葡萄糖氧化酶和辣根过氧化物酶共固定化催化手性苯甲亚砜的合成研究

论文摘要

葡萄糖氧化酶（GOX）和辣根过氧化物酶（HRP）是常用的两种酶,前者多提取自黑曲霉发酵产物,而后者则来自天然植物辣根,两种酶在很多领域都有极为广泛的应用。本文对这两种酶的共固定化条件以及共固定化酶的性质进行了研究,并对共固定化酶（HRP是主酶, GOX提供H2O2是辅助酶）催化苯甲硫醚不对称氧化成苯甲亚砜的反应展开了研究。主要的实验结果如下:（1）共固定的研究。选定了D380大孔阴离子交换树脂和聚氨酯泡沫为固定化载体,采用共价结合法将双酶共固定于两种载体。最终D380固定化酶的总酶活力可达到56 U·g-1（载体）,固定化酶活得率为13%;聚氨酯泡沫固定化酶的固定化酶活得率为44%,酶活力为313 U·g-1（载体）。（2）酶学性质的研究。两种共固定酶的最适pH都为7.0,pH稳定性比游离酶得到了提高;固定化酶有较好的操作稳定性,经历10次操作后,D380固定化酶仍保留79.1%的活性,而聚氨酯泡沫固定化酶则为87.4%;两种固定化酶的最适温度为45℃,与25℃相比相对酶活力分别达到了132%和141%;固定化酶的热力学稳定性也得到了提高。（3）手性苯甲亚砜的合成。两种固定化酶用于水-有机共溶体系将苯甲硫醚的选择性氧化苯甲亚砜的研究结果表明,该反应的产物（S）-苯甲亚砜对映体过量;游离酶无论在产物得率还是在产物ee值上都比固定化酶逊色不少;有机共溶剂以叔丁醇效果最好;苯甲硫醚的最适浓度为2.0 mM,葡萄糖最适浓度为5 mM;聚氨酯泡沫固定化酶的最适温度为35℃,D380树脂固定化酶为30℃;搅拌（或摇床）转速聚氨酯泡沫固定化酶和D380树脂固定化酶分别取160rpm和140 rpm;最终,D380树脂固定化酶产物得率和ee值分别为93%和58%,聚氨酯泡沫固定化酶为89%和52%;以辛基葡萄糖代替葡萄糖被证明是可行的,但是有待进一步的研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 葡萄糖氧化酶的研究进展
• 1.2 辣根过氧化物酶的研究进展
• 1.3 酶的固定化研究进展
• 1.4 课题意义和研究内容
• 第二章 葡萄糖氧化酶和辣根过氧化物酶的共固定
• 2.1 材料与方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 水相游离双酶的共作用比例
• 2.2.2 树脂固定化
• 2.2.3 聚氨酯泡沫固定化
• 2.3 本章小结
• 第三章 共固定化酶的酶学性质研究
• 3.1 材料与方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 固定化酶的最适pH 和pH 稳定性
• 3.2.2 固定化酶的操作稳定性
• 3.2.3 固定化酶的热稳定性
• 3.2.4 动力学常数
• 3.3 本章小结
• 第四章 共固定化酶用于手性苯甲亚砜合成的研究
• 4.1 材料与方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 反应过程曲线
• 4.2.2 有机共溶剂的选择
• 4.2.3 有机共溶剂浓度对反应的影响
• 4.2.4 温度对反应的影响
• 4.2.5 苯甲硫醚浓度对反应的影响
• 4.2.6 葡萄糖浓度对反应的影响
• 4.2.7 转速对反应的影响
• 4.2.8 以辛基-葡萄糖代替葡萄糖对反应的尝试
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结与建议
• 5.1 总结
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文