邱树毅[1]1996年在《非水相酶催化有机硅化合物的生物转化》文中研究说明非水相中酶的催化作用是酶工程研究的热点之一。Candida cylindracea脂肪酶和固定化脂肪酶Lipozyme是廉价的工业用脂肪酶，本论文研究了利用上述脂肪酶催化有机介质中非天然底物有机硅醇的生物转化。 C．cylindracea脂肪酶可以催化有机介质中有机硅醇与脂肪酸的酸化反应。与其碳结构类似物相比，有机硅醇是更好的酰基受体。在实验条件下，C．cylindracea脂肪酶用量以50mg为宜。有机硅醇分子量增加，则酶催化活性下降，该酶可作用不同脂肪酸底物，高浓度脂肪酸可抑制酶的催化活性，而高浓度的有机硅醇则没有抑制作用。极性有机溶剂四氢呋喃中该酶失去活性，随有机溶剂疏水性的增加，酶催化活性增加，在研究的有机介质中，辛烷作反应介质酶催化活性最大，转化率最高。在正已烷中酶反应最适水含量为0.06(W／V)％。酶反应最适温度随有机溶剂水含量的变化而异。 C．cylindracea脂肪酶能在有机介质中催化有机硅醇与酯的转酯反应。高浓度酯和有机硅醇未有抑制酶催化转酯反应活性。在饱和水的有机溶剂中酶催化转酯反应转化率高于脱水有机溶剂中的酶催化转酯反应。 固定化脂肪酶Lipozyme在有机介质中能够催化有机硅醇与脂肪酸的酯化反应。有机硅醇是较其碳结构类似物更好的酰基受体。在实验条件下，固定化脂肪酶用量以200mg为宜。随有机硅醇分子量增加，酶的活性下降，短链脂肪酸底物不能被该酶作用。高浓度有机硅醇不抑制该酶的催化活性，而高浓度的脂肪酸则可产生明显抑制作用。在四氢呋喃极性溶剂中固定化脂肪酶失去活性，随有机溶剂疏水性增加。在水活度a_W=0.43时酶催化酯化反应转化率最高。有机溶剂水含量变化没有改变酶反应最适温度。 固定化脂肪酶Lipozyme可以催化有机介质中有机硅醇的转酯反应。随酯分子量增加，酶转酯反应活力下降。高浓度酯底物抑制酶的催化活性，而高浓度有机硅醇底物则没有抑制酶的催化活性。固定化脂肪酶Lipozyme在
邱树毅, 宗敏华, 姚汝华[2]1997年在《非水相脂肪酶催化有机硅醇的酯化反应》文中认为非水相酶催化是酶工程研究热点之一。本文介绍了来自Ｃ．ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａ的脂肪酶催化有机硅醇和脂肪酸的酯化反应。该酶可催化有机硅醇与脂肪酸的酯化反应，并对不同链长的脂肪酸底物、有机溶剂极性及水含量等进行了初步研究。
肖仔君[3]2010年在《Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞催化潜手性酮不对称还原反应的研究》文中研究指明手性醇是重要的的手性中间体,可广泛应用于手性药物和功能材料的合成。如对映体纯的(R)-4-三甲基硅基-3-丁炔-2-醇{(R)-TMSBL}可用于合成治疗老年痴呆症药物的中间体(R)-苯甲基-4-羟基-2-戊炔酸。与化学合成法相比,生物法反应条件温和、立体选择性高、环境友好,故日益受到人们的青睐。全细胞催化无需添加昂贵的辅酶,同时酶和辅酶都被保护在天然的细胞环境中,有利于保持其活性。因此,利用微生物细胞催化潜手性4-三甲基硅基-3-丁炔-2-酮(TMSBO)不对称还原合成对映体纯的(R)-TMSBL具有重要的意义。近年来的研究发现,许多酶和微生物细胞在含离子液体介质中具有较高的活性、选择性和稳定性。基于以上情况,本论文从可能遵循反Prelog规则催化TMSBO不对称还原合成(R)-TMSBL的微生物样品中筛选高效菌株,通过对比研究不同介质中该微生物细胞催化TMSBO不对称还原反应特性,阐明不同离子液体对该反应的影响规律及机理,揭示在含离子液体介质中该微生物细胞的催化特性,并建立可用于高效、高选择性合成对映体纯(R)-TMSBL的生物催化反应体系。从可能遵循反Prelog规则催化TMSBO不对称还原反应的微生物样品中,筛选到多株能催化TMSBO不对称还原的微生物菌株。经复筛发现,从“中华开菲尔”菌粒中筛选得到的微生物菌株XZY003催化TMSBO不对称还原生成(R)-TMSBL的效果最好。通过微生物形态、生理生化特性和16S rDNA基因序列逐级鉴定出菌株XZY003属于Acetobacter ghanaensis或其亚种,命名为Acetobacter sp. CCTCC M209061。与已报道的遵循反Prelog规则的微生物相比,在TEA-HCl缓冲液反应体系中Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞催化TMSBO不对称还原生成(R)-TMSBL的效率最高; Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞催化TMSBO不对称还原反应的最适条件为:pH值5.0,辅底物为异丙醇,其浓度130.6 mmol/L,反应温度30℃,底物浓度6.0 mmol/L以及振荡速度180 r/min;在此条件下,反应的初速度、最大产率及产物的e.e.值分别可达0.50μmol/min、71%和99%以上。此外,Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞能催化其它一系列潜手性酮不对称还原生成对映体纯手性醇。试验表明,水相中存在较为严重的底物和产物抑制,导致最大产率和最适底物浓度较低。为解决这一问题,通过代谢调控途径,利用咪唑类离子液体能改善细胞膜通透性的特性,在反应体系中添加与水互溶的咪唑类离子液体,以改变底物和产物在细胞内的浓度,进而提高底物浓度和产率;同时探讨不同亲水性离子液体对Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞催化TMSBO不对称还原反应的影响规律。研究表明,组成离子液体的阴、阳离子类型对Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞催化TMSBO不对称还原反应有较大影响,特定阴阳离子的匹配对其发挥最佳催化效果至关重要。当组成离子液体的阴离子为BF_4~-和TfO-时,Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞的催化活性较低;当阳离子为C_nMIM~+时,随着n值的增加,Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞的催化活性呈下降趋势;只有当C_2OHMIM+和NO_3-匹配时,Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞的催化活性最高。在含离子液体C_2OHMIM·NO_3的反应介质中,Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞催化TMSBO的不对称还原反应的最适底物浓度可达9.0 mmol/L,反应初速度达1.7μmol/min,最大产率为91%,均高于水相体系的对应值,并且产物的e.e.也保持99%以上。此外,在含C2OHMIM·NO_3介质中,Acetobacter sp. CCTCC M209061能高效地催化一系列潜手性酮不对称还原反应。在所考察的15种亲水性离子液体中,Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞在含离子液体C2OHMIM·NO_3介质中具有较高的糖代谢活性和适宜的细胞膜完整性,表明C_2OHMIM·NO_3对Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞具有较好的生物相容性,同时该离子液体可能适度地改善细胞膜的通透性,有助于生成的产物迅速运输到胞外,部分解除产物的抑制和降低其对细胞的毒性作用。这很好地解释了在含C2OHMIM·NO_3介质中细胞催化效率较高。但是,该反应的最适底物浓度仍较低(9.0 mmol/L),最大产率有待于进一步提高。为此,尝试采用相转移的方法,利用第二相对底物和产物的萃取作用,解决上述问题。有机溶液/缓冲液是常见的双相反应体系,故首先在不同有机溶剂与TEA-HCl缓冲液组成的双相体系中进行Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞催化TMSBO不对称还原反应。在所研究的有机溶剂范围内,当其Log P低于3.5时,该不对称还原反应的初速度和最大产率随着有机溶剂Log P值的升高而升高;Log P高于3.5时,该不对称还原反应的初速度和最大产率随着有机溶剂Log P值的升高而降低。与其他有机溶剂相比,正己烷为最适有机介质。在正己烷/TEA-HCl缓冲液双相反应体系中,该反应的初速度最高为1.8μmol/h,产率最大为90%。显然,正己烷/TEA-HCl缓冲液不能有效地提高反应效率。实验表明,有机溶剂对Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞的毒性较大,导致细胞的催化活性及稳定性大大下降。用具有良好生物相容性的疏水性离子液体替代有机溶剂作为萃取相可提高细胞活性。为此,研究了不同疏水性离子液体对Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞催化TMSBO不对称还原反应的影响。在所研究的疏水性离子液体中,C_4MIM·PF_6最适充当该反应的第二相。在TEA-HCl缓冲液/C_4MIM·PF_6双相反应体系中,Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞催化TMSBO不对称还原反应的最适条件为:缓冲液与C_4MIM·PF_6两相体积比4:1,底物浓度60.0 mmol/L,缓冲液pH值5.0,辅底物浓度555.7 mmol/L,反应温度30℃,振荡速度200 r/min。在此条件下,反应初速度为9.4μmol /h,最大产率和产物e.e.值分别达到93%和99%以上。与正己烷/缓冲液双相体系相比,最适底物浓度(60.0 mmol/L vs. 9.0 mmol/L)和最大产率(93% vs. 90%)均有所提高。在所研究的范围内,Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞在TEA-HCl缓冲液/ C_4MIM·PF_6双相反应体系中的糖代谢活性,且细胞膜较为完整,表明C_4MIM·PF_6对Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞具有较好的生物相容性;另外,离子液体C_4MIM·PF_6对底物和产物具有较高的萃取效率,这很好地解释了Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞在TEA-HCl缓冲液/C_4MIM·PF_6双相体系中催化TMSBO不对称还原反应的效率较高这一现象。另一方面,红外光谱法分析表明,离子液体C_4MIM·PF_6能进入Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞内,且在细胞膜中富集,提示该离子液体可能与胞内的醇脱氢酶系存在相互作用。此外,在缓冲液/C_4MIM·PF_6双相体系中,Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞能高效催化其它一系列潜手性酮不对称还原反应。在以上所考察的四种反应体系中, Acetobacter sp. CCTCC M209061细胞在缓冲液/C_4MIM·PF_6双相反应体系中的操作稳定性最好,而在正己烷/缓冲液双相反应体系中的操作稳定性最差。本研究不仅奠定离子液体用于微生物细胞催化的理论基础,还提供一条高效制备对映体纯手性醇的新途径。
邱树毅, 宗敏华, 姚汝华, 伍红[4]1997年在《微水相中脂肪酶催化有机硅烷醇的生物转化》文中提出研究了微水相中脂肪酶催化有机硅烷醇与脂肪酸的酯化反应，初步探索了脂肪酸底物、有机硅烷醇底物、有机溶剂极性及水含量等因素对该酯化反应的影响。
马小魁[5]2004年在《酵母菌不对称催化还原4-氯-乙酰乙酸乙酯的研究》文中研究表明本文通过对面包酵母不对称催化还原羰基化合物4-氯-乙酰乙酸乙酯生成(S)-4-氯-3-羟基-丁酸乙酯的研究，对酵母菌不对称催化还原羰基化合物反应进行了研究。 考察了面包酵母在水相中立体选择性催化羰基化合物4-氯-乙酰乙酸乙酯不对称还原反应的特性，建立了以气相色谱(CG)，火焰离子检测器为主的检测方法。采用标准图谱和添加底物和产物标准品比较对照的方法进行定性分析，并确立了以三氯甲烷为内标物的内标法进行定量分析。 借助minitab 14软件利用部分因子重复实验、响应面分析实验和中心组合实验设计对面包酵母生物催化剂的制备和活化培养基组成进行了优化，对培养基成分及各组分含量对酵母菌培养生物量的影响进行了研究。分析和优化结果表明：蔗糖、磷酸氢二钾和硫酸胺三个因子对生物量有显著的影响，得到了以湿菌体量为响应的响应方程模型，据模型寻优得到了最佳培养基配方(g／l)：蔗糖29，磷酸氢二钾4.9，硫酸胺13，酵母膏20，蛋白胨15，MgSO_4·7H_2O 0.5，pH6.5-7.2。并研究了酵母菌在最佳培养基中的生长曲线，表明16-18小时是酵母菌生长最旺盛的时期。 从多种化合物或混合物中筛选得到了手性添加剂M，使得酵母菌在一定条件下可以催化还原4-氯-乙酰乙酸乙酯，由此建立了研究酵母菌催化还原反应合成手性纯光学异构体(S)-4-氯-3-羟基-丁酸乙酯的标准反应体系，以进一步研究影响酵母菌催化还原反应的多种因素和工艺条件。 对影响酵母菌催化还原4-氯-乙酰乙酸乙酯反应因素进行了研究，结果确定了适宜的温度(30-31℃)、pH值、pH缓冲体系类别、初始底物浓度、碳源底物和能源物的添加方式等工艺条件。 根据影响酵母菌催化还原4-氯-乙酰乙酸乙酯因素及相关工艺条件的研究，以L_9(3~4)正交表进行实验设计，对影响产物(S)-4-氯-3-羟基-丁酸乙酯的产率和对映体过量值的四个主要因素包括蔗糖流加量(Suc．)、底物流加方式、缓冲剂量[K2HPO4-Na2CO3(8／2)]、手性添加物M(g／120ml)作了进步优化。用统计软件正交设计助手Ⅱv3.1设计实验并实施，结果表明：当蔗糖流加量为15g、底物以0.5ml／(3)流加，缓冲剂为1.5g，手性添加物M(g／120ml)为2.0g时，酵母菌可以高产率(%%)催化还原目标底物浓度2.5耐120ml生成(s)一4-氯一3一轻基一丁酸乙醋，产物最后用手性柱分析纯度达到了100%。
李慧青, 宗敏华[6]2001年在《有机相中脂肪酶催化有机硅醇转酯反应机理》文中进行了进一步梳理首次探讨了皱摺假丝酵母脂肪酶 CRL 催化有机硅醇及其碳结构类似物与脂肪酸酯的转酯反应机理 .结果表明 ,反应符合乒乓机制 ,底物中硅原子的存在并未改变脂肪酶催化转酯反应的机制 .给出了 CRL 催化 1-三甲基硅烷基乙醇及其碳结构类似物 3 ,3 -二甲基 - 2 -丁醇与丁酸正戊酯间的转酯反应动力学方程 .
吴薛明, 许婷婷, 何冰芳, 段金廒[7]2015年在《非水相生物转化体系的建立及其在中药废弃物资源化中的应用》文中提出中药废弃物的资源化利用是有效提升资源利用效率,实现节约资源,循环经济和环境友好型经济发展的重要举措。针对中药废弃物的转化增效资源化模式,提出中药废弃物的非水相生物转化利用途径,探讨适用于中药废弃物中潜在资源性物质的非水相生物转化体系,介绍耐有机溶剂极端微生物及酶类的筛选与应用,并指出融合非水相生物转化技术是中药废弃物资源化利用的一个重要突破点,为中药废弃物资源化的高效利用提供借鉴和引导。
魏萍[8]2018年在《羰基还原酶AcCR的酶学性质、分子改造及其催化手性醇不对称合成的研究》文中认为手性醇及其衍生物是重要的手性中间体,在合成手性药物、手性农药和液晶材料等众多化工产品中应用广泛。酶和微生物细胞作为生物催化剂用于高效制备手性醇已经受到广泛关注。羰基还原酶作为一类重要的氧化还原酶,能够催化潜手性羰基化合物不对称还原,是制备光学纯的手性醇的重要催化剂。本课题组前期研究工作中筛选获得一株醋酸杆菌Acetobacter sp.CCTCC M209061,该菌所产的羰基还原酶能够遵循反-Prelog规则催化多种潜手性羰基化合物不对称还原,具有宽阔的底物谱和良好的立体选择性。然而,一方面,该野生型醋酸杆菌需要大量的氮源维持生长,并且细胞内酶活力和细胞生物量偏低;另一方面,野生菌中酶系复杂,在一定程度上增加了对羰基还原酶分离纯化及进一步研究的困难。因此,针对上述问题,本研究首先采用基因工程手段,将该醋酸杆菌的关键羰基还原酶基因克隆并高效表达于大肠杆菌中;然后,分离纯化重组表达的羰基还原酶,系统研究其酶学性质;根据其不足,采用定点突变对其进行分子改造;最后,将获得的羰基还原酶突变体与葡萄糖脱氢酶共表达于大肠杆菌中,并将该重组菌应用于催化潜手性羰基化合物不对称还原,建立高效绿色的手性醇不对称合成体系。通过基因工程手段获得醋酸杆菌Acetobacter sp.中羰基还原酶AcCR的关键基因,该基因为762 bp核苷酸组成的完整开放阅读框,编码253个氨基酸,单亚基分子量约27 kDa。经序列比对分析确定该酶属于短链脱氢/还原酶(SDRs)。该酶分子具有典型的Rossmann结构,N-端存在G-x-x-x-G-x-G辅酶结合序列,中间部分存在S-x_n-Y-x-x-x-K催化三联体。将该酶基因构建到含有GST标签的载体上,经优化表达条件,得到BL21(DE3)(pGEX-accr)细胞内重组AcCR比活力和细胞生物量分别可达425.7 U/g-dw和1.57 g/L,与原始醋酸杆菌相比羰基还原酶比活力和细胞生物量分别提高了10.78倍和1.43倍。酶学性质研究表明,重组AcCR可以利用NAD(H)和NADP(H)为辅酶,既能催化羰基化合物的还原亦能催化相应醇的氧化,更倾向于以NAD(H)为辅酶,进行氧化还原反应。该酶热稳定性良好,在35 ~oC和45 ~oC时的半衰期分别为25.75 h和13.93 h;在pH6.5的缓冲液中最为稳定,4 ~oC保存96 h,相对酶活仍在80%以上。AcCR属于非金属酶,Mn~(2+)、Mg~(2+)、Zn~(2+)等金属离子对重组AcCR没有显著的激活作用,EDTA对其没有明显抑制作用。研究巯基试剂对重组AcCR活性的影响,结果表明该酶的活性中心无重要的巯基基团和二硫键。重组AcCR的底物特异性研究表明其对于芳香酮、脂肪酮及β-酮酯等具有良好的还原活性及立体选择性,且更倾向于羰基的还原而不是醇羟基的氧化,更有利于手性醇的制备。通过同源建模、分子对接等分析羰基还原酶AcCR的结构特点,预测突变热点,半理性设计该酶的突变体。通过定点突变得到AcCR突变体mut-E144A/G152L、mut-G152L/Y189N和mut-I147V/G152L。突变体对4’-氯苯乙酮(mut-E144A/G152L)、2-氧代-4-苯基丁酸乙酯(mut-G152L/Y189N)和2-羟基苯乙酮(mut-I147V/G152L)的活性分别提高17.9倍、61.3倍和17.4倍。AcCR突变体可催化芳香酮、脂肪酮、β-酮酯等多种羰基化合物进行不对称还原反应,具有良好的底物特异性和立体选择性,底物浓度提高至200 mmol/L,产物产率可达76.8%至99.1%,产物e.e.值均达到99%以上。通过将羰基还原酶突变体mut-I147V/G152L与葡萄糖脱氢酶(GDH)共表达,获得重组大肠杆菌BL21(DE3)(pETDuet-gst-mut-accr-gdh)。该重组菌既可催化羰基化合物的不对称还原同时又可实现辅酶的原位再生,细胞内羰基还原酶的比活力可达420.9 U/g-dw。该菌应用于催化2-羟基-苯乙酮的不对称还原反应的最适缓冲液pH、反应温度、底物浓度、细胞浓度、葡萄糖与底物的最适摩尔比分别为6.5、35 ~oC、250 mmol/L、15 mg-dw/m L和1.5。在该条件下,该重组菌催化2-羟基苯乙酮不对称还原的反应初速度、产率及产物e.e.值分别为4.22 mmol/L/min、94.7%和>99%。在C_4MIMI·PF_6/缓冲液体系中,BL21(DE3)(pETDuet-gst-mut-accr-gdh)催化2-羟基苯乙酮不对称还原的最适底物浓度提高至450 mmol/L,该反应的初速度、产率及e.e.值分别为6.74 mmol/L/min、92.0%及>99%,时空产率提高1.46倍。将该反应体系的规模扩大至100 mL,产物的终产率可达90.5%,产物e.e.值保持不变。本研究不仅阐明了一种羰基还原酶的酶学性质,丰富了对来自醋酸杆菌羰基还原酶的认识;还通过分子改造提高了该羰基还原酶的催化活性,为全细胞催化手性醇的高效绿色合成及其工业应用提供了基础。
刘亚轩[9]2008年在《超声作用下脂肪酶催化豆油水解反应的研究》文中指出当前应用最为广泛的高温高压油脂水解技术及传统的中压催化水解技术存在着副反应严重和污染环境等不可避免的缺陷,而超声波和酶催化技术都具有投资低、条件温和、耗能低、副反应少、环境友好等特点,本文结合两者的优势潜质,对超声波-脂肪酶协同催化油脂水解反应进行了研究。选择具有安全无毒,成本低,可提高底物及产物体积浓度,产物分离纯化步骤少等优点的无溶剂体系,对常规恒温振荡水浴方式下的C. lipolytica脂肪酶催化豆油水解的反应进行了研究。得到C. lipolytica的反应特性为:最佳反应温度在45℃附近;该酶为碱性脂肪酶,从pH 6.1-8.3范围内酶活力呈波浪式变化;当C. lipolytica浓度超过1%(w/w)时,出现明显的酶浓度抑制现象;水油比超过0.675:1(w/w)后,反应速率的变化趋于平衡。在此基础上进行了响应面分析,建立了能够反映各条件因素对反应进程影响程度的数学模型,对实验数据进行的方差分析和典型分析结果显示:温度、加酶量对水解反应影响高度显著,而缓冲溶液pH、水油比在实验范围内对反应的影响不显著。C. lipolytica脂肪酶催化豆油水解反应的最优反应条件为:温度42.2℃、pH 7.51、加酶量0.85%(w/w)、水油比1.24(w/w)。超声反应中,超声功率的大小是酶催化反应非常重要的影响因素,在本文所研究的功率范围内没有发现酶失活现象。实验结果显示随着超声强度的增加水解反应速率增大,当超声强度超过1.20W/cm2时,反应速率随功率的增加变化缓慢,但是通过精密度实验发现随着超声强度的增加实验结果的稳定性得到了提高,说明在较低超声强度下,输出功率的波动对反应速率的影响较大,综合考虑后选择了1.64W/cm2的超声波进行后续研究。研究了超声波对C. lipolytica脂肪酶催化豆油水解反应的影响作用,通过与振荡水浴方式下实验结果的对比发现超声波使C. lipolytica的耐热性有了5℃左右的提高;可以避免或是减少酶在油水界面的聚集,没有出现酶浓度抑制反应现象;在超声反应中,水变得更加“有效”,即水解反应按照假单底物规律进行时水的浓度临界值较低;而pH的变化规律与振荡水浴中一致,表明超声作用没有改变该酶的离子化反应状态。对超声作用下的C. lipolytica脂肪酶催化豆油水解反应进行了响应面分析,建立了能够反映各条件因素对反应进程影响程度的数学模型,并得到超声作用下的最优反应条件为:温度47.0℃、pH 7.77、加酶量0.77%(w/w)、水油比0.71(w/w)。复合酶反应是通过两种或多种酶的协同作用,使其催化能力得到明显提高的一种酶反应技术。本文对Sigma-3126,生工PPL,CLL,Novo435和Amano-G五种不同来源的脂肪酶进行了筛选和复配,得到了水解效果较好的CLL和Amano-G组合。对各种反应条件进行了研究,确定最优工艺条件为:CLL和Amano-G的加入量分别为1%(w/w)和0.1%(w/w);在CLL反应进行1h后加入Amano-G;反应温度45℃;去离子水直接加入反应体系作为水相,水油比1:1(w/w)。在此条件下,超声波对反应有一定的促进作用,在反应开始阶段其作用尤为明显,24h的豆油水解率可以由常规振荡水浴中的45.7%提高到94.2%。酶催化反应动力学是了解酶作用机理的重要途径之一,动力学模型能够比较准确的反映某个酶反应系统中的各种相互作用对反应的影响程度。目前大多数脂肪酶油脂水解反应模型都是假设油水两相的界面面积为常数,这样的假设在无溶剂体系中是不恰当的。本文在建立了有效底物浓度模型的基础上,将有效底物浓度和油水界面面积的变化相结合,建立了一个新的动力学模型。对所建立模型的适用范围应用亚甲基蓝染色-显微镜法进行了验证,证明该模型在油相体积分数Φ从0.1-0.9范围内适用;应用TLC扫描分析法证明有效底物浓度模型的假设条件在Φ=0.1-0.9范围内可靠。并将所得动力学模型应用于C. lipolytica脂肪酶催化的豆油水解反应中,在求得反应初速度和Sauter直径随Φ变化规律的基础上,应用非线性回归拟合技术分别求出了振荡水浴和超声作用下模型参数的具体数值。分别讨论了动力学参数Ke、k*cat和kd/kp对反应速率的影响作用,并结合具体反应对参数的实际物理意义进行了解释与分析。应用所建立的有效底物浓度模型,对底物抑制现象给出了合理的解释,指出实验中出现的底物抑制现象只是“表观”底物浓度抑制,反应速率实际是由有效底物浓度所控制,超声波能够减小底物抑制,加快反应进行,其根本原因是由于超声波对有效底物浓度的影响而引起的。热力学研究可以避免体系结构和过程机理所造成的局限,有利于对反应的宏观特征进行分析。本文对热力学公式进行了推导,测得了C. lipolytica脂肪酶催化豆油水解反应在200rpm振荡水浴和240V超声功率条件下的反应活化能Ea分别为10.33kJ/mol和10.24kJ/mol;指前因子A分别为2.85和3.35。并以45℃下的反应为例,计算并讨论了热力学常数Δ~≠H、Δ~≠G和Δ~≠S在振荡水浴和超声作用下的变化情况。在综合前人的研究成果和本论文的实验基础上,对超声促进C. lipolytica脂肪酶催化豆油水解反应的作用机理进行分析,提出了超声波对脂肪酶催化水解反应有促进局部O/W乳化作用。
李祖义, 朱明华[10]1990年在《非水相生物催化》文中提出生物技术越来越多地应用于化学工业,据有关部门预测,在化学工业领域,将来生物技术可能取代20％的化学工业工艺。目前,在精细化学品和药物制造,以及食品工业中都已较成熟地利用生物催化剂,系统地进行生物合成。生物催化在有机合成化学中的应用从八十年代起越来越受到有机化学家的青睐。有机合成的发展方向是选择具有高度选择性的反应,而生物催化顺应了这一潮流。作为生物催化剂的酶具有以下特点:(1)能催化各种各样的有机反应,
参考文献：
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[4]. 微水相中脂肪酶催化有机硅烷醇的生物转化[J]. 邱树毅, 宗敏华, 姚汝华, 伍红. 华南理工大学学报(自然科学版). 1997
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