工业化。

摘要： 酶作为一种具有高度特异性和高效性的催化剂,可在细胞器中通过复杂有序的生化反应调节细胞的代谢过程.受细胞区隔化结构的启发,仿生设计纳米酶催化体系、构筑限域酶催化微环境从而提高酶催化活性的研究为酶催化应用开辟了新思路.纳米催化体系保留了小尺寸、大比表面积、肿瘤部位选择性富集等优势,在疾病的诊疗方面发挥了巨大的优势.本文首先总结了天然酶、模拟酶和级联酶体系的催化机理,对仿生构筑的纳米酶催化材料的载体体系进行了概述,介绍了纳米酶催化体系在生物成像方面的应用,讨论了其在相关代谢类疾病的作用途径,并对纳米酶催化体系用于生物诊疗的发展前景进行了展望.

摘要： 稀有人参皂苷是人参的重要活性成分,但其含量极低或需经过肠道转化才能产生,工业生产中常通过去糖基、脱水等方法将常见人参皂苷转化为稀有人参皂苷.基于此,本文概述了人参皂苷的构效关系及常用转化方法,总结了微生物、酶法定向转化人参皂苷的最新进展,着重介绍了益生菌、食药用真菌转化人参皂苷制备功能食品,以及糖苷酶筛选和组合在提高人参总皂苷转化效率及产率等方面的研究进展;同时探讨了基因工程、溶剂工程、固定化酶等技术对人参皂苷转化效率、产率的影响,展望了蛋白质工程、合成生物学等方法在人参皂苷转化及合成方面的潜在应用价值,为稀有人参皂苷的规模化生产提供了基础.

摘要： 含有锌指的TiaS (tRNAIle2 agmatidine synthetase)蛋白是来自古菌的酶,具有四个结构域,功能是利用ATP水解释放的能量在tRNAIle2反密码子CAU的简并碱基胞嘧啶Cyt34的2’碳原子上面加上胍基丁胺Agmatine修饰,从而让tRNAIle2成熟不识别AUG,而正确识别AUA密码子。单独TiaS蛋白,TiaS蛋白与tRNA复合物结构已经解析,酶催化修饰的分子机制获得了较深入解读。生化实验表明,TiaS蛋白N端三个结构域具有催化活性,TiaS为焦磷酸酶,可以水解ATP。并且TiaS蛋白的N端结构域可以起到激酶的作用,自磷酸化Thr18氨基酸残基。C端锌指距离酶核心较远,对于识别结合底物具有重要作用。本文总结TiaS蛋白研究进展。对于TiaS蛋白的深入研究,将为深入理解酶催化机制,为酶的工程改造,为锌指的工程改造开辟思路。包括锌指与CRISPR/Cas在内的靶向核酸元件在生命医药和研究领域有广泛应用,TiaS蛋白锌指结构新特性的研究也为基于锌指的靶向核酸组件设计打下基础。

摘要： @@自然和人工合成的雌激素作为能够影响人和动物内分泌系统，导致雄性动物雌性化、生殖能力降低的一类有害物质，越来越受到人们的关注。这类污染物的特性，如生物富集性、持久性及极低浓度便能引发生理学上的响应(ng/L)，使得其在水、废水中很难借助传统工业技术将其去除。相关研究表明，臭氧氧化和氯气氧化能够有效地将雌激素从水中去除；然而，由于化学反应的非专一性和污染物的极低浓度，大大限制了该类氧化反应的效率。同时，该类反应在反应过程中还会有其他有毒副产物的生成，如在对含雌激素废水进行氯化氧化过程中，生成了大量的单氯和双氯衍生物，该类衍生物不仅具有很强的雌激素效应，还会吸附在底泥中，这又引起了对固体废弃物管理的关注。本课题组研究表明，酶催化反应能够高效的将水中痕量雌激素催化去除，本文重点研究了木质素过氧化物酶(LiP)催化去除17β-雌二醇(E2)反应的生成产物及反应过程中雌激素响应的变化。

摘要： @@氯酚作为一类典型的难降解有机污染物广泛分布于水体，毒性大且化学性质稳定，人类健康和生态。近年来，光催化法以其无毒低耗能，选择性好，常温常压，快速高效等优点处理有机废水而日益得到重视。漆酶对氯酚类污染物也有较好的降解去除效果。本实验对比研究了温度对光催化和酶催化降解氯酚的影响，旨在从动力学及热力学角度理解催化反应的机理，为提高光、酶催化活性提供可能的途径。

摘要： 药物分子的立体化学决定了其生物活性,手性已成为药物研究的一个关键因素,生物技术在手性药物合成中具有重要意义,利用酶催化的相关性质,通过酶拆分外消旋体、酶法不对称合成等方法合成手性药物,采用定向进化技术、酶分子修饰、辅酶再生等方法对手性药物合成方法进行改进,本文就近些年来生物技术在手性药物合成中的应用情况进行综述.

摘要： 基于细菌群落中普遍存在的群感效应的基本原理并结合酶催化的动力学特点，首先在大肠杆菌群落中建立信号分子高丝氨酸内酯(AHL)介导的细胞-细胞交流机制，进而通过控制信号分子AHL的合成和降解使靶蛋白质EGFP的表达置于精确的时空调节控制之下，最终实现靶蛋白的定时定量表达。通过检测细胞的生长状态、相关基因在mRNA水平、蛋白水平的表达情况可以准确评估分子开关在控制靶基因表达方面的可靠性以及在蛋白质表达方面时空调节的严谨性。结果表明，该分子开关可精确灵敏地调控靶蛋白质的表达，能够按照所需调控细胞在特定时间合成特定量的靶蛋白。该分子开关有望广泛应用于代谢工程和合成生物学等研究领域中。

摘要： 以离子液体为酶促不对称酰基化反应介质,对脂肪胺进行了手性拆分。催化剂为Novozym435,200mg;酰基供体为甲氧基乙酸甲酯,420 mg,4 mmol;反应在20mL离子液体[bmim]BF4中进行,反应温度为50°C。目标化合物的转化率和ee值分别为42.6%和99%。该方法还可以用于其它脂肪胺类化合物的手性拆分。

摘要： 近年来酶体系因其高灵敏性被广泛地应用于生物化学领域。酪氨酸在辣根过氧化物酶(HRP)的催化下能被H2O2氧化。本研究首次采用新型掺杂型量子点Mn:ZnSe标记HRP,利用酪氨酸在HRP的催化下会被H202氧化，反应过程中产生的H+对量子点的荧光猝灭作用来实现对HRP的检测。本实验将酶的催化特性与量子点的光学特性相结合，成功地用于酩氨酸的测定。

摘要： 香精香料被广泛用于食品添加剂、化妆品、饲料等方面，其需求量也逐年呈大幅度增加趋势。根据BBC Research公司发布的全球香精香料市场报告，2006年全球香精香料市场达63亿美元。按照年平均增长率4.5％计，2011年将达78亿美元。世界各国所用的香精香料也有差距，美国的食用香料种类约为2000余种，欧盟的食用香料大约有3000余种，中国批准使用的食用香料大约有1500多种。

摘要： 在溶剂体系中,以棕榈酸和甘油为反应底物,酶法合成高纯度1-棕榈酸单甘酯和2-棕榈酸单甘酯.采用单因素实验考察了反应过程中底物摩尔比、反应时间、加酶量和反应温度对单甘酯得率的影响.结果表明,1-棕榈酸单甘酯反应的最佳条件为:在叔丁醇溶剂中,底物摩尔比(棕榈酸∶甘油)=1∶16,,加酶量4wt％,反应温度为40°C,反应时间为2h,在此反应条件下反应所得产物中1-棕榈酸单甘酯的转化率为92.51％,提纯后的纯度为96.74％.2-棕榈酸单甘酯反应的最佳条件为底物质量比(棕榈酸甘三酯∶无水乙醇)=1∶4,,加酶量10wt％,反应温度为55°C,反应时间为1h,在此反应条件下反应所得产物中2-棕榈酸单甘酯的转化率为29.39％,提纯后的纯度为92％.

摘要： 在溶剂体系中,以棕榈酸和甘油为反应底物,酶法合成高纯度1-棕榈酸单甘酯和2-棕榈酸单甘酯.采用单因素实验考察了反应过程中底物摩尔比、反应时间、加酶量和反应温度对单甘酯得率的影响.结果表明,1-棕榈酸单甘酯反应的最佳条件为:在叔丁醇溶剂中,底物摩尔比(棕榈酸∶甘油)=1∶16,,加酶量4wt％,反应温度为40°C,反应时间为2h,在此反应条件下反应所得产物中1-棕榈酸单甘酯的转化率为92.51％,提纯后的纯度为96.74％.2-棕榈酸单甘酯反应的最佳条件为底物质量比(棕榈酸甘三酯∶无水乙醇)=1∶4,,加酶量10wt％,反应温度为55°C,反应时间为1h,在此反应条件下反应所得产物中2-棕榈酸单甘酯的转化率为29.39％,提纯后的纯度为92％.

摘要： 在溶剂体系中,以棕榈酸和甘油为反应底物,酶法合成高纯度1-棕榈酸单甘酯和2-棕榈酸单甘酯.采用单因素实验考察了反应过程中底物摩尔比、反应时间、加酶量和反应温度对单甘酯得率的影响.结果表明,1-棕榈酸单甘酯反应的最佳条件为:在叔丁醇溶剂中,底物摩尔比(棕榈酸∶甘油)=1∶16,,加酶量4wt％,反应温度为40°C,反应时间为2h,在此反应条件下反应所得产物中1-棕榈酸单甘酯的转化率为92.51％,提纯后的纯度为96.74％.2-棕榈酸单甘酯反应的最佳条件为底物质量比(棕榈酸甘三酯∶无水乙醇)=1∶4,,加酶量10wt％,反应温度为55°C,反应时间为1h,在此反应条件下反应所得产物中2-棕榈酸单甘酯的转化率为29.39％,提纯后的纯度为92％.

摘要： 本发明公开了一种用于促进木质纤维素酶酶解的非催化蛋白基因，所述非催化蛋白基因包括核苷酸序列如SEQ ID NO.1‑2中任意一种，其中SEQ ID NO.2为SEQ ID NO.1的突变序列。本发明提出了非催化蛋白基因和非催化蛋白，将非催化蛋白基因进行异源表达并研究其功能，提出特定的非催化蛋白基因和非催化蛋白具有高效协同纤维素酶水解纤维素的能力。本发明通过在纤维素酶中添加该非催化蛋白SY1或者其突变蛋白SY1mut，可以高效协同纤维素酶水解木质纤维素，并且具有丰富的底物谱，使得纤维素酶水解产还原糖量提高1.5‑7.6倍，在能源、饲料和食品等行业中具有很好的应用前景。

摘要： 本发明提供了一种有机磷降解酶基多功能催化剂的制备方法和有机磷降解酶基多功能催化剂及其应用，本发明的制备方法包括将复合型蛋黄壳结构纳米材料直接加入到具有亲和标签的有机磷降解酶的粗酶液中，经混合，分离后得到有机磷降解酶基多功能催化剂。本发明的有机磷降解酶基多功能催化剂制备方法操作简单，对酶纯度要求低，载体能够定向的与酶进行结合，制备的有机磷降解酶基多功能催化剂成本低，并且能够检测有机磷农药，还可级联降解有机磷农药，终产物对氨基苯酚具有重要的应用价值。

摘要： 本发明涉及用于酶电催化还原的氧化还原酶电极及其制备方法和其酶电反应器。与酶电极检测检测限低、灵敏度高的要求相比，酶电催化要求能耐受高浓度底物、酶稳定性好，催化效率高。本发明的辅酶与酶共固定化在电极上，可实现辅酶原位再生，提高反应效率，可实现手性化合物的酶电催化高效制备，具有良好的应用前景。

摘要： 本发明涉及一种用于将胱氨酸还原为半胱氨酸的酶，其特征在于该酶是一种融合蛋白，其包含具有KEGG数据库编号EC 1.8.4.8或EC 1.8.4.10的硫氧化还原蛋白(蛋白i)和具有KEGG数据库编号EC 1.8.1.9的硫氧化还原蛋白还原酶(蛋白质ii)的蛋白活性，融合蛋白质的活性至少是相同但未结合的单独蛋白i和ii的混合物活性的100％。本发明还涉及在辅因子存在下通过所述融合蛋白将胱氨酸酶促还原为半胱氨酸的方法。

摘要： 本发明公开了一种酶催化用旋转填料床反应器及其在酶催化油脂水解产脂肪酸中的应用方法。采用油脂、水为原料与脂肪酶混合后用于催化反应，超重力水平5‑120g(重力加速度)，钢网填料，底物流速80‑120mL/min，温度35°C‑55°C，脂肪酶加入量0.5％‑1.5％wt(酶/底物)，油水质量比(0.5‑1.5)：1，反应8‑24小时制取游离脂肪酸，水解产率可达98％。本方法首次在旋转填料床反应器中应用脂肪酶催化生产脂肪酸，旋转填料床传质强度高、传质效率高、物料在床中微观混合充分、停留时间短等优点在脂肪酶催化工艺得到应用。无溶剂体系中，该工艺相比传统搅拌体系反应时间缩短30％～50％，脂肪酸产率提高15％～50％。

摘要： 本发明涉及进行介体依赖性酶催化氧化的多成分系统，其包括氧化催化剂、氧化剂及介体，其特征在于：a)氧化催化剂选自由锰氧化酶组成的组；b)氧化剂选自由氧及含氧化合物组成的组；c)介体选自由含有锰离子的化合物组成的组。

摘要： 本发明提供一种生物柴油的酶催化反应装置及酶催化反应方法。反应装置包括依次相连的N个反应罐，原料油进料管路、碱液进料管路、酶进料管路、软水进料管路和甲醇进料管路；N为大于0的整数；反应罐包括罐体，设置在罐体上的进料口和出料口；第一个反应罐的进料口的外部连接有外部进料总管，反应罐的进料口的内部连接内部进料总管，内部进料总管连接进料分布管，通过进料分布管连接有若干个物料喷射器。混合物料经外部进料总管进入罐体，并经物料喷射器进行循环喷射反应。本发明的生物柴油的酶催化反应装置和反应方法，可有效实现生物柴油的连续式反应生产。不仅原料油的转化率明显增加，能耗显著减少，而且装置的反应能力大。

摘要： 本发明提供了一种有机磷固定化酶催化剂的制备方法和有机磷固定化酶催化剂与其应用，本发明的制备方法包括将金属有机骨架化合物直接加入到具有亲和标签的有机磷水解酶的粗酶液中，经混合，分离后得到有机磷固定化酶催化剂。本发明的有机磷固定化酶催化剂制备方法操作简单，对酶纯度要求低，载体能够定向的与酶进行结合，酶利用率高，能够克服现有技术中酶利用率低的不足，并且制备的有机磷固定化酶催化剂成本低，酶活性高，酶利用率高，能够用于有机磷农药的降解。

摘要： 本发明公开了一种酶催化用旋转填料床反应器及其在酶催化油脂水解产脂肪酸中的应用方法。采用油脂、水为原料与脂肪酶混合后用于催化反应，超重力水平5‑120g(重力加速度)，钢网填料，底物流速80‑120mL/min，温度35°C‑55°C，脂肪酶加入量0.5％‑1.5％wt(酶/底物)，油水质量比(0.5‑1.5)：1，反应8‑24小时制取游离脂肪酸，水解产率可达98％。本方法首次在旋转填料床反应器中应用脂肪酶催化生产脂肪酸，旋转填料床传质强度高、传质效率高、物料在床中微观混合充分、停留时间短等优点在脂肪酶催化工艺得到应用。无溶剂体系中，该工艺相比传统搅拌体系反应时间缩短30％～50％，脂肪酸产率提高15％～50％。

摘要： 本发明涉及进行介体依赖性酶催化氧化的多成分系统,其包括氧化催化剂、氧化剂及介体,其特征在于:a)氧化催化剂选自由锰氧化酶组成的组;b)氧化剂选自由氧及含氧化合物组成的组;c)介体选自由含有锰离子的化合物组成的组。