树脂分离技术在酶法制备1,3-丙二醇中的应用

从几种吸附树脂中筛选出了树脂DA201。树脂DA201对酶、辅酶吸附较少(吸附率分别为13.13%,14.5%)且对酶活无较大破坏,对产物1,3-丙二醇(1,3-PD)与二羟基丙酮(DHA)吸附较多(吸附率分别为23%,27%)。利用树脂DA201进行产物的富集分离及酶、辅酶回流再利用,实现伴有辅酶NADH再生的1,3-PD酶法连续反应。在底物浓度为1 g/L时,树脂质量浓度为底物浓度的4.8倍、吸附时间为6 h,树脂DA201对底产物有较好的吸附分离效果。在此条件下进行1,3-PD的2个批次连续制备,第1、第2批次1,3-PD转化率分别为42.9%、35.5%,总转化率为39.72%。实验结果说明,吸附树脂对底产物、酶与辅酶具有一定的分离作用,利用树脂的分离作用可有效地实现伴有辅酶再生的酶催化反应的连续进行。     

手性化合物酶法制备中辅酶再生体系的构建与应用进展

辅酶的再生与反复利用对氧化还原型生物催化剂在手性化合物中的生产具有重要作用。辅酶的酶催化法再生具有高效、专一的特点,根据其催化环境可分为单细胞内辅酶再生体系、双细胞耦合体系及胞外酶耦合体系。本文详细阐述了酶法再生中各种辅酶再生体系的构建方法,特别指出了辅酶再生体系使用中可能遇到的问题并给出了解决方法,如利用离子液体解决有机底物低水溶性的问题,利用共价固定方法解决小分子辅酶的留存问题,无细胞抽提液中内源性辅酶再生酶的利用等。除此之外,对每种辅酶再生方法与体系在工业催化中应用的优势与局限性作了评述,特别关注了辅酶再生体系反复多批次利用的问题。     

固定化Klebsiella penumonia制备3-羟基丙醛

用溶胶-凝胶(sol-gel)法包埋克雷伯杆菌细胞转化甘油制备3-羟基丙醛(3-HPA),考察了凝胶制备中的反应前驱体、改性剂对固定化细胞发酵水平的影响。结果表明,前驱体采用硅酸钠(sodiumsilicate),3-HPA发酵水平较采用正硅酸乙酯(TEOS)的提高了57.14%;改性剂采用聚乙二醇、葡萄糖、麦芽糖,3-HPA发酵水平分别为不添加改性剂时的110%,98.12%和90.1%。以硅酸钠为前驱体,不添加改性剂和添加不同改性剂固定化克雷伯杆菌细胞后,连续发酵7个批次,前者3-HPA发酵水平维持在70%～80%,后者3-HPA发酵水平分别稳定在80%～93.5%,69%～78%,78%～83%。添加聚乙二醇的固定化细胞保持了较高的3-HPA发酵水平,在批次发酵中它的3-HPA总得率保持在0.480～0.561g/g。     

1,3-丙二醇脱氢酶-步纯化与杂化凝胶固定化的初步研究

转录表达来源于Klebsiella.pl,3-丙二醇脱氢酶(PDH)基因片段的E.coli工程菌,在5L发酵罐、30℃、pH值7.0、200r/min(微氧)条件下培养20h;发酵菌体经破碎分离后所得样品通过HisTrap HP柱亲和层析一步纯化得到电泳纯的PDH,纯化倍数为2.94倍,活性回收率为50%,经SDS-PAGE电泳鉴定获得一条清晰条带,表达蛋白亚基相对分子质量约为41kDa.用改进的溶胶-凝胶法(杂化凝胶)包埋纯化酶,考察正硅酸乙酯(TEOS)浓度、海藻酸盐(ALG)浓度、CaCl2浓度及ALG与TEOS体积比等因素对酶固定化效果的影响,结果表明,较优包埋条件为:p(TEOS)=20g/L,p(ALG)=30g/L,p(CaCl2)=40g/L,V(ALG):V(TEOS)=3:1;由此制备的PDH的ALG-SiO2杂化凝胶保藏60天后酶活仍保持80%,进行批次反应时,反应3批后酶活保持7013%,反应第6批时酶活剩余29.8%.     

源于红豆的羰基还原酶在(R)-苯基乙二醇制备中的应用

采取研磨、离心分离、多层过滤和丙酮沉析等步骤,从红豆中提取具有不对称还原芳香酮能力的羰基还原酶(CR),经快速分离纯化获得了纯化倍数为5.8倍的红豆源CRrb酶液,考察了其酶学特性,与微生物源CR的酶学特性进行比较,将CRrb与甲酸脱氢酶(FDH)耦合构建CRrb/FDH双酶体系连续催化b-羟基苯乙酮制备(R)-苯基乙二醇. 结果表明,源于红豆的CRrb最适反应pH值为6.0,最适反应温度为45℃,在40~60℃范围内耐热性好于一般微生物源CR. CRrb的米氏常数Km=5.68 mmol/L,最大反应速率Vmax=20.21 μmol/(min×mL),对底物的亲和力和催化效率比微生物源CR好. 底物较佳耐受浓度为60 mmol/L,较微生物源的CR高. CRrb/FDH酶活比为1:1.5时耦合体系反应效率最佳,批次反应转化1 mol辅酶可获得产物的量由266 mol提高到365 mol.     

源于博伊丁假丝酵母的甲酸脱氢酶的分离纯化与反应机制

使用两步发酵法培养博伊丁假丝酵母(Candida boidinii),菌株细胞经破碎与分离所得粗酶液经DEAE SepHaroses Fast Flow层析快速纯化获得NAD+依赖型的甲酸脱氢酶,酶的比活从0.83 U/mg提高到2.67 U/mg,纯化倍数和回收率分别为3.22倍和29.7%。研究了从反应物消耗到产物生成之间的酶反应历程,确定了甲酸脱氢酶的酶促反应为有序BiBi反应机制,其中NAD+是第一底物,HCOONa 是第二底物,NADH是首先释放的第一产物,HCO3ˉ是随后释放的第二产物;二次作图法求解出Vmax、KiS1、KmS2、KmS1等动力学参数,确定甲酸脱氢酶有序BiBi反应速度方程为 。     

酶膜反应器及其工业应用研究

综述了在工业上具有重要应用的生物催化反应设备-酶膜反应器的概念及其发展、分类和操作特性。特别介绍了两种典型的酶膜反应器——搅拌式酶膜反应器与活塞流式酶膜反应器的结构设计和在工业应用中的生产工艺流程,有重点地介绍了酶膜反应器在工业生产中的几种应用研究,指出酶膜反应器是工业生产的新型反应器,并对酶膜反应器的发展方向阐述了相关建议。     

植酸抑菌保鲜作用的研究

采用平板培养基小钢圈滴加药品法考察不同浓度的植酸对几种细菌的抑制特性,实验结果表明一定浓度的植酸溶液对大肠杆菌、短小芽孢杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌有不同程度的抑制作用,最小抑制浓度分别为0.75×10~(-2)、0.75×10~(-2)、1.5×10~(-2)、0.1875×10~(-2)mol/L。保鲜实验也表明.不同浓度的植酸液对杨梅有一定的保鲜防腐效果。     

吸附树脂在酶法制备1,3-丙二醇中的应用

筛选出了对辅酶NAD、酶蛋白弱吸附(吸附率分别为10%,9%),对产物1,3-丙二醇(1,3-PD)与二羟基丙酮(DHA)强吸附(吸附率分别为30.5%,34.5%)的吸附树脂SIPI-40,并进行产物的吸附分离,达到酶与辅酶回流利用、反应连续进行的目的,并应用于伴有辅酶NADH再生的酶法催化甘油(Gly)制备1,3-PD的新型反应体系的构建;经单因素考察,确定较佳操作条件是:树脂质量与底产物浓度数值比大于1.4:1,吸附时间为2h;在此条件下进行反应操作,测得每批次反应中1,3-PD相对于甘油的产率稳定在20%左右(分别为22.5%,20.6%与19.3%);在连续催化反应中,1,3-PD总产率达45.3%。实验结果说明,吸附树脂分离产物可应用于1,3-PD酶法连续反应体系的构建。该研究工作的新颖性,已为厦门市科学技术情报研究所2006年12月11日出具的第2006581号《科技查新报告》所证实。     

可溶性低聚壳聚糖的制备与抗菌性能研究

碱法提取壳聚糖,产品得率为5.28%,脱乙酰度81.7%,特性粘度10.550,分子量54.42×104;用H2O2氧化降解壳聚糖,获得分子量分别为32.3×104、6.7×104、0.496×104的样品;抗菌实验表明随着低聚壳聚糖分子量和浓度的增大,对金黄色葡萄球菌、短小芽孢杆菌等阳性菌的抗性作用增强。