甲烷单加氧酶的模型化合物:以树脂为载体的双铁(Ⅲ)催化剂的合成、表征及催化性能的研究

使用树脂为载体,合成了6种新的双铁(Ⅲ)催化剂,成功的模拟了可溶性甲烷单加氧酶(MMO)的双核铁中心.这是首次使用树脂作为载体合成模拟MMO的非均相催化剂.在室温下以乙腈为溶剂,30%的过氧化氢或特丁基过氧化氢做氧化剂,环己烷或乙苯作为底物的反应中,催化剂具有MMO相似的催化活性.其中,使用大孔氨甲基树脂为载体合成的催化剂能有效地催化乙苯氧化得到较好的转化率(总收率达69.9%,TON值达55.3).同时研究了树脂的颗粒大小及阴离子供体对催化性能的影响.使用粒径0.675～0.280 mm的树脂和ClO-4的阴离子供体所合成的催化剂具有很好的催化活性.最后探讨了催化剂的回收和再利用.     

Mycobacterium E3休止细胞催化烯烃立体选择性环氧化

初步研究了ＭｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍＥ３的生长和产酶特性，利用ＭｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍＥ３休止细胞催化烷羟化和烯烃环氧化，研究结果表明，烷烃不能被羟化，烯烃环氧化具有底物选择性，对烯丙基型底物ＸＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２（Ｘ＝Ｈ，Ｃｌ，Ｂｒ，ＯＨ）取代基大小显著性环氧化活性，ＭｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍＥ３中烯烃单加氧酶和另一种结构未知的酶的存在导致烯烃环氧化过程中存在环氧化物的立体选择性形成和非立体选择     

甲烷生物催化氧化制甲醇—甲基球菌3021中甲烷单加氧酶催化性能的研究

甲基球菌３０２１中的甲烷单加氧酶在甲烷生物催化氧化制甲醇的反应中具有重要的作用。实验结果表明，３０２１菌的热稳定性好于其它甲烷氧化细菌可在４５℃反应５ｈ。在２００ｍｍｏｌ／Ｌ磷酸缓冲液中，它的甲醇累积速率比甲基弯菌ＩＭＶ３０１１高。乙二胺四乙酸，甲酸钠，ＮａＣｌ可明显增加甲醇累积量。     

甲烷单加氧酶的化学模拟--酚氧双羧酸根桥联Fe2(Ⅲ)和Mn2(Ⅲ)配合物合成、表征及催化性能

合成表征了酚氧、双羧基桥联双组氨酸的手性双铁核配合物和双锰核配合物,研究了它们催化亚碘酰苯对烯烃的环氧化反应和对环烷烃的羟化反应.结果表明这种Fe2(Ⅲ)和Mn2(Ⅲ)配合物均是有效的甲烷单加氧酶(MMO)模型化合物,其中Fe2配合物能较好地再现MMO的某些性质,如电子光谱等.Fe2配合物催化苯乙烯环氧化反应生成环氧苯乙烷的产率为840%(以催化剂计),且R-(+)-构型对映体过量(e.e.)达45.4%.相应的Mn2配合物则以7080%产率给出环氧苯乙烷,R-(+)-构型对映体过量51.6%.Mn2配合物还能够催化环己烯和环己烷的氧化反应,产物及其分布分别为环氧环己烷3880、环己烯醇603、环己烯酮189和环己醇1053、环己酮639%(以催化剂计).EPR研究表明MM=O是反应的活性中间体.     

双核铁配合物模拟甲烷单加氧酶催化烃类的分子氧氧化

以 [Fe2 Dhist(OAc) 2 ]BPh4·3H2 O为模型配合物、Zn粉为电子给体、HOAc为质子给体、甲基紫精 (MV2 +)为电子传递剂作为甲烷单加氧酶 (MMO)模拟体系在室温下实现了分子氧的还原活化和烃类的分子氧氧化 ,并用电子顺磁共振 (EPR)研究了分子氧的络合和活化过程 .结果表明 ,苯乙烯主要生成环氧苯乙烷 ( 1 396mol/1 0 0molFe2 配合物 )、苯甲醛 ( 1 6 1 6 0 )和苯乙酮 ( 986 ) ;环己烷生成环己醇 ( 9370 )和环己酮 ( 2 6 70 ) .FeⅣFeⅣ O是反应的活性中间体 ,由FeⅢFeⅢ 经还原、载氧、质子化形成 ,并与CC或C—H作用分别得到各氧化产物 .反应现象、EPR研究和产物分布与蚯蚓血红蛋白、MMO的有关过程十分相似 ,是一个良好的MMO模型体系 .相应的Mn2 ,FeZn及单Fe核配合物无活性 ,表明Fe2 核对产生催化活性是必需的 .     

颗粒性甲烷单加氧酶分离纯化方法的研究进展

颗粒性甲烷单加氧酶(pMMO)是甲烷氧化菌的特征酶之一,在生物催化方面具有广泛的应用前景,但由于其内膜蛋白的性质以及纯化过程中的不稳定性,使其生物化学性质、金属活性位点等方面仍存在许多未知和争议.着重总结了颗粒性甲烷单加氧酶的分离纯化方法,并对其活性以及与甲烷氧化菌素-Cu(methanobactin-Cu)和其他物质之间的作用关系进行了概述,以促进颗粒性甲烷单加氧酶的深入研究和应用.     

生物催化C-H键不对称羟基化反应的研究进展

C-H键的不对称羟基化反应是有机合成领域的研究热点和难点之一。生物催化的不对称羟基化反应具有较好的区域选择性和立体选择性,可作为化学催化C-H键不对称羟基化方法的有力补充,而目前关于生物催化的C-H键不对称羟基化反应的评论文章鲜有报道。本文结合本课题组的研究基础,根据底物类型,综述了生物催化链烷烃、环烷烃、芳香烷烃、烯烃、杂环化合物和天然化合物的不对称羟基化反应的进展,参考文献44篇。     

二十四元六氮大环双核铜(I)配合物的氧化去甲基作用: 单加氧酶的模拟

以5-溴-2-甲氧基-1, 3-苯二甲醛与二乙烯三胺通过[2+2]缩合,合成了一个新的六氮杂二十四元大环配体, 并在[Cu(CH3CN)4]ClO4存在下生成Cu(I)大环配合物, 然后在空气(或氧气)中氧化, 得到了新的大环双核Cu(II)配合物, 用多种方法对其进行了表征, 用1H NMR谱等方法鉴定了氧化产物。实验结果表明: 在Cu(I)配合物氧化过程中,能使配体环上的一个甲氧基发生断裂, 形成苯氧桥和水桥联的Cu(II)配合物。在木质素酶等单加氧酶的氧化过程中也伴随着氧化去甲基作用。本文首次用大环配合物对这一过程进行了模拟, 并测定了氧化反应中的吸氧量和吸氧速率常数。     

外源生长因子对甲烷单加氧酶活性和稳定性的影响

研究结果表明，外源生长因子（维生素Ｂ１２、ｄ－生物素、５－磷酸－吡哆醛、叶酸、原黄素、核黄素）的加入可以使Ｍｅｔｈｙｌｏｓｉｎｕｓ ｔｒｃｈｏｓｐｏｒｉｕｍ３０１１菌的生长量增加，但添加生物素、吡哆醛和叶抑制甲烷单加氧酶和可溶性甲烷单加氧酶酶活性，而维生素Ｂ１２、核黄素和原黄素则明显促进甲烷单加氧酶和可溶性甲烷单加氧酶酶活性，可使甲烷单加氧酶和可溶性甲烷单加氧酶酶活性分别提高４０％左右和１５－４０     

MethylomonasZ201细胞在戊二醛活化DEAE—纤维素上的共价固定化

以戊二醛活化的ＤＥＡＥ－纤维素为载体，采用共价键法固定化ＭｅｔｈｙｌｏｍｏｎａｓＺ２０１细胞，固定化细胞催化丙烯环氧化的最优细胞／载体比为３２ｍｇ干重细胞，最适ＰＨ值达温度分别为７．８和３５℃，用纯氧代替空气作为氧源，分别使游离和固定化细胞的ＭＭＯ活性提高了８％和３５％，外泊性电子给体甲酸钠对固定化细胞ＭＭＯ活性的激发作用小于游离细胞，失活动力学分析结果表明，固定化细胞的稳定性高于游离细胞。