学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

亲水有机溶剂/无机盐/水两相体系和疏水//有机溶剂单相体系中的生物转化

作　者: 张艳
导　师: 赵凤生
学　校: 上海交通大学
专　业: 微生物与生化药学
关键词: 亲水有机溶剂/无机盐/水两相体系木瓜蛋白酶酪蛋白脂肪酶己酸乙酯
分类号: O611.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 125次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本课题研究在亲水有机溶剂/无机盐/水两相体系和疏水有机溶剂单相体系中的生物转化反应。亲水有机溶剂(如甲醇、乙醇、丙酮、乙腈)和无机盐(如NaCl、NaH2PO4、K2HPO4、Na2SO4)在水中可以形成亲水有机溶剂/无机盐/水两相体系。这种体系的上相主要含有机溶剂,下相主要含无机盐和水,具有分相快、成本低、毒性低等诸多优点,已用于萃取分离金属和生物物质,得到较好的效果,但是用于生物转化的研究还未见报道。本课题研究在这种新型两相体系中的生物转化,用木瓜蛋白酶在正丙醇/NaCl/水两相体系中催化水解酪蛋白为氨基酸。在这种两相体系中,酶和底物主要分配在下相,产物主要分配在上相,有利于反应的进行,其转化率比亲水有机溶剂单相体系、水单相体系、疏水有机溶剂和水组成的两相体系、双水相体系的转化率都高。考察了温度、pH值、正丙醇浓度、NaCl浓度、酶浓度、底物浓度对转化率的影响。适宜的反应条件为: 44%正丙醇、60g/L NaCl的两相体系中,含0.15 g/L木瓜蛋白酶、13 g/L酪蛋白,55℃,pH 5.6。反应5 h后,转化率达到99.5%。说明这种两相体系适合于木瓜蛋白酶的催化反应。还研究了在亲水有机溶剂/无机盐/水两相体系中,假单胞菌ATCC 11250转化L-苯丙酮酸为L-苯丙氨酸的反应,大肠杆菌ATCC 9637和固定化青霉素酰化酶转化青霉素G为6-氨基青霉烷酸(6-APA)的反应,发现亲水有机溶剂和无机盐都会抑制酶的催化活性。研究了猪胰脂肪酶在亲水有机溶剂/无机盐/水两相体系中催化正己酸和无水乙醇合成己酸乙酯的反应,发现水和亲水有机溶剂对脂肪酶的活性有抑制作用。因而这种两相体系不适合上述生物转化反应。在亲水有机溶剂/无机盐/水两相体系中的生物转化只适用于某些特殊的酶。有机溶剂单相体系是另一种常用的反应介质,此体系中不含或者只含有微量的水。研究了猪胰脂肪酶在疏水有机溶剂单相中催化己酸和无水乙醇合成己酸乙酯的反应,考察了反应介质、底物浓度、底物摩尔比、加酶量、反应时间对转化率的影响。发现在高底物浓度和低底物浓度的条件下,有机溶剂介质对反应的影响是不同的。采用中等底物浓度,lg P值适中的溶剂最合适。适宜的反应条件为:以环己烷为反应介质,正己酸浓度0.6 mol/L,正己酸摩尔数:无水乙醇摩尔数=1:1.25,加酶量15 g/L,反应温度37℃,反应24 h后,转化率达到90.5%。与文献报道的结果相比较,转化率相近,但底物浓度较高,为文献报道的1.5-3.0倍。

全文目录

摘要  2-4
ABSTRACT  4-9
1 文献综述  9-16
  1.1 亲水有机溶剂/ 无机盐/ 水两相体系  9-10
  1.2 木瓜蛋白酶与酪蛋白  10-12
    1.2.1 木瓜蛋白酶及其在分解蛋白方面的应用  10-11
    1.2.2 酪蛋白  11-12
  1.3 转氨反应制备L- 苯丙氨酸  12-13
  1.4 青霉素G 裂解制备6-APA  13
  1.5 脂肪酶与己酸乙酯  13-14
  1.6 立题依据及意义  14
  1.7 主要研究内容  14-16
2 亲水有机溶剂/水/无机盐新型两相体系的形成  16-23
  2.1 实验材料与仪器  16
  2.2 实验方法  16-17
    2.2.1 亲水有机溶剂/ 无机盐/水两相体系的分相条件  16-17
    2.2.2 体系p H 值的测定  17
  2.3 实验结果与讨论  17-22
    2.3.1 各种亲水有机溶剂/ 无机盐/ 水两相体系的组成  17-20
    2.3.2 两相体系的稳定性  20
    2.3.3 讨论  20-22
  2.4 小结  22-23
3 正丙醇/NaCl/水两相体系中木瓜蛋白酶水解酪蛋白  23-46
  3.1 实验材料与仪器  23
  3.2 实验方法  23-29
    3.2.1 试剂配制  23-24
    3.2.2 紫外分光光度法与高效液相色谱法测定酪氨酸  24-25
      3.2.2.1 酪氨酸的标准曲线绘制  24
      3.2.2.2 紫外分光光度法和高效液相色谱法测定水解样品中的酪氨酸的比较  24-25
    3.2.3 测定正丙醇/NaCl/水体系的相图  25-26
    3.2.4 测定各种两相体系中酶、底物和产物的分配系数  26
    3.2.5 酪蛋白在正丙醇/NaCl/水两相体系中的酶催化水解  26-27
    3.2.6 关于酪蛋白水解产生的氨基酸的分析  27-29
  3.3 实验结果与讨论  29-44
    3.3.1 紫外吸收法与HPLC 法测定酪氨酸的比较  29-32
      3.3.1.1 紫外吸收法与HPLC 法的酪氨酸标准曲线绘制  29-31
      3.3.1.2 紫外吸收法与HPLC 法测定水解样品中的酪氨酸的比较  31-32
    3.3.2 正丙醇/NaCl/水两相体系的相图  32
    3.3.3 木瓜蛋白酶、酪蛋白和芳香族氨基酸在几种两相体系中的分配  32-34
    3.3.4 5 种体系中酪蛋白的水解情况比较  34-36
    3.3.5 温度对正丙醇/NaCl/水两相体系中酪蛋白水解的影响  36-38
    3.3.6 pH 对正丙醇/NaCl/水两相体系中酪蛋白水解的影响  38
    3.3.7 正丙醇浓度对正丙醇/NaCl/水两相体系中酪蛋白水解的影响  38-39
    3.3.8 NaCl浓度对正丙醇/NaCl/水两相体系中酪蛋白水解的影响  39-41
    3.3.9 木瓜蛋白酶浓度对正丙醇/NaCl/水两相体系中酪蛋白水解的影响  41-43
    3.3.10 酪蛋白浓度对正丙醇/NaCl/水两相体系中酪蛋白水解的影响  43-44
  3.4 小结  44-46
4 亲水有机溶剂/无机盐/水两相体系中假单胞菌ATCC11250 转化L-苯丙酮酸为L-苯丙氨酸  46-55
  4.1 实验材料与仪器  46-47
  4.2 实验方法  47-48
    4.2.1 微生物培养  47
    4.2.2 微生物菌体生物转化  47-48
    4.2.3 L-天冬氨酸和L-苯丙酮酸在两相体系中的分配  48
    4.2.4 HPLC 测定条件  48
    4.2.5 结果计算  48
  4.3 实验结果与讨论  48-54
    4.3.1 底物和产物的高效液相色谱图谱  48-49
    4.3.2 底物在两相体系中的分配  49-51
    4.3.3 pH 对转化率的影响  51
    4.3.4 各种体系中的转化率  51-52
    4.3.5 NaCl和亲水有机溶剂对转化的影响  52-54
    4.3.6 讨论  54
  4.4 小结  54-55
5 亲水有机溶剂/无机盐/水两相体系中大肠杆菌ATCC 9637和固定化青霉素酰化酶转化青霉素G为6- 氨基青霉烷酸  55-64
  5.1 实验材料与仪器  55-56
  5.2 实验方法  56-58
    5.2.1 微生物培养  56-57
    5.2.2 微生物菌体或固定化酶生物转化  57
    5.2.3 HPLC 测定条件  57
    5.2.4 PDAB 法（对二甲氨基甲醛法）测定青霉素酰化酶酶活  57-58
    5.2.5 结果计算  58
  5.3 实验结果与讨论  58-63
    5.3.1 PDAB 法（对二甲氨基甲醛法）测定6- APA 的标准曲线  58-59
    5.3.2 发酵培养基的比较和优化  59-60
    5.3.3 各种体系中的转化率  60-61
    5.3.4 pH 对转化率的影响  61
    5.3.5 无机盐和亲水有机溶剂对转化率的影响  61-63
  5.4 小结  63-64
6 亲水有机溶剂/无机盐/水两相体系中脂肪酶催化合成己酸乙酯  64-70
  6.1 实验材料与仪器  64
  6.2 实验方法  64-65
    6.2.1 脂肪酶催化合成己酸乙酯  64-65
    6.2.2 气相色谱测定条件  65
  6.3 实验结果与讨论  65-68
    6.3.1 几种体系中的转化率  65
    6.3.2 水和亲水有机溶剂对转化率的影响  65-67
    6.3.3 表面活性剂对转化率的影响  67-68
  6.4 小结  68-70
7 疏水有机溶剂中脂肪酶催化合成己酸乙酯  70-79
  7.1 实验材料与仪器  70
  7.2 实验方法  70-71
    7.2.1 脂肪酶催化合成己酸乙酯  70-71
    7.2.2 气相色谱测定条件  71
  7.3 实验结果与讨论  71-77
    7.3.1 有机溶剂介质对酯化反应的影响  71-74
    7.3.2 酶催化合成己酸乙酯的条件优化  74-77
      7.3.2.1 正己酸与无水乙醇的摩尔比对酶催化合成反应的影响  74-75
      7.3.2.2 加酶量对酶催化合成反应的影响  75-77
      7.3.2.3 反应时间对酶催化合成反应的影响  77
  7.4 小结  77-79
8 结论  79-81
参考文献  81-85
致谢  85-86
攻读学位期间发表的学术论文  86-88

亲水有机溶剂/无机盐/水两相体系和疏水//有机溶剂单相体系中的生物转化

内容摘要

全文目录

相似论文