非水相中固定化脂肪酶催化特性及在手性化合物拆分合成中应用.pdfVIP

维普资讯 第20卷 第5期 分 子 催 化 Vo1．20，No．5 2006年 1O月 JOURNALOFMOLECULARCATALYSIS(CItlNA) 0ct． 20O6 文章编号：1001-3555(2006)05-0473-09 非水相中固定化脂肪酶的催化特性及其 在手性化合物拆分合成中的应用 严祥辉 ，薛 屏h，卢冠忠 (1．宁夏大学、能源化工重点实验室。银川750021；2．华东理工大学、工业催化研究所 。上海 200237) 关 键 词：固定化脂肪酶；手性化合物；拆分 ；非水相合成 中图分类号：0643．3 文献标识码 ：A 手性是人类赖以生存的自然界的本质属性之 提高，可以在较长时间内进行重复多次使用 ，因而 一 ， 对映体的存在是自然界中的一种普遍现象，许 简化了产物提纯工艺，提高了产率 ，降低了成本． 多手性药物的药理和生理作用多与体内相应靶分子 这些优势使得固定化脂肪酶具有广阔的应用前景， 之间的手性匹配和分子识别能力有关 ，因此，不同 也为非水相中脂肪酶在手性化合物的拆分与合成中 对映体显示了不同的药理作用，如导致灾难性致畸 的应用研究注入了新的活力． 的 “反应停”，其s一异构体有镇静作用，而尺．构型有 1脂肪酶的固定化 很强的致畸作用 ；s一构型心得安可抗心律失常，但 其尺一构型却具有抑制作用．因此光学纯药物供药比 脂肪酶的固定化方法大致分为物理法和化学 其混旋物有疗效更好、治疗成本更低、安全性更好 法．物理法主要有吸附法和包埋法；化学法有共价 的优点，对光学纯化合物的制备就显得尤其重要． 偶联法和交联法．在这些方法的原有基础上，新的 目前用具有对映立体选择性的脂肪酶作催化剂，对 固定化技术不断涌现，如交联酶晶体法、硅基质包 外消旋药物的光学拆分或光学活性药物的合成已成 埋法、脂质包埋法、分子印迹法等 ¨J．物理吸附法 为生物化学研发的重要领域． 制备固定化酶，对酶结构和活力影响较小，在非水 脂肪酶(LipaseEC3．1．1．3)属于特殊的水解 相中酶从载体上脱落程度较弱，因此应用于非水相 酶。它的天然底物是油脂，除了具有高催化效率、 中的固定化脂肪酶 目前多采用吸附法制备．脂肪酶 专一性、无污染性等生物酶的一般特性外，一个突 的来源、载体材料、固定化技术、溶剂、底物构成 出的特性是在异相体系中具备催化活性，即在油水 了酶催化反应的整个体系。这些因素直接影响着对 界面能够催化酯水解或醇解、酯合成、酯交换、内 手性化合物韵拆分效果．不同来源的脂肪酶，其适 酯合成、多肽合成、高聚物合成以及手性药物等有 宜的催化体系和活性不同，目前研究较多的是用于 机合成反应． 催化酯化、水解而拆分2一芳基丙酸类药物的柱状假 脂肪酶在常温常压温和条件下能够催化反应， 丝酵母脂肪酶(CandidaCylindracealipase，CCL)和 克服了高温高压蒸 裂解工艺高能耗的缺点，使许 皱褶假丝酵母脂肪酶 (CandidaRugosaLipase， 多难以进行的有机化学反应在酶作用下都能顺利地 CRL)；用于催化水解、转酯化而拆分醇类物质及其 进行，然而游离状态脂肪酶易失活，且不易回收。 衍生物的猪胰脂肪酶 (PorcinePancreaticlipase， 生产工艺过程难以实现连续化和皂动化．酶固定化 PPL)、假单胞菌脂肪酶 (PseudomonasspLipase， 技术正是基于解决上述不足而诞生和发展起来的． PSE)、南极假丝酵母脂肪酶(CandidaAntarcticaLi- 脂肪酶固