水解酶催化多功能性及小分子調(diào)控反應(yīng)研究.pdf

1、自上世紀(jì)80年代以來(lái)非水酶學(xué)一直是化學(xué)和生物領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。相對(duì)于水相環(huán)境，酶在有機(jī)相中具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如能催化新反應(yīng)、增加非極性底物的溶解度、有利于酶與產(chǎn)品的分離及酶的再利用等，但活性通常比在水相中低，開展有機(jī)相中酶催化反應(yīng)和提高酶活性方法的研究具有重要的科學(xué)意義和潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　論文研究了南極假絲酵母脂肪酶B(CALB)催化Michael加成反應(yīng)及酰胺小分子的調(diào)控作用。在Michael反應(yīng)中，通過(guò)無(wú)酶、BSA、失活酶

2、及固定化載體的對(duì)照實(shí)驗(yàn)證實(shí)了酶活性中心的催化作用，CALB和酰胺在反應(yīng)中缺一不可。CALB/乙酰胺協(xié)同催化體系對(duì)不同底物的Michael加成反應(yīng)具有普適性，乙酰胺還能提高CALB催化Mannich反應(yīng)的活性。利用底物和酰胺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、氫鍵表征等手段研究CALB/乙酰胺的催化機(jī)理?？疾祯０穼?duì)CALB催化?；磻?yīng)的影響，利用核磁共振表征，進(jìn)一步探索酰胺在酶中的結(jié)合情況。
　　論文研究了豬胰脂肪酶(PPL)催化不對(duì)稱aldol反應(yīng)及小分子

3、調(diào)控作用。實(shí)驗(yàn)考察了水和甲酰胺兩種分子對(duì)PPL催化aldol反應(yīng)立體選擇性的影響，發(fā)現(xiàn)水和甲酰胺的調(diào)控作用機(jī)制是完全不同的;水能使酶在有機(jī)相中的構(gòu)象更松弛，進(jìn)而提高酶活性，而甲酰胺通過(guò)氫鍵作用提高環(huán)己酮的親核進(jìn)攻能力。從核磁共振譜圖中能檢測(cè)出甲酰胺和環(huán)己酮之間的氫鍵，同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)也證明了水和甲酰胺都是作為氫鍵供體起作用的。此外在酶促脫水反應(yīng)中，甲酰胺比水具有更多的優(yōu)勢(shì)。
　　論文建立了脂肪酶CALB/酰胺催化多組分反應(yīng)生成螺噁嗪

4、化合物的新方法，并實(shí)現(xiàn)PPL催化aldol反應(yīng)和CALB催化多組分反應(yīng)串聯(lián)成一鍋合成手性螺噁嗪化合物方法。實(shí)驗(yàn)通過(guò)合成中間體、同位素標(biāo)記和酶定向進(jìn)化等手段驗(yàn)證了CALB催化芳香醛、環(huán)己酮、硝基烯烴和乙酰胺多組分反應(yīng)的機(jī)理;以醛和環(huán)酮的aldol產(chǎn)物為下一步反應(yīng)的底物，考察了酶源、酶量、酰胺結(jié)構(gòu)、酰胺量、底物比例等條件對(duì)反應(yīng)的影響，合成一系列螺噁嗪類化合物，并考察這類化合物的熒光性質(zhì)。研究進(jìn)一步利用PPL催化aldol反應(yīng)和CALB催化多

5、組分反應(yīng)的串聯(lián)反應(yīng)，得到一系列手性螺噁嗪化合物。
　　論文研究建立D-氨基酸?；?DA)催化雙Michael加成合成螺[5.5]十一烷化合物及水調(diào)控方法，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)酰化酶DA具有催化1，3-二酮和(1E，4E)-1，5-二芳基-1，4-二烯-3-戊酮類化合物的雙Michael加成反應(yīng)的新活性，無(wú)酶、添加抑制劑和BSA的對(duì)照實(shí)驗(yàn)表明，雙Michael加成反應(yīng)主要是由DA酶活性中心催化的;實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)少量水對(duì)該雙Michael加成反應(yīng)