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本文首先综述了目前手性化合物的研究成果,介绍了固定化酶的定义、制备方法、固定化对酶的活性影响及固定化酶的应用情况。 在实际应用中,利用游离酶作为催化剂有很多的局限性,因此本文主要研究Lipase QL的固定化。Lipase QL能够高选择性地催化R-1-苯乙醇的转酯化反应,因此以(R,S)-1-苯乙醇的拆分反应作为模型反应,考查固定化酶的效果。乙酸乙烯酯作为酰基供体兼溶剂,在有机相中1-苯乙醇与乙酸乙烯酯在脂肪酶的催化下发生不可逆的转酯化反应。具体反应方程式如下: 经过对两种固定化方法、四种载体的固定化效果的比较,选择载体涂布法为酶固定化方法,硅藻上为固定化载体。考察了固定化过程中各种影响因素对固定化酶转酯活力的影响。确定较佳的固定化条件为缓冲液pH9.2,浓度0.03mol/l,载体∶酶=5∶1,得到的固定化酶具有较高的转酯活力,为含相同蛋白量游离酶转酯活力的14.3倍,酶的回收率为89%。 考察了固定化酶催化转酯化反应的条件,并与游离酶进行比较。选用40℃,150rpm进行反应,固定化酶在1—苯乙醇浓度为3.0mol/L左右出现底物抑制现象;考察了含相同蛋白量的固定化酶和游离酶催化转酯化反应的全过程,当转化率达到50%时,前者所用的时间比后者缩短了5倍。固定化没有改变酶的底物选择性,反应中R—乙酸-1-苯乙醇酯的对映体选择性在98%以上。 考察了固定化酶的性质。固定化酶较游离酶有更好的热稳定性;将固定化酶用于催化转酯化反应的全过程,重复使用10次,酶活还保留有75.5%,操作稳定性较好;将固定化酶分别在4℃、30℃、40℃下放置56天,保留的活力分别是原来的70.4%、56%和45.7%,在4℃下贮存稳定性较好。 考察了另一种对R-1-苯乙醇具有高选择性的酶Lipase AS的固定化情况。利浙江大学硕士学位论文摘要用载体涂布法,硅藻土作载体,在缓冲液pH为8.5,浓度为0.05mol/1,载体:酶二13:1时得到的固定化酶具有较高的转酷活力。对固定化酶的热稳定性、重复利用情况的考查中,发现其在有机溶剂中失活严重。固定化酶的底物耐受能力较游离酶低。 建立了固定化酶催化转醋化拆分1一苯乙醇反应的动力学模型。V==K,[B]*[凡] K,+K:[B]*+K卵[Q]R+K。创[B]R[Q]R 根据实验数据,进行参数拟合,得到一组模型参数为: KP一0 .0003min一l、KA=o.95sgnunol几、KB一o.oo54mmol/L、KQ后o.000oZmmo一几、 KBQA=0.000011刃以们匡0拢 将不同浓度、不同酶量下的模型计算值与实验值进行比较,二者基本吻合,结果表明该模型能较好的反映实际情况。