5-羥甲基糠醛(HMF)和糠醛是重要的生物基平臺(tái)化合物。N-烷基糠胺是諸多生物活性化合物的結(jié)構(gòu)單元,可以通過生物基呋喃還原胺化得到。目前,N-烷基糠胺主要通過化學(xué)催化制備得到。盡管化學(xué)法已取得了較大進(jìn)展,但該法仍存在羰基的自還原、亞胺或烯胺中間體的穩(wěn)定性較差、目標(biāo)產(chǎn)物胺的過度烷基化等問題。生物催化能有效克服上述問題。在眾多催化C-N鍵形成的生物催化劑中,還原胺化酶更具潛力;相比于轉(zhuǎn)氨酶和胺脫氫酶僅能催化伯胺的合成,還原胺化酶能催化生成仲胺。然而,生物催化生物基呋喃還原胺化合成N-烷基糠胺尚未見報(bào)道。源于Aspergillus aryzae的還原胺化酶(Asp Red Am)具有較寬的底物譜�；谏鲜銮闆r,本論文探究了Asp Red Am催化生物基呋喃還原胺化的可行性,并基于分子對(duì)接分析,對(duì)Asp Red Am進(jìn)行半理性分子改造以提高其催化生物基N-烷基糠胺合成效率;研究了還原胺化酶Asp Red Am催化羰基還原的多功能性。本研究取得的主要結(jié)果如下:1.Asp Red Am催化生物基呋喃還原胺化及分子改造。Asp Red Am不僅能催化HMF與正丙胺進(jìn)行還原胺化,而且還展現(xiàn)出催化HMF...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 生物基呋喃
        1.1.1 5-羥甲基糠醛
        1.1.2 糠醛
    1.2 胺類化合物
    1.3 還原胺化
        1.3.1 化學(xué)催化還原胺化
        1.3.2 生物催化還原胺化
    1.4 還原胺化酶的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及分子改造
        1.4.1 還原胺化酶的性質(zhì)
        1.4.2 還原胺化酶的結(jié)構(gòu)
        1.4.3 還原胺化酶的分子改造
    1.5 本研究的主要內(nèi)容和意義
第二章 AspRedAm催化生物基呋喃還原胺化與其分子改造
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 菌株和質(zhì)粒
        2.1.2 主要試劑
        2.1.3 培養(yǎng)基配制
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 重組表達(dá)載體的構(gòu)建及鑒定
        2.3.2 重組菌E.coliBL21(DE3)/pET28a-AspRedAm的誘導(dǎo)表達(dá)
        2.3.3 還原胺化酶AspRedAm的分離純化
        2.3.4 還原胺化酶AspRedAm催化HMF還原胺化可行性研究
        2.3.5 生物基N-烷基糠胺的化學(xué)合成
        2.3.6 底物摩爾比對(duì)AspRedAm催化HMF和正丙胺還原胺化的影響
        2.3.7 反應(yīng)溫度對(duì)AspRedAm催化HMF和正丙胺還原胺化的影響
        2.3.8 酶濃度對(duì)AspRedAm催化HMF和正丙胺還原胺化的影響
        2.3.9 生物催化5-[(丙胺基)甲基]-2-呋喃甲醇的放大合成
        2.3.10 高效液相色譜分析及1HNMR表征
        2.3.11 還原胺化酶AspRedAm與底物HMF的分子對(duì)接
        2.3.12 還原胺化酶AspRedAm突變體的獲取
        2.3.13 AspRedAm突變體的誘導(dǎo)表達(dá)及分離純化
        2.3.14 AspRedAm突變體催化HMF和正丙胺還原胺化的研究
        2.3.15 AspRedAm及突變體W210F和 L173N的酶活測(cè)定
        2.3.16 AspRedAm及突變體W210F與產(chǎn)物的分子對(duì)接
        2.3.17 AspRedAm及突變體W210F催化糠醛的還原胺化
        2.3.18 生物催化N-正丙基-2-糠胺的放大合成
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 重組表達(dá)載體的構(gòu)建
        2.4.2 還原胺化酶AspRedAm的表達(dá)及分離純化
        2.4.3 還原胺化酶AspRedAm催化HMF還原胺化可行性分析
        2.4.4 底物摩爾比對(duì)AspRedAm催化HMF和正丙胺還原胺化的影響
        2.4.5 反應(yīng)溫度對(duì)AspRedAm催化HMF和正丙胺還原胺化的影響
        2.4.6 酶濃度對(duì)AspRedAm催化HMF和正丙胺還原胺化的影響
        2.4.7 生物催化5-[(丙胺基)甲基]-2-呋喃甲醇的放大合成
        2.4.8 還原胺化酶AspRedAm突變位點(diǎn)的確定
        2.4.9 還原胺化酶AspRedAm突變體的獲取
        2.4.10 AspRedAm突變體催化HMF和正丙胺還原胺化的研究
        2.4.11 AspRedAm及突變體W210F和 L173N的酶活測(cè)定
        2.4.12 AspRedAm及突變體W210F與產(chǎn)物的對(duì)接結(jié)果
        2.4.13 AspRedAm及突變體W210F催化糠醛的還原胺化
        2.4.14 生物催化N-正丙基-2-糠胺的放大合成
    2.5 本章小結(jié)
第三章 還原胺化酶AspRedAm的催化多功能性研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)材料
        3.1.1 菌株和培養(yǎng)基
        3.1.2 主要試劑
    3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    3.3 實(shí)驗(yàn)方法
        3.3.1 AspRedAm及突變體N93A和 N93S的誘導(dǎo)表達(dá)及分離純化
        3.3.2 AspRedAm及突變體N93A和 N93S的蛋白濃度及酶活測(cè)定
        3.3.3 AspRedAm及突變體N93A輔酶依賴性的研究
        3.3.4 AspRedAm及突變體N93A最適pH的研究
        3.3.5 AspRedAm及突變體N93A最適溫度和溫度穩(wěn)定性研究
        3.3.6 金屬離子對(duì)AspRedAm及突變體N93A酶活的影響
        3.3.7 AspRedAm及突變體N93A的底物特異性研究
        3.3.8 AspRedAm及突變體N93A的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究
        3.3.9 AspRedAm及突變體N93A與底物HMF的分子對(duì)接
        3.3.10 AspRedAm及突變體N93A催化呋喃醛還原
        3.3.11 高效液相色譜分析
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 AspRedAm及突變體N93A和 N93S的還原活性
        3.4.2 AspRedAm及突變體N93A的輔酶依賴性
        3.4.3 AspRedAm及突變體N93A的最適pH
        3.4.4 AspRedAm及突變體N93A的最適溫度和溫度穩(wěn)定性
        3.4.5 金屬離子對(duì)AspRedAm及突變體N93A酶活的影響
        3.4.6 AspRedAm及突變體N93A的底物特異性
        3.4.7 AspRedAm及突變體N93A的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究
        3.4.8 AspRedAm及突變體N93A與底物HMF的對(duì)接結(jié)果
        3.4.9 AspRedAm及突變體N93A催化呋喃醛還原
    3.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄
    附錄1 基因序列
    附錄2 校正曲線
    附錄3 液相色譜圖
    附錄4 ¹H NMR圖譜
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號(hào)：3966015