本文關鍵詞：嗜熱水解酶催化不對稱加成反應的研究　出處：《吉林大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：C-C加成反應是有機合成領域中非常重要的反應之一,可以為許多化合物的合成提供手性中間體。在過去的研究中C-C加成反應主要是利用強酸、強堿或金屬類作為催化劑,這樣的催化反應會對環(huán)境產(chǎn)生影響,并且很難得到對映體選擇性高的產(chǎn)物。傳統(tǒng)方法中,為了獲得單一的手性產(chǎn)物,通常要借助拆分試劑對外消旋底物進行拆分或者水解。但化學拆分試劑的使用往往對環(huán)境產(chǎn)生了不利的影響。所以,尋求一種高效綠色的合成方法成為了越來越多的科學家研究的焦點。近年來,酶的非特異性催化廣泛應用于有機合成領域,其較高的催化效率、經(jīng)濟可行、環(huán)境友好以及高對映體選擇性等優(yōu)點使其受到眾多科學家的關注。此項工作通過利用一系列本實驗室自主克隆的水解酶,來考察酶的非特異性催化在Aldol和Henry加成反應中的應用。結(jié)果顯示來源于嗜熱硫化葉菌中的酰基氨肽酶(ST0779)能夠非特異性的催化Henry加成反應,與豬胰脂肪酶(PPL)相比ST0779展現(xiàn)出較高的催化效率kcat/Km(為PPL的6-8倍)和對映體選擇性ee%(90-99%)。ST0779的催化多樣性通過其能催化一系列帶有不同取代基團的苯甲醛得以證實,并且利用哈米特方程對苯甲醛取代基團的電子效應進行了分析。此外,我們試圖對酶的活性中心位點及其附近位點的氨基酸殘基進行突變,分析酶非特異性催化此類反應的反應機理。在酶催化的Aldol加成反應中,我們發(fā)現(xiàn)來源于超嗜熱古細菌Thermotoga naphthophila RUK-10的嗜熱酯酶Tnap0664在催化以對硝基苯甲醛和丁酮的反應中,表現(xiàn)出較高的催化效率和對映體選擇性,產(chǎn)率和對映體過量值分別為82%和96%。與其它水解酶催化該反應的結(jié)果相比,在對映體選擇性上有明顯優(yōu)勢。此項工作不僅展示了一種新酶具有催化高產(chǎn)量和高立體選擇性Henry加成反應的能力,而且揭示出嗜熱古細菌作為開發(fā)酶非特異性催化的豐富來源的巨大潛能,可以為生產(chǎn)多種大分子的提供有效的生物合成途徑。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：Q55

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