腈水合酶及其在丙烯酰胺生产中应用的研究进展.pdfVIP

15 No1 第15卷第1期 化学研究 Vol 11竺兰!旦 腈水合酶及其在丙烯酰胺生产中应用的研究进展 马武生1，马同森1，杨生玉2 10Ⅲ南大学化学化工学院，河南开封475001；2．河南大学生命科学学院，河南开封475001 摘要：对近年来国内外腈水合酶的研究进行了回顾，就腈水合酶的种类、分布、生理合成调节、结构特点、反应 机理、光敏性、热稳定性等方面及影响酶活性的几个主要因素做了具体的阐述．并进一步探讨了其在工业中的应 用和发展，提出了一些建议和设想 关键词：腈水合酶；丙烯酰胺；丙烯腈；催化机理 中图分类号：Q555 文献标识码：A its AdvancesofNitrile and HydrataseApplication inProductionof Acrylamide MA Wu—shen91，MATong．senl，YANGSheng—yu2 475001，Henan，China； r1．CollegeofChemistryⅡr“ChemicalEngineering,HenanUniversity,Kalfeng 2Collegeof断Science．1lenanUnlaers畸．Kaffeng475001．Henan．cbm Abstract：Somecharacterson and synthesisadjustment，design species，distribution，physiological and factorswhicheffect ae— othermain feature，mechanism，photo-reactivity，thermostablitityenzyme aboutnitrile wasreviewed to researchesofdomesticand tivity hydratase accordingmanyyears foreign scholars．Andfurtherwasdiscussedaboutnitrile and applicationdevelopment．Some study hydratase inthefutureresearchare perspectives presented． mechanism Keywords：nitrilehydratase；acrylamide；aerylon；catalytic 丙烯酰胺是一种重要的有机化工原料，以其单体合成的产品不下百种，其中聚丙烯酰胺用途广泛，在采 油、水处理、地质、冶金及造纸等行业中被广泛使用，尤其是石油工业中聚丙烯酰胺的应用更为突出”o．传统 的丙烯酰胺生产工艺有硫酸化学水解法和含还原铜金属催化剂的化学水合法．这两种方法都存在着工艺复 杂、产品精制困难、污染环境、副产物多等问题，1980年，Asano【21等人发现红球菌Rhodococcussp．N-774所产 腈水合酶可降解乙腈，从而开始了微生物法生产丙烯酰胺的研究．1985年，日本日东公司建成了世界上第一 个微生物法生产丙烯酰胺的工业性装嚣”。．与化学法相比，微生物法生产丙烯酰胺具有高效性、高选择性、 反应条件温和、成本低和环境污染小等优点，符合绿色化学的发展方向．我国利用微生物法生产丙烯酰胺起 步较晚，最早的报道见于1989年罗九甫”1等人研究产腈水合酶的恶臭假单胞菌用于生产丙烯酰胺．随着丙 烯酰胺的需求量不断增大，在腈水合酶产生菌方面的研究已成为一个热点，国内的学者在腈水合酶产生菌的 分离选育、酶的形成条件和发酵优化等方面做了大量工作，并取得了可喜的成果．近年来，国外学者对腈水合 酶的分子结构和性质进行了深入研究，从分子水平上揭示了腈水合酶的催化机理，这些性质的研究对提高酶 的催化活性和稳定性有重要的意义．作者就腈水合酶的种类、分布、反应特性、影响反应的因素及其在工业上 的应用前景作一论述． 收稿日期：2003—07—10． 作者简介：马武生 1977一 ，男．硬士生，从事微生物应用与环境分析检测研究． 万方数据万方数据 1腈水合酶的结构与性质 1．1腈水合酶的种类及分布 腈化合物一般属于高毒性化合物，然而一些微生物能利用此类化合物作为它们生长所必需的碳源和氮 源．一些学者对这些菌进行分离纯化及进一步的驯化培养，获得多株产腈水合酶的高产菌株，能将腈类化合 物水解为酰胺类或羧酸类化合物．目前已知能产生腈水合酶的微生物有红球菌、诺卡氏菌、假诺卡氏菌、棒状 杆菌、假单胞茵、产碱杆菌、短杆菌等，由此可见产腈水合酶菌的分布是相当广泛的． 虽然产腈水台酶菌的种类不同，但所有菌产生的腈水合酶却有一共同点——酶的活性部位都螯合有金 属离子作为辅助因子．按其所含的金属离子的不同，可将其分为两类：钴型腈水合