海狸磁珠固定化腈水解酶及其催化水解1-氰基-环己基乙腈的研究(3)
Fe3O4纳米粒子固定化酶有易于在磁场回收的优势。共价法固定化酶是用磁性Fe3O4纳米粒子需要改性或涂有具有化学活性的高聚物原子层去连接官能团。各种各样的酶，例如β-d-牛乳糖苷酶、醇脱氢酶、虫漆酶和α-淀粉酶可以固定在Fe3O4纳米粒子上。
1.4 加巴喷丁
加巴喷丁是一种新型抗癫痛药。加巴喷丁是第一个被批准用于治疗所有神经性疼痛疾病的药物[13]。加巴喷丁与其他药物无临床相关的相互作用，不经过肝脏代谢，无诱导或抑制肝微粒体酶作用及蛋白结合力较低，是比较理想的抗癫痫药物[14]。目前加巴喷丁的专利已过期,科学家们开始开展对该产品的价值研究,使全球对加巴喷丁原料药需求变得日益巨大，预计加巴喷丁原料药全球需求量每年将达2000吨,发展空间较广[15]。
1.5酶固定化的方法
吸附法是酶与载体表面之间以范德华力结合，往往比较弱[16]，使得酶与载体结合不牢，容易脱落。通常，这种力有氢键、离子键、疏水作用。因为价格低廉，载体可重复使用，酶易于回收。这是酶固定化技术中最为经济的方法。其缺点是可能会由于吸附剂引起酶变性。
包埋法是高聚物和酶单体之间的聚合，是为了使酶固定化，让聚合物包埋酶，从而实现酶的固定化的方法，酶活回收率较高[17]。该方法基本上没改变酶的结构，仅仅是将酶固定在聚合物形成的网格或微胶囊中。常用的包埋载体有明胶、海藻酸钠等。其缺陷是酶的体积不能太大，因为酶体积太大，会被聚合物形成一定的空间阻碍，影响包埋的过程。
共价结合法是一种较成熟的方法[18]，即以共价键将酶和载体结合，使酶得以固定的方法。
交联剂通常是双功能或多功能的试剂。由于交联过程中氨基咪唑基等基团极易参与反应，单用戊二醛做交联剂时极易造成酶失活[19]。
1.6腈水解酶的应用
腈水解酶可以把饱和或不饱和脂肪腈及其芳基取代衍生物水解催化生成相应的羧酸,尤其是具有光学活性的梭酸及其衍生物。例如,最简单的a-经基酸即轻基乙酸,广泛应用于化学品、医药、纺织等行业[20]。德国BASF公司最新产品(R)-扁桃酸,先由苯甲酸和氧氰酸反应生成消旋的扁桃腈,再选择合适反应条件,通过腈水解酶动态动力学拆分,可以定量转化生成(R)-扁桃酸。(R)-(-)-扁桃酸被大量用于半合成青霉素、头孢菌素类抗生素抗衰老药物和抗肿瘤药物等药物中[21]。Zheng等研宄利用腈水解酶,能够催化芳基脂肪腈。当这些底物的氰基对位被-CI或-N02基团取代时,腈水解酶对其表现出高水解活力,然而当对位有-0H、-CH3、-OCH3等取代基团时,酶的催化活力变得相对较弱[22]。化学方法选择性水解二腈很难实现,而利用生物酶法却可以轻松实现,尤其是腈水解酶能够轻松催化生成化学方法难以制备的含有氰基的羧酸。Dong等用蹄选获得的腈水解酶,用于选择性的水解二腈,例如用具有不同立体选择性的腈水解酶催化水解3-轻基戊二腈,分别生成S型和R型产物,转化率均高达98%[23]。化学工业和农业中,腈化合物得到广泛应用。例如,丙稀腈可以用作原料合成丙炼酸的前体物质,乙腈可以用作溶剂,2,6-二氯苯腈可以用作除草剂,它们的使用和排放对自然界造成了不同程度的污染。在这样情况下,腈水解酶以及产生腈水解酶的微生物可以被用来处理环境中的腈类污染物,具有很好的应用前景。例如,全细胞中的腈水解酶作为催化剂已被应用于聚合丙稀腈的降解[3]。
1.7磁性高分子微球的特点
功能团的微球，磁性高分子微球具备良好的磁效应、含有多种活性功能基团、良好的生物兼容性以及良好的表面效应和体积效应等特点，可以作为固定化酶载体，也有其特殊的优点，可以用来弥补传统方法的不足：可以很好地保持它的活性和稳定性，通过磁分离使得体系中酶的回收更加方便，提高了酶的稳定性及使用效率。磁性载体固定化酶放入磁场稳定的流动床反应器中，可以减少反应体系的操作，适合大规模连续化生产。[24] [25]
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