酶法制备S-苄基-γ-L-谷氨酰-L-半胱氨酸的动力学模型

以Bacillus subtilis NX-2产γ-谷氨酰转肽酶(GGT)为催化荆,以L-谷氨酰胺(L-Gln)为γ-谷氨酰基供体,S-苄基-L-半胱氨酸(S-Bal-Cys)为受体,催化合成了S-苄基-γ-L-谷氨酰-L-半胱氨酸(S-Bzl-GGC).在反应机理分析的基础上,建立了定量描述该过程的动力学模型,模型计算值和实测值能较好吻合,平均相对误差为5.57%.通过模型分析得知,供体浓度的增加有利于转肽反应,但更多的是自转肽反应;受体浓度增加对提高转肽产物S-Bzl-GGC有一定的作用,对自转肽反应几乎没有影响;酶含量增加提高了反应速率,但不提高转肽产物的最大浓度.     

WRK对枯草芽孢杆菌NX-2产出的γ-谷氨酰转肽酶的不可逆抑制动力学

γ-谷氨酰转肽酶(GGT;EC2.3.2.2)催化的酰基转移反应可用于制备各种具有生理活性的谷氨酰化合物,对其开展酶活力不可逆抑制动力学研究对于阐明GGT的作用机制具有重要意义。今以化学抑制剂Woodward's Reagent K(WRK)与枯草芽孢杆菌NX-2产出的GGT进行不可逆抑制反应,根据邹氏理论测得WRK对GGT不可逆抑制反应的微观速率常数ki为0.03015s-1,WRK与酶结合常数KI为1.352mmol·L-1。有抑制剂存在下GGT与供体γ-谷氨酰对硝基苯胺的亲和力常数Km*=3.245mmol·L-1,GGT酰基化最大反应速度Vmax*=0.3771mmol·(L·s)-1。通过对GGT的失活动力学分析得到,失活反应级数为1.313,说明在GGT活性部位至少有一个谷氨酸(或天冬氨酸)残基参与催化反应。     

pH值控制下γ-氨基丁酸分批发酵动力学模型

在3.7 L发酵罐中研究短乳杆菌CGMCC NO.1306控制pH=5.0发酵生产γ-氨基丁酸(GABA)的过程。结果表明,γ-氨基丁酸的发酵过程大致分为菌体生长和产物合成2个阶段。基于Logistic方程和改进的Luedek ing-P iret方程,分2个阶段建立了控制pH=5.0的细胞生长、底物消耗以及GABA合成动力学模型,运用MATLAB 6.0软件处理实验数据和模型,拟合出描述发酵过程的模型参数。经验证,模型的拟合结果和实验值吻合较好,表明此动力学模型对指导GABA的发酵生产具有实际意义。     

γ-氧化铝硫化行为的动力学研究

采用热重法研究了γ-氧化铝在二氧化硫气氛下的硫化行为的影响因素，并进行了动力学分析。研究结果表明：二氧化硫的体积分数对γ-氧化铝的物理吸附有较大影响，对化学吸附影响不大；水蒸气的存在对γ-氧化铝的硫化行为是至关重要的；γ-氧化铝与二氧化硫的反应级数是0，活化能为110553．94J／mol。总体来说γ-氧化铝对二氧化硫是非活性的。     

顺酐气相加氢制备γ-丁内酯的动力学研究

在等温积分固定床反应器上,采用正交实验设计方法,在220～250℃、顺酐(MA)液体空速0.2～0.7 h-1、H2/MA摩尔比150～300条件范围内,在Cu-Zn-Al为催化剂上对顺酐加氢生成γ-丁内酯反应动力学进行了研究,得到的动力学方程为:r=2.57×1014×exp(-1.32×102/RT)×CMA,该反应的活化能为Ea=132kJ·mol-1.     

L-谷氨酰肼为底物酶法制备茶氨酸

采用一种廉价的底物L-谷氨酰肼代替L-谷氨酰胺,成功地合成了茶氨酸,并且对该酶促反应的条件进行了初步优化。结果表明,以L-谷氨酰肼为底物时,γ-谷氨酰转肽酶(GGT)活性约是以L-谷氨酰胺为底物时的78.3%。该酶促反应的最适条件为:pH=10,反应温度40℃,n(L-谷氨酰肼)∶n(乙胺)=1∶10,L-谷氨酰肼初始浓度0.3mol/L。利用以上条件进行了茶氨酸的小量制备,投料L-谷氨酰肼50g,乙胺140g,反应40h,L-谷氨酰肼的摩尔转化率达84.1%,经离子交换树脂分离产物,得到31.8g高纯度茶氨酸。该结果显示良好应用前景。     

催化重整集总动力学模型(Ⅰ)模型的建立

根据集总指导原则,从催化重整的反应机理出发,建立了十六集总催化重整动力学模型.该模型不仅简单可行,且能适用于不同生产方案的重整反应,具有较强的适用性和良好的拟合性.     

Ca2+对枯草芽孢杆菌γ-谷氨酰转肽酶活性和热稳定性的影响

γ-谷氨酰转肽酶(γ-glutamyltranspeptidase,GGT)可将γ-谷氨酰基从酰基供体催化转移至相应的受体上,形成新的γ-谷氨酰基化合物.今针对GGT稳定性差的缺陷,采用添加Ca2+的方法对其进行稳定化.研究了Ca2+对枯草芽孢杆菌GGT活性及热稳定性的影响.以4 mmol·L-1 CaCl2于37℃下...     

酶法分离制备γ-氨基丁酸和L-天冬氨酸

以L-谷氨酸(L-G lu)和L-天冬氨酸(L-Asp)两种混合酸性氨基酸〔m(L-G lu)∶m(L-Asp)=1∶1〕为原料,利用大肠杆菌菌体内脱羧酶对L-谷氨酸的专一脱羧作用,酶法分离制备了γ-氨基丁酸和L-天冬氨酸。考察了转化体系温度、pH等影响L-谷氨酸脱羧酶活力的主要因素,实验表明,最佳工艺条件为:温度35℃,转化体系pH=5.0,ρ(菌体)=6 g/L,ρ(Tween80)=0.15 g/L,菌龄16 h,ρ(底物)=60 g/L。L-谷氨酸脱羧酶在最适转化条件下比酶活高达15 036 U。1 g湿菌体可重复使用3次共转化L-谷氨酸和L-天冬氨酸混合物30 g,其中L-谷氨酸完全转化为γ-氨基丁酸。γ-氨基丁酸及L-天冬氨酸的总收率可分别达到理论收率的88%和90%。     

大肠杆菌和枯草芽孢杆菌来源γ-谷氨酰转肽酶的克隆表达和性质比较

γ-谷氨酰转肽酶(GGT)是生物体内谷氨酰循环的关键酶,在生物有机合成领域具有重要的应用价值。今建立了大肠杆菌和枯草芽孢杆菌GGT的克隆、重组及诱导表达方法。在此基础上,分别考察了重组大肠杆菌GGT(rE_GGT)和重组枯草芽孢杆菌GGT(rB_GGT)的催化特性和稳定性。结果表明,rE_GGT对供体对硝基苯胺(GpNA)的亲和力(Km)优于rB_GGT,但rB_GGT的催化常数(kcat)高达3.48×105 s?1,是rE_GGT的20倍。稳定性研究表明,rE_GGT在pH 6~9和T45℃条件下的稳定性明显优于rB_GGT;但当温度超过45℃时,rB_GGT的稳定性更佳。通过对rE_GGT和rB_GGT的氨基酸组成及其大、小亚基界面相互作用力的分析表明,rE_GGT大小亚基间疏水键的数目明显多于rB_GGT,有助于稳定其四级结构,使其在中低温下具有良好的稳定性;而rB_GGT氨基酸组成中荷电残基和芳香族残基的比例较高,可有效维持其二级结构的稳定性。     

固定化γ-谷氨酰转肽酶催化合成γ-L-谷氨酰-L-半胱氨酸

以环氧基树脂Eupergit C250L为载体对B.subtilis NX-2 GGT进行了共价固定化.固定化酶的最适作用pH为9.0,最适作用温度为60℃.固定化酶的热稳定性和贮存稳定性均较游离酶有显著的提高,经100 d 20个批次转化后,固定化残余酶活仍能保持初始值的80%左右.以固定化酶为催化剂,在反应条件为L-谷氨酰胺(Gln)20 mmol/L、S-苄基-半胱氨酸(S-Bzl-cys)20 mmol/L、酶浓度0.0375 U/mL和pH 9.0条件下,40℃水浴反应22 h,转肽产物S-苄基-y-L-谷氨酰-L-半胱氨酸(S-Bzl-GGC)得率为4.3 mmol/L,较游离酶提高了11.96%.S-Bzl-GGC经酸解脱除保护基后可得γ-L-谷氨酰-L-半胱氨酸,产物纯度可达94.1%.     

基于自由基反应机理的芳烃液相氧化动力学模型

基于自由基链式反应机理,概括性地提出了芳烃液相氧化的基元反应步骤。针对芳烃氧化的特点对动力学模型进行了简化处理,减少了模型参数。运用提出的建模方法,建立了3个氧化实例的动力学模型,包括对二甲苯(PX)氧化生产对苯二甲酸(TPA)、对甲基苯甲酸(p-TA)氧化生产TPA、乙苯(EB)氧化生产乙苯氢过氧化物(EBHP)。拟合回归结果表明,上述动力学模型对实验数据的拟合效果均较好,最大拟合偏差不大于10%;并且涉及链传递和链终止反应步骤的共用参数不随反应条件而改变。     

分子水平动力学模型在催化裂化反应中的应用

催化裂化反应作为一个重要的原油二次加工过程,反应中存在成百上千的物质和化学反应,是一个典型的复杂反应体系,建立这些复杂反应的分子水平动力学模型是动力学研究的重点之一。开发分子水平动力学模型对认识催化裂化反应和工艺开发具有重要的理论和现实意义。本文详细地介绍了近年来国内外催化裂化反应分子水平动力学模型具有代表性的研究成果,对比了单事件模型、结构导向型集总、KMT、熵近似因子模型以及结构化模型等动力学模型的特点、使用范围及优缺点。指出建立更为细致的分子水平动力学模型来预测关键组分的收率、产物的组成和性质将是催化裂化动力学模型研究领域以后发展的主要方向。     

对二甲苯液相催化氧化动力学(Ⅰ)反应机理和动力学模型

针对PX高温液相催化氧化过程的特点开发了一套气液固三相反应实验技术，进行了氧化过程的动力学实验研究.根据自由基反应机理和Co-Mn-Br三元催化体系的作用机制对PX氧化过程进行了深入的剖析，分析了芳烃中甲基和醛基的各步氧化机理及其与催化剂循环之间的耦合作用.在此基础上推导出关于反应物浓度的动力学模型，并根据实验数据计算出各动力学参数.     

γ-谷氨酰转肽酶及其应用

γ-谷氨酰转肽酶(EC2 3 2 2,γ-GT)在生物体内分布相当广泛,从细菌到哺乳动物体内都有它的存在。该酶能催化3种类型的反应、转肽反应,自转肽反应和γ-谷氨酰基的水解反应。γ-GT在临床检测中可作为生物标志物,已经用作肝脏和其他疾病的常规检测指标。该酶在生物催化合成中也有相当重要的应用,利用此酶可以合成多种含γ-谷氨酰基的化合物。     

低温液相甲醇合成反应动力学模型与参数估计

由低温液相甲醇合成的反应机理出发 ,考虑了均相和多相催化剂的不同作用及不同的吸附方式 ,导出了两步法低温液相甲醇合成的动力学模型 .结合搅拌釜中测得的动力学数据 ,对动力学模型进行了筛选和参数回归 .结果表明氢气为分子吸附 ,反应为双位吸附反应 ,甲醇脱附为反应控制步骤的反应动力学模型能较好地拟合实验数据 .由此得到了低温液相甲醇合成反应动力学模型方程 ,模型满足F检验 ,且参数符合各自的物理意义 .该动力学模型由于是对两步反应综合起来进行动力学分析 ,因而结果可在反应器数学模型中应用     

γ—烷基—γ—丁内酯的制备和应用

论述了γ-烷基 -γ-丁内酯的各种制备方法、应用 ,指出以价廉易得丙烯酸和 /或丙烯酸甲酯为原料制备γ -烷基-γ -丁内酯的方法是一条理想的生产路线     

酶法制备D-谷氨酸和γ-氨基丁酸的工艺研究

考察了大肠杆菌AS1．505的L-谷氨酸脱羧酶对L-谷氨酸的专一脱羧作用,分析了转化体系温度、pH值等因素对L-谷氨酸脱羧酶活力的影响。实验结果表明最佳工艺为：温度37℃,转化体系pH值4．8,茵体浓度6g／L,吐温-800．15g／l,菌龄14h,底物浓度50g／L。L-谷氨酸脱羧酶在最适转化条件下比酶活可以达到15036U。1g湿菌体可重复使用3次共转化DL-谷氨酸25g,其中L-谷氨酸可以完全转化为γ-氨基丁酸。D-谷氨酸及γ-氨基丁酸的总收率可以分别达到理论收率的87％和85％。     

γ-癸内酯的酶法拆分研究

研究了脂肪酶对γ-癸内酯(GDL)对映催化选择性水解反应,考察了各种因素对酶促水解拆分过程的影响。试验结果表明,水解产物-大量的酸会抑制脂肪酶的活性,采用高浓度的磷酸盐缓冲液可有效地稳定系统的酸碱度,使酶促反应顺利进行。在磷酸缓冲溶液体系中缓冲液pH=7.8,底物浓度为0.6mol/L,反应时间2.5小时,反应温度43℃为γ-癸内酯酶促水解拆分的最佳工艺条件。     

化学酶法合成γ-L-谷氨酰-L-半胱氨酸

以Bacillus subtilis NX-2产γ-谷氨酰转肽酶为催化剂,以L-谷氨酰胺和S-苄基-L-半胱氨酸为底物,利用转肽反应合成了S-苄基-γ-L-谷氨酰-L-半胱氨酸,考察了反应时间、初始酶浓度、供体/受体比以及投料方式等条件对反应过程的影响.结果表明,在L-谷氨酰胺浓度为20 mmol/L,S-苄基-L-半胱氨酸浓度为20 mmol/L,酶浓度为0.0208 U/mL以及pH9条件下,于40℃水浴中反应3 h,S-苄基-γ-L-谷氨酰-L-半胱氦酸得率为5.14 mmol/L,对谷胺酰胺的转化率为25.7%.采用分批投料方式可有效提高谷氨酰供体转化率.S-苄基-γ-L-谷氨酰-L-半胱氨酸以三氟甲磺酸脱除苄基保护基,经RPC纯化后可得产物GGC,产物纯度为91.2%,收率为75.7%.