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表面活性剂对β-葡萄糖苷酶催化合成红景天苷的影响

作　者: 姜骉麟
导　师: 王梦亮
学　校: 山西大学
专　业: 应用化学
关键词: 生物催化 β-葡萄糖苷酶逆水解反应表面活性剂
分类号: TQ464.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

糖苷类化合物作为一类具有较高生理活性和药理活性的糖类药物,历来都是药物化学的一个研究热点领域。红景天苷系糖苷类药物中的一类典型化合物,具有抗疲劳、抗衰老等优良的药理活性。目前,被用于药物使用的红景天苷主要是从植物中提取获得,但植物中红景天苷有效成分含量偏低,远不能满足市场需求,这就亟需探索出高效制备红景天苷的途径以满足市场需求。迄今为止,人工制备获取红景天苷的方法有化学合成法、愈伤组织培养合成、生物催化合成等,其中,生物催化合成以其具有独特的高立体、区域选择性,操作简单,反应条件温和等特点而受到广大研究者的亲睐。近年来,介质工程研究成为生物催化合成的热门领域,尤其围绕以离子液体作为新型、绿色的反应介质的酶促反应,进行了广泛的探索研究。研究表明,表面活性剂在酶促反应中具有维持酶活性等方面的功效,但表面活性剂对酶催化反应的影响研究主要涉及脂酶,纤维素酶,磷脂酶等酶促反应,而在糖苷类化合物的催化合成反应中的应用却鲜见报道。基于上述缘由,本论文在纯水相、水-有机两相体系反应介质中分别引入了不同类表面活性剂,考察了它们对β-葡萄糖苷酶活性的影响变化,以及各自反应体系中对酶催化反应底物转化率的影响。此外,鉴于非离子表面活性剂吐温-20(Tween20)表现出优良的维持酶活稳定性功效,课题制备了吐温-20-酶复合物,在水-有机单相体系中考察了该复合物酶活性的变化。实验发现,在纯水相中,表面活性剂表现出一定的抑制酶失活的作用,其中以吐温-20的维活效果最为明显,当Tween20的添加浓度为10g/L时,在50℃下反应6天后仍检测到高达79.7%的余酶活量值。非离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基磺酸钠(SDS)表现出的抑制酶失活的作用略低于Tween20。受体系中多种因素的影响,在分别添加有CTAB和Tween20的反应组中,底物转化率均提高了1.5倍。在水-有机两相体系中,SDS对酶的失活体现出最为有效的抑制作用,其余表面活性剂均对酶失活起了不同程度的加速作用。在几类表面活性剂各自最适添加浓度下,CTAB, SDS, Tween20三组均将底物转化率从9.2%提高到11%左右。不添加表面活性剂所测得的初始反应速率最高,Tween20组次之,离子型表面活性剂添加组最低。对于SDS添加组,当反应介质体系中含水量为10%时,底物转化率可以达到22.3%。通过分离纯化,从枯草芽孢杆菌中得到一类脂肽表面活性剂。在水相体系中研究了它对β-葡萄糖苷酶酶活的影响。另以缓冲液-正己烷为反应体系,考察了脂肽对酶催化合成红景天苷的影响。在一定时间内,该脂肽对酶的活性有一定的维持作用,但随着时间的延长反而会加速酶的失活。在2.5g/L的添加浓度下,测得的底物转化率可达13.7%。Tween20-酶交联复合物在水-乙腈单相体系中的酶活保持优于纯酶,且混合体系中含水量越低,这种效果就越明显。

全文目录

中文摘要  10-12
ABSTRACT  12-14
第一章绪论  14-25
  1.1 糖苷类化合物的合成现状  14-21
    1.1.1 糖苷类化合物的简介  14-15
    1.1.2 酶催化合成糖苷  15-17
    1.1.3 酶催化反应介质研究  17-20
    1.1.4 固定化酶复合物的研究  20-21
  1.2 表面活性剂在酶催化反应中的应用  21-23
    1.2.1 化学合成类表面活性剂  21-22
    1.2.2 生物表面活性剂  22-23
  1.3 本课题的研究目的及内容  23-25
第二章表面活性剂在水相体系中对β-葡萄糖苷酶催化合成红景天苷的影响  25-34
  2.1 材料与方法  25-26
    2.1.1 实验材料  25
    2.1.2 主要仪器  25-26
    2.1.3 实验方法  26
  2.2 结果  26-31
    2.2.1 β-葡萄糖苷酶的活性  26-27
    2.2.2 表面活性剂及酪醇对酶活的影响  27-29
    2.2.3 红景天苷标准曲线的测定  29
    2.2.4 单个表面活性剂对底物转化率的影响  29-31
    2.2.5 混合表面活性剂对底物转化率的影响  31
  2.3 分析与讨论  31-33
  2.4 本章小结  33-34
第三章表面活性剂在水-有机两相体系中对β-葡萄糖苷酶催化合成红景天苷的影响  34-41
  3.1 材料与方法  34-35
    3.1.1 实验材料及仪器  34
    3.1.2 实验方法  34-35
  3.2 结果与讨论  35-39
    3.2.1 表面活性剂对酶活的影响  35-37
    3.2.2 表面活性剂对酶催化合成反应的影响  37-38
    3.2.3 两相体系中水浓度对底物转化率的影响  38-39
  3.3 本章小结  39-41
第四章一种脂肽类生物表面活性剂对β-葡萄糖苷酶催化合成红景天苷的影响  41-45
  4.1 材料与方法  41-42
    4.1.1 实验材料  41
    4.1.2 主要仪器  41
    4.1.3 实验方法  41-42
  4.2 结果与讨论  42-44
    4.2.1 脂肽表面活性剂对酶活的影响  42-43
    4.2.2 脂肽表面活性剂对酶催化合成反应的影响  43
    4.2.3 讨论  43-44
  4.3 本章小结  44-45
第五章 Tween 20-酶复合物在水/有机单相体系中酶活的变化  45-48
  5.1 材料与方法  45-46
    5.1.1 主要试剂  45
    5.1.2 主要仪器  45
    5.1.3 实验方法  45-46
  5.2 结果与讨论  46-47
    5.2.1 不同复合比例下的酶活  46
    5.2.2 水-乙腈单相体系中的酶活  46-47
  5.3 本章小结  47-48
第六章结论与展望  48-50
  6.1 主要结论  48-49
  6.2 展望  49-50
参考文献  50-55
攻读学位期间取得的研究成果  55-56
致谢  56-57
个人简况及联系方式  57-59

表面活性剂对β-葡萄糖苷酶催化合成红景天苷的影响

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