D-扁桃酸脱氢酶和L-亮氨酸脱氢酶级联催化的L-苯甘氨酸对映选择性生物合成

L-苯甘氨酸是重要的手性非天然α-氨基酸,可广泛用于合成多种食品添加剂及药物中间体,探索其绿色合成工艺具有重要的意义。 本研究将新型高活性的D-扁桃酸脱氢酶(LhDMDH)和L-亮氨酸脱氢酶(EsLeuDH)偶联,在辅酶内循环的前提下,仅需较低浓度的辅酶即可实现生物催化D-扁桃酸合成L-苯甘氨酸。 通过对加酶量、氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD⁺)浓度、NH₄⁺浓度和底物浓度等因素进行优化,获得了一个最经济的反应条件:200 mmol/L的D-扁桃酸、6.5 kU/L的加酶量、0.1 mmol/L NAD⁺、0.5 mol/L NH₄⁺的条件下、30 ℃,反应12 h,在此条件下,产物的得率和对映体过量(e.e.)值分别可达98%和99%以上,具有较大的产业化潜力,为实现L-苯甘氨酸规模化的生物合成奠定了坚实的基础。     

L-乳酸脱氢酶催化反应机理的理论研究进展

介绍Ｌ－乳酸脱氢酶可逆催化氧化Ｌ－乳酸生成丙酮酸的反应机理研究的最新进展。讨论底物及活性中心附近残基的构型对反应的影响以及Ｈ－离子转移的可能机理。     

L-乳酸脱氢酶抑制剂抑制成因的探讨

应用HF/3 21G研究了抑制剂H2N－CO－COO－对L 乳酸脱氢酶的抑制成因.结果表明,酶被抑制的主要原因有:(1)抑制剂与底物的稳定构象态在结构上极为相似,导致酶不能有效识别底物;(2)模型抑制剂各原子所带净电荷的优势使抑制剂更易与酶活性中心结合;(3)抑制剂通过对酶的诱导契合作用使酶活性中心的空间被缩小;(4)对活性中心有关结构的分析表明,底物的甲基分子片以及酶的氨基酸残基Gln 102,对催化反应能否顺利进行,影响极大.     

反胶束固定化乳酸脱氢酶的催化动力学性质研究

以十六烷基三甲基溴化铵(CATB)-辛烷-己醇反胶束体系对乳酸脱氢酶(LDH)进行固定化,试验了含水量、CTAB和己醇浓度对LDH固定化的影响。对游离酶和固定化酶的催化动力学性质研究表明:酶促反应的最适pH值分别为9.2和9.5,最适温度分别是37℃和43℃,对乳酸的米氏常数Km分别为1.4 mmol/L和2.3mmol/L。30℃时,游离酶存放2 h,约失活50%,而固定化酶仅失活10%,表明反胶束固定化LDH具有较好的热稳定性。     

L-乳酸脱氢酶催化反应机理的ab initio研究

应用ab initio方法在HF/6-31G*水平上对L-乳酸脱氢酶催化反应机理进行了研究.结果表明,H_R^-的转移是丙酮酸盐转化为L-乳酸盐反应的速度控制步骤,并且,H_R^-与H_R⁺的转移是准同步进行的.反应的活化能为168.37 kJ/mol,反应物的复合物与产物复合物的能量差为?87.61 kJ/mol,丙酮酸转变为乳酸是吸热反应.与文献报道的半经验研究相比,计算结果的显著特征是:过渡态中辅酶上的吡啶环呈准船式构象而非平面构象;反应的H_R⁺转移步骤在结构及电荷特征上与低位垒氢键很相似.此外,过渡态中底物与L-乳酸脱氢酶的活性位之间存在着相当强的静电作用,伴随着过渡态的形成,底物上羰基的极性逐渐增强,有利于H_R^-的转移.这些计算结果与相关实验结论一致.计算结果还表明,过渡态中的“氢负离子”H_R^-实际上是一个带0.13个单位正电荷的阳离子,这一结果与文献报道的半经验计算结果一致.     

L-磺基丙氨酸的电化学合成及表征

Ｌ 磺基丙氨酸是一种重要的生化试剂 ,在医药、化妆品、洗涤剂等行业应用广泛 ;目前主要是采用过氧化物、二甲亚砜、溴等氧化Ｌ 胱氨酸制备它[1 ,2 ] ,我们尝试采用间接电氧化法合成 ,其特点是在电化学合成时 ,氧化媒质循环利用 ,避免了使用较贵的氧化剂 ,省去了还原产物的后处理 ,工艺简单 ,成本低 ,产物纯度高 ,而且无“三废”排放 ,与化学合成法相比有明显优势。1　实验部分1 1　主要实验仪器Ｍ 1 730红外光谱仪 ;ＦＸ90Ｑ核磁共振波谱仪 ;ＴＧＡ 7型热重分析仪 ;ＣＤＲ 1型差动热分析仪。1 2　Ｌ 磺基丙氨酸的电化学合成在自制Ｈ型电…     

多酸导向的间苯二酚杯[4]芳烃[Co8]配位笼的组装及电化学性质

基于多金属氧酸盐（POM）的超分子配位笼的设计和组装引起了广泛的研究兴趣,但在合成过程中仍然存在挑战。本文中,我们报道了一例基于POM-杯芳烃的大型[Co₈]配位笼[Co₈（MTR4A）₆Cl₈]（α-SiW₁₂O₄₀）₂·30DMF·74EtOH （cage-1）,该配位笼由6个碗状间苯二酚杯[4]芳烃（MTR4A）分子、8个Co(Ⅱ)阳离子、2个α-SiW₁₂O₄₀^4-抗衡阴离子和8个Cl^-阴离子组装而成。值得注意的是,α-SiW₁₂O₄₀^4-阴离子通过氢键夹在层与层之间,形成一个三维超分子结构。此外,作为锂离子电池的负极材料,cage-1表现出良好的锂离子存储能力。cage-1也能够实现对亚硝酸盐（NO₂^-）的还原和抗坏血酸（AA）的氧化,是一种具有高活性的双功能催化剂。     

多酸导向的间苯二酚杯[4]芳烃[Co8]配位笼的组装及电化学性质

基于多金属氧酸盐(POM)的超分子配位笼的设计和组装引起了广泛的研究兴趣,但在合成过程中仍然存在挑战。本文中,我们报道了一例基于POM-杯芳烃的大型[Co₈]配位笼[Co₈(MTR4A)₆Cl₈](α-SiW₁₂O₄₀)₂·30DMF·74EtOH (cage-1),该配位笼由6个碗状间苯二酚杯[4]芳烃(MTR4A)分子、8个Co(Ⅱ)阳离子、2个α-SiW₁₂O₄₀^4-抗衡阴离子和8个Cl^-阴离子组装而成。值得注意的是,α-SiW₁₂O₄₀^4-阴离子通过氢键夹在层与层之间,形成一个三维超分子结构。此外,作为锂离子电池的负极材料,cage-1表现出良好的锂离子存储能力。cage-1也能够实现对亚硝酸盐(NO₂^-)的还原和抗坏血酸(AA)的氧化,是一种具有高活性的双功能催化剂。     

模拟酶微型反应器中糠醛催化氧化为糠酸

在水与有机试剂组成的非均相体系中，用β－环糊精（β-cyclodextrin,缩写：β－CD）衍生物模拟生物酶，以强力搅拌下分散在有机溶剂中的小水珠作为微型反应器进行糠醛催化氧化为糠酸的反应，停止搅拌后体系立即分层，产物在有机相，残留的原料和模拟酶在水相。本合成方法简单，溶剂和模拟酶能回收，不产生污染，催化效率较均相高，为绿色合成化学制备医药、化工产品提供了一种新合成体系。     

氯过氧化物酶-聚L-赖氨酸/GC电极的电化学特性

应用电化学方法在玻碳电极上修饰聚L-赖氨酸膜,以1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐做交联剂,固定氯过氧化物酶.修饰电极的循环伏安曲线呈现一对可逆的氧化还原峰,表明聚L-赖氨酸能够很好地促进氯过氧化物酶在电极表面的直接电子传递,这是一个受吸附控制并伴随有质子转移的准可逆电子传递过程.该电极有很好的稳定性,并能显著地电催化氧的电化学还原反应.     

醇脱氢酶电极的研制

通过化学交联法将醇脱氢酶(ADH)固定在玻碳电极表面(Φ=5mm),使用N-甲基吩嗪甲基疏酸盐(PMS)和铁氰化钾为介体、间接测定酶促反应中生成的还原辅酶Ⅰ(NADH)。工作电位+300mv(vs.SCE)乙醇测定的线性范围为0.05～1.0mmol/L,响应时间小于20s。如果电极每天测定30次,可以使用两周。并对电极的选择性进行了讨论。     

Electrochemical Studies of CO2-Reducing Metalloenzymes

Only two enzymes are capable of directly reducing CO₂: CO dehydrogenase, which produces CO at a [NiFe₄S₄] active site, and formate dehydrogenase, which produces formate at a mononuclear W or Mo active site. Both metalloenzymes are very rapid, energy-efficient and specific in terms of product. They have been connected to electrodes with two different objectives. A series of studies used protein film electrochemistry to learn about different aspects of the mechanism of these enzymes (reactivity with substrates, inhibitors…). Another series focused on taking advantage of the catalytic performance of these enzymes to build biotechnological devices, from CO₂-reducing electrodes to full photochemical devices performing artificial photosynthesis. Here, we review all these works.     

酶放大DNA电化学传感器的研究进展

DNA电化学传感器灵敏度高、选择性好、分析时间短和检测成本低,极大地推动了生物传感器的发展. 结合蛋白质酶、功能核酸酶的催化效率高与特异性好,可提高检测灵敏度和选择性. 本文评述了酶放大DNA电化学传感器的研究进展,并分析现存问题,展望发展趋势.     

Tb@C82异构体的分离及其电化学性质研究

通过制备型高效液相色谱分离获得了Tb@C₈₂的两种同分异构体,依据它们的UV-Vis-NIR吸收光谱推断它们分别具有C_2v和C_s对称性的碳笼结构,而且Tb是以+3价的形态内嵌于碳笼中的.电化学研究表明,C₈₂碳笼的对称性对Tb@C₈₂的还原过程的影响较小,而对其氧化过程影响较大.Tb@C₈₂的两种异构体的第一还原电位都比较高,是较好的电子受体材料;而且与Tb@C_2v（9）-C₈₂相比,Tb@C_s（6）-C₈₂氧化还原电位更高一些,说明后者比前者具有更好的接受电子能力.此外,我们观察到了Tb@C_2v（9）-C₈₂的七对可逆的氧化-还原电位,丰富并修正了前人报道的结果.     

尼古丁对乳酸脱氢酶活性的影响

用计时电流法成功地研究了尼古丁对乳酸脱氢酶活性的影响,测定了尼古丁存在与否对乳酸脱氢酶酶促反应的初速度V0、酶促反应最大反应初速度Vm及米氏常数Km。实验结果表明尼古丁对乳酸脱氢酶的活性有很大影响,但在高浓度的NADH存在下,尼古丁对乳酸脱氢酶活性的影响将得到大大降低。     

Carbon Monoxide Dehydrogenase Reduces Cyanate to Cyanide

The biocatalytic function of carbon monoxide dehydrogenase (CODH) has a high environmental relevance owing to its ability to reduce CO₂. Despite numerous studies on CODH over the past decades, its catalytic mechanism is not yet fully understood. In the present combined spectroscopic and theoretical study, we report first evidences for a cyanate (NCO⁻) to cyanide (CN⁻) reduction at the C-cluster. The adduct remains bound to the catalytic center to form the so-called CN⁻-inhibited state. Notably, this conversion does not occur in crystals of the Carboxydothermus hydrogenoformans CODH enzyme (CODHII_Ch), as indicated by the lack of the corresponding CN⁻ stretching mode. The transformation of NCO⁻, which also acts as an inhibitor of the two-electron-reduced C_red2 state of CODH, could thus mimic CO₂ turnover and open new perspectives for elucidation of the detailed catalytic mechanism of CODH.     

Isotope Substitution of Promiscuous Alcohol Dehydrogenase Reveals the Origin of Substrate Preference in the Transition State

The origin of substrate preference in promiscuous enzymes was investigated by enzyme isotope labelling of the alcohol dehydrogenase from Geobacillus stearothermophilus (BsADH). At physiological temperature, protein dynamic coupling to the reaction coordinate was insignificant. However, the extent of dynamic coupling was highly substrate‐dependent at lower temperatures. For benzyl alcohol, an enzyme isotope effect larger than unity was observed, whereas the enzyme isotope effect was close to unity for isopropanol. Frequency motion analysis on the transition states revealed that residues surrounding the active site undergo substantial displacement during catalysis for sterically bulky alcohols. BsADH prefers smaller substrates, which cause less protein friction along the reaction coordinate and reduced frequencies of dynamic recrossing. This hypothesis allows a prediction of the trend of enzyme isotope effects for a wide variety of substrates.     

微量乳酸脱氢酶毛细管电泳在线反应电化学检测方法的研究

以乳酸脱氢酶催化乳酸与NAD⁺反应生成丙酮酸与NADH和安培法检测NADH为基础,利用电泳中介微分析(EMMA)技术,研究了超微量乳酸脱氢酶的毛细管电泳在线反应的电化学检测方法,并从理论上对EMMA电泳图中的平台宽度和高度作了初步探讨.结果表明,在EMMA的恒高压和零高压两种模式下,使用直径为150μm和束状碳纤维电极,在+0.8V检测电位下,对LDH活性检测灵敏度分别为1.1nU和0.6nU;所导出的平台高度、宽度与实验条件的关系式对提高毛细管电泳分离效率和检测灵敏度有一定指导意义.     

双核二茂铁Schiff碱的合成、晶体结构和电化学性质

二茂铁单甲醛和联苯胺反应制备了标题化合物,用元素分析,1H NMR和X射线单晶衍射对其结构进行了表征.结构解析表明,标题化合物属于单斜晶系,P21/n空间群,晶胞参数为:a=0.590 6(2)nm,b=1.116 8(3)nm,c=1.963 9(5)nm,β=92.903(5)°,V=1.293 9(6)nm3,Z=2,Dc=1.479 Mg/m3,μ=1.148mm-1,F(000)=596,R1=0.060 2,wR2=0.126 6.该化合物由两个茂铁彼此通过Sch iff碱桥联,为中心对称,分子内Fe…Fe距离为1.7nm.电化学测量表明,两个茂铁之间的相互作用很弱.     

Indirect Flow-Injection Assays for Glucose-6-Phosphate Dehydrogenase/Glucose-6-Phosphate and Malate Dehydrogenase/L-Malate Using Immobilized Bacterial Luciferase

Abstract

Flow-injection procedures for the indirect determination of glucose-6-phosphate dehydrogenase, glucose-6-phosphate, malate dehydrogenase and L-malate are described. They are based on a coupled reaction with bacterial luciferase and oxidoreductase co-immobilized on cyanogen bromide activated Sepharose 4B. the limits of detection are 0.015 pmol for glucose-6-phosphate dehydrogenase, 0.03 pmol for malate dehydrogenase, 10^?8 mol^?1 for glucose-6-phosphate and 10^?6 mol l^?1 for L-malate. the reproducibility is less than 5% relative standard deviation (n=5) for all assays and the sample throughput is 60 h^?1.