亮氨酸脱氢酶催化底物偶联法合成 α-酮异己酸

构建了亮氨酸脱氢酶(LeuDH)催化的底物偶联反应体系, 打破氧化脱氨反应平衡, 同时制得高附加值的α-酮异己酸(α-KIC)和L-2-氨基丁酸, 并实现辅酶NAD⁺的高效循环再生. 基于LeuDH的底物专一性和催化动力学参数, 考察了不同酮酸底物对于底物偶联反应效率的影响, 选择转化率最高的2-丁酮酸作为偶联底物, 使α-KIC产率由单步氧化反应的2.75%提高至66.82%. 通过考察底物浓度、 pH值、 N{\mathrm{H}}_4^{+}浓度和辅酶NAD⁺浓度等反应条件对偶联反应效率的影响, 使α-KIC产率进一步提高至83.25%, 同时辅酶NAD⁺的总转化数(TTN)达到5.88×10⁵. 通过改变底物L-亮氨酸和2-丁酮酸的摩尔比, 能够将α-KIC的产率进一步提高至92.74%.     

D-半胱氨酸自组装膜对D-或L-天冬氨酸结晶行为的影响

在相同的实验条件下,研究了D-半胱氨酸自组装膜对D-或L-天冬氨酸结晶行为的影响.实验结果表明,不同手性的天冬氨酸在D-半胱氨酸自组装膜提供的手性模板环境下表现出某些令人感兴趣的结晶特点.在自组装膜的诱导作用下,D-或L-天冬氨酸都沿着[100]方向择优生长.然而,显微镜图象和高效液相色谱（HPLC）结果都表明,D-或L-天冬氨酸在D-半胱氨酸自组装膜上的结晶数量却有明显不同,L-天冬氨酸的结晶数量远远大于D-天冬氨酸的结晶数量.D-和L-天冬氨酸分子存在镜面对称关系,与D-半胱酸自组装膜接近过程中,空间位阻的差别造成了L-或D-天冬氨酸结晶数量的显著差异.     

L-缬氨酸对精氨酸酶Ⅰ抑制作用的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟与酶学实验相结合的方法, 研究了L-缬氨酸(L-Val)对野生型和突变型精氨酸酶Ⅰ的酶促反应动力学的影响. 精氨酸酶Ⅰ的活性口袋附近有一个较大的空穴C2, 分子动力学模拟结果显示, 突变Ile156Arg缩小了空穴C2的容积, 而实验结果表明, L-Val对突变型精氨酸酶Ⅰ抑制剂的半抑制浓度(IC₅₀)由3.06 mmol/L升高到6.26 mmol/L, 增加了1倍, 因此精氨酸酶Ⅰ可能存在一个位于空穴C2的调节位点, 并且L-Val可以结合于此干扰精氨酸酶Ⅰ的活性.     

生物组织中丝氨酸对映体的毛细管电泳-非接触式电导分离检测

采用高效毛细管电泳-非接触电导检测法, 使用未涂层石英毛细管(50 μm i.d.×45 cm, L_eff=40 cm), 以3.2 mmol/L氢氧化钠+0.4 mmol/L柠檬酸+2.5 mmol/L乙酸铜+5.0 mmol/L L-精氨酸+15.0 mg/L 羟丙基甲基纤维素为电泳运行液, 实现了未衍生化的D,L-丝氨酸对映体的基线分离和检测. 其线性范围为0.35~30 mg/L, 检出限(S/N=3)为0.10 mg/L. 对影响分离度的因素如手性选择剂、 电泳运行液的组成和浓度、 分离电压和进样方式等进行了探讨. 结果表明, 该方法无需衍生化预处理, 高效低耗, 可实现常见氨基酸共存组分的不干扰测定, 能有效测定小鼠脑组织样品中的D-丝氨酸含量.     

胶态磁组装分子印迹光子晶体及其对L-苯丙氨酸的响应性

将胶态磁组装光子晶体与分子印迹技术结合, 通过磁场诱导快速、 可逆地组装得到一种灵敏度高、 选择性强且响应速度快的胶态磁组装分子印迹光子晶体(CMA-MIPCs), 并将其用于L-苯丙氨酸(L-Phe)分子的响应性研究. 结果表明, 细乳液聚合法制得的L-Phe磁性分子印迹纳米粒子(MMIPs)具有规则的球形形貌和明显的核-壳结构, 平均粒径为104.3 nm. CMA-MIPCs对L-Phe分子的识别可直接通过光学信号进行表达, 当L-Phe的浓度从6.0×10^-7 mol/L增加至6.0×10^-4 mol/L时, CMA-MIPCs的衍射色发生从紫色到深黄色的明显变化, 最大衍射峰位置红移181 nm, 响应过程仅需1 min. CMA-MIPCs对L-Phe的结构类似物L-酪氨酸(L-Tyr)和L-色氨酸(L-Trp)均无响应性, 表明CMA-MIPCs具有良好的选择性.     

三环已基锡L-扁桃酸酯配合物的合成、结构及性质

三环己基氢氧化锡与L-扁桃酸(物质的量比1:1)在苯和乙醇混合溶剂中反应合成了三环己基锡L-扁桃酸酯。 经X射线衍射方法测定了其晶体结构,配合物属斜方晶系,空间群为P2₁2₁2₁,晶体学参数a=0.80825(4) nm,b=1.77151(8) nm,c=1.8385(2) nm,α=β=γ=90°,V=2.6324(2) nm³,Z=4,D_c=1.310 g/nm³,μ(MoKα)=9.92 cm^-1,F(000)=1080,R₁=0.0472,wR₂=0.1341。 中心锡原子与环己基碳原子和氧原子构成畸型四面体。 对其结构进行量子化学从头计算,探讨了配合物的稳定性、分子轨道能量以及一些前沿分子轨道的组成特征。 研究了配合物的热稳定性、电化学性能、圆二色谱和体外抗癌活性。     

菠萝蛋白酶催化合成寡聚L-酪氨酸

以菠萝蛋白酶为催化剂从L-酪氨酸甲酯聚合得到寡聚L-酪氨酸(O-L-Try)。 以0.8 U/mL蛋白酶在体积分数为7.5%的二甲亚砜(DMSO)缓冲液(pH=7.5,0.2 mol/L)中催化0.23 g/mL L-酪氨酸甲酯在50 ℃下聚合反应5 h后,O-L-Try产率达到65%。 通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)、氢核磁共振波谱仪(¹H NMR)、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)等技术手段表征了O-L-Try结构和性能特征。 结果表明,MALDI-TOF-MS测定的O-L-Try的聚合度主要为10。 ¹H NMR谱图分析得到的O-L-Try的平均聚合度为8。 拉曼光谱显示,O-L-Try的肽键特征峰位于1623 cm^-1(酰胺Ⅰ带)、1447 cm^-1(酰胺Ⅱ带)、1270 cm^-1(酰胺Ⅲ带)和648 cm^-1(酰胺Ⅳ带)。     

苹果酸酶结合域定点突变对烟酰胺腺嘌呤二核苷酸类似物催化性能的影响

通过对苹果酸酶(ME)辅酶结合域L310、Q401、L404饱和位点突变库与辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD⁺)类似物库的高通量筛选,研究了苹果酸酶结合域位点对NAD⁺及其类似物(B1~B7)催化活性的影响。 结果表明,突变后酶ME-Q401H/L404T对类似物B4的k_cat/K_m是野生型酶的50倍;突变后酶ME-L310M/Q401N对类似物B4的k_cat/K_m是野生型酶的16倍,对类似物B3的k_cat/K_m是野生型酶的5倍,因此通过对结合域定点突变,NAD⁺类似物的催化活性得到提高。     

Fe(Ⅱ)/2-酮戊二酸依赖型双加氧酶重组大肠杆菌全细胞催化合成4-羟基异亮氨酸

以L-异亮氨酸(L-ILe)为底物, 以异源表达Fe(Ⅱ)/2-酮戊二酸依赖型双加氧酶的重组大肠杆菌BL21/pET28a-ido全细胞作为催化剂, 催化合成4-羟基异亮氨酸(4-HIL). 基于重组异亮氨酸双加氧酶(IDO)催化异亮氨酸羟基化的性质和条件, 在摇瓶水平上对辅因子亚铁离子、 α-酮戊二酸(α-KG)及底物浓度进行了单因素优化. 获得的最佳反应条件为2 g/L FeSO₄·7H₂O, 底物与α-KG摩尔比为1∶1, 该条件下反应8 h可生成190 mmol/L 4-HIL. 结合摇瓶水平的最优条件, 在反应器水平上继续对搅拌速度、 菌体浓度等进行优化, 实现了对高底物浓度下催化反应的连续调控. 在50 g/L湿菌体及400 r/min转速下可一次转化合成400 mmol/L 4-HIL, 建立了全细胞催化合成4-羟基异亮氨酸的工艺流程.     

固定化细胞酶法拆分N-乙酰-D,L-3-甲氧基丙氨酸

利用氨基酰化酶固定化细胞酶法拆分了N-乙酰-D,L-3-甲氧基丙氨酸. 考察了温度、pH值、底物浓度、金属离子和拆分时间对酶促反应的影响. 确定了氨基酰化酶固定化细胞手性拆分N-乙酰-D,L-3-甲氧基丙氨酸的最佳工艺条件为pH=7.0, 反应温度50 ℃及底物浓度500 mmol/L. 10^-4 mol/L的Co²⁺和Mg²⁺对氨基酰化酶有显著激活作用, Cu²⁺和Zn²⁺对酶促反应有明显抑制作用. 在最佳条件下, 氨基酰化酶固定化细胞对N-乙酰-L-3-甲氧基丙氨酸的摩尔转化率达96%.     

中空纤维膜固定化甲酸脱氢酶催化CO_2合成甲酸

以紫外光表面接枝改性的聚乙烯(PE)中空纤维膜为载体,采用共价结合的方式固定化甲酸脱氢酶(FDH),考察了CO2通入方式、溶液pH值、缓冲液种类和还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的浓度对酶催化CO2合成甲酸反应的影响.结果表明,与加压法相比,CO2鼓泡法更有利于甲酸的生成;磷酸盐缓冲液优于Tris-HCl和盐酸三乙醇胺缓冲液;体系pH值对反应的影响较大,固定化FDH的最佳pH值仍为6.0,但pH耐受性增强;随着辅酶NADH浓度的增加,反应初速度加快,收率下降;游离酶和固定化酶的最大酶活分别为0.246和0.138mmol/(L.h);固定化FDH在4℃贮存两周后活性仅下降4%,而游离酶活性下降50%.FDH催化膜重复利用10次后,活性没有明显降低.     

醇脱氢酶在反胶束溶液中的催化动力学性质

以十六烷基三甲基溴化铵(CATB)-辛烷-己醇反胶束体系对醇脱氢酶(ADH)进行固定化,试验了含水量、酶液pH值、CTAB和己醇浓度对ADH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8.2和8.8,最适温度分别是31℃和20℃,对乙醇的米氏常数Km分别为12mmol/L和7.4mmol/L。在30℃时,游离酶存放150min后失活90%,固定化酶失活50%,表明反胶束固定化ADH有较好的热稳定性。     

L-扁桃体酸脱氢酶的电化学特性

应用电化学方法研究了基础工程酶（L-扁桃体酸脱氢酶）的电化学性质,探讨了其催化机理。以聚赖氨酸为促进剂,L-扁桃体酸脱氢酶黄素微区在裂解石墨棱面（EPG,edge-palne pyrolytic praphite)电极上有两对氧化还原峰（-0.481V和-0.605V vs.SCE,Tris缓冲溶液pH7.5,扫描速度20mV/s）,显示出酶的辅基黄素单核苷酸（FMN）与电极之间的电子传递过程。在此条件,L-扁桃体酸脱氢酶黄素微区不能催化L-扁桃体酸脱氢,但用二茂铁甲酸和细胞色素C作为媒介体,能促进酶催化反应有效地进行。     

基于可见吸收信号的乳酸脱氢酶光纤传感器

报道一种测定乳酸脱氢酶活力的基于可见吸收信号的光纤生物传感器，在该传感体系中，通过辅酶Ｉ的氧化还原对（ＮＡＤ＾＋／ＮＡＤＨ）将乳酸脱氢酶和心肌黄酶催化的两个脱氢过阳以耦合，第一个脱氢过程对分析对象进行了化学识别，第二个脱氢过程引起可见吸收信号的变化，该传感器对０～４００Ｕ／Ｌ的乳酸脱氢酶有线性响应关系，检测下限为４８ＵＬ，该传感器已用于人体血清中乳酸脱氢酶活力的测定。     

Construction of L‐Lysine Sensor by Layer‐by‐Layer Adsorption of L‐Lysine 6‐Dehydrogenase and Ferrocene‐Labeled High Molecular Weight Coenzyme Derivative on Gold Electrode

A ferrocene‐labeled high molecular weight coenzyme derivative (PEI‐Fc‐NAD) and a thermostable NAD‐dependent L ‐lysine 6‐dehydrogenase (LysDH) from thermophile Geobacillus stearothermophilus were used to fabricate a reagentless L ‐lysine sensor. Both LysDH and PEI‐Fc‐NAD were immobilized on the surface of a gold electrode by consecutive layer‐by‐layer adsorption (LBL) technique. By the simple LBL method, the reagentless L ‐lysine sensor, with co‐immobilization of the mediator, coenzyme, and enzyme was obtained, which exhibited current response to L ‐lysine without the addition of native coenzyme to the analysis system. The amperometric response of the sensor was dependent on the applied potential, bilayer number of PEI‐Fc‐NAD/LysDH, and substrate concentration. A linear current response, proportional to L ‐lysine concentration in the range of 1–120 mM was observed. The response of the sensor to L ‐lysine was decreased by 30% from the original activity after one month storage.     

A Rigidoporus Vinctus Alcohol Dehydrogenase and Its Characterization

Alcohol dehydrogenases (ADHs; E.C. 1.1.1.1) are widely distributed enzymes found in many microorganisms. ADHs are oxidoreductases that catalyze the NAD(P)⁺‐dependent conversion of alcohols to aldehydes or ketones as well as the reverse reaction. The ADH cloned from Rigidoporus vinctus (RvADH) was 1035 bp that encodes a protein of 344 amino acid residues with calculated molecular mass of 38.39 kDa. This ADH is belonging to the medium‐chain family (medium‐chain dehydrogenase/reductase (MDR) and has the highly conserved GXXGXXG sequence found in the MDR family which found as the coenzyme‐binding pocket. To characterize the ADH protein, the coding region was subcloned into an expression vector pET‐20b(+) and transformed into E. coli Rosetta (DE3). The recombinant His6‐tagged ADH was overexpressed and purified by Ni²⁺‐nitrilotriacetic acid Sepharose. The purified enzyme showed one band on 12 % sodium dodecyl sulfate‐polyacrylamide gel electrophoresis. The Michaelis constant (K_M) value of the recombinant enzyme for ethanol was 0.79 mM. In substrates specificity analysis showed that RvADH had great oxidative activity toward primary alcohols. However, the less activtiy toward secondary alcohols and alcohol derivatives were compared with ethanol. Regarding the reductase activity showed low or even no activity to aldehydes and ketone.     

酶荧光毛细管分析法测定微量血清中乳酸脱氢酶活性

基于丙酮酸/还原型辅酶I/乳酸脱氢酶(LDH)/乳酸/氧化型辅酶I荧光猝灭体系和荧光毛细管分析技术,建立了可用于微量样品中LDH酶活性测定的方法。优化的测定条件为:激发及发射波长分别为350和460nm;测定温度为25℃;酸度为pH 6.5;NADH浓度为300μmol/L;丙酮酸浓度为1.2mmol/L。本方法的测定范围为50～1500IU/L,检出限为30IU/L,相对标准偏差2.1%～2.2%(n=10),回收率在96.4%～105%范围内。本方法操作简单,每次测定仅需样品2.0μL、试剂18.0μL,分析速度约为30样/h,利用本方法测定了微量血清中LDH的活性。     

壳聚糖固定化乳酸脱氢酶的制备及酶学性质研究

以磁性壳聚糖作为载体,戊二醛作为交联剂,对乳酸脱氢酶(LDH)进行固定化.固定化的最适条件为:戊二醛浓度6%,pH值7.5,酶的偶联时间2 h.对游离及固定化LDH酶学性质的研究表明,酶促反应的最适pH值为9.2,最适温度分别为37℃和50℃,对乳酸的表观米氏常数分别为1.6 mmol/L和0.9 mmol/L.游离酶和固定化酶在40℃放置150 min后,其活力分别为最初的56.5%和76.1%.固定化酶在4℃贮存4周后,活力仍保留50%以上.固定化酶在室温下与底物重复反应6次后,活力仍保留60%以上,说明固定化酶具有较好的热稳定性、贮存稳定性和复用性.     

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.     

基于碳纳米管修饰电极的甲醛生物传感器

利用甲醛脱氢酶和羧基化多壁碳纳米管修饰的丝网印刷电极,制备了基于还原型辅酶Ⅰ检测的甲醛生物传感器,并优化了传感器的检测条件.结果表明,此传感器对甲醛有较好的电催化氧化作用,显著降低了甲醛的氧化峰电位.在0.001～11nmol/L范围内,响应电流与甲醛的浓度线性相关,其线性回归方程为z(μA)=0.944c(mmol/L,) +0.0623,相关系数为0.9934,响应时间约为20 s,检出限为0.2 μmol/L( S/ N=3).