酶工程


在全球化学工艺走向绿色无污染化的大趋势下,绿色的化学合成路线也越来越受瞩目。化工企业在将产品投入产业化生产时,怎样在保持甚至降低成本的前提下实现生产环节污染物的零排放、工业产品的高产率这一问题成为众多化工生产企业的关注焦点。拜善晟依托国际先进的合成技术以及其强大的科研团队,以绿色合成思想为指导,将酶法合成引入到有机合成领域中带来了新的机遇和革命,酶法合成的专一性及选择性较化工合成有明显的优势,利用微生物和酶区域、位点、立体的选择性,如羟化、环氧化、异构化、水解、对映体折分,药物中间体合成,其中一些反应是化学法难以实现的。进行酶催化的定向调控,可使生物转化合成效率成倍增加,可改变反应平衡方向。酶法合成生物功能分子,非天然有用物质和功能性高分子材料,应用于化工材料生产,电子工业已成为可能。酶在有机合成中扮演的重要角色是不对称合成或折分醇、醛、酮、酸、胺、酰胺、氨基酸、抗生素、糖苷酶抑制剂及抗病毒药物等手性药物。如:农药、药物、香料、杀虫剂、除虫剂、昆虫激素、信息素等。只有特定的手性才具有生物活性,直接关系到药理作用,毒副作用,药效时间及疗效等,在有机材料中,如液晶,“靶”性化合物,半导体及导电性功能高分子材料,手性组分决定其物理性能。
      水解酶类、氧化还原酶类、裂解酶类、连接合成酶类、异构酶类及转移酶类均可用于有机合成及手性化合物合成。如脂肪酶可广泛用于合成各种氨基酸、羧酸、手性醇等。利用酶在非水相中酯化或转酯化可折分得到光学纯的外消旋羧酸及醇手性药物中间体。蛋白酶用于不可逆的大肽链合成。糖基化转移酶可合成有医用价值的糖基化蛋白质。大多数醇脱氢酶及羟类固醇脱氢酶催化羟—酮的氧化还原制备药物、信息素、甾类、三羧酸铬复合物及合成纤维等。酵母醇脱氢酶主要催化脂肪醇或醛酮氧化还原,马肝醇脱氢酶对肪肪环烷醇或醛酮专一氧化还原,而甾醇脱氢酶主要催化稠环脂肪醇或醛酮的氧化还原,氧酶合成链烯化合物,环化酶合成甾体和萜烯类化合物。
      在酶合成具有特色的功能性高分子材料方面,如过氧化物酶催化酚及芳香胺类的聚合反应,这类分子材料刚性增强且有明显导电性,与金属离子络合性,场致发光性及制备为纳米材料。酪氨酸酶聚合多巴胺合成有导电性能的聚吡咯薄膜材料用于生物传感器。脂肪酶和碱性蛋白酶在非水介质中催化羟基羧酸酯自身缩合得到高分子聚酯或聚糖醇。大环内酯常用于合成抗生素中间体,香料添加剂,昆虫性外激素及植物生长调节因子及液晶类化合物中间体,聚酯可被生物降解,用于控制药物释放,包装材料,消除白色污染。

      酶法聚合物在结构、性质和功能上与化学法相比较存在明显差异,具有化学法无法聚合一些物质的优势。手性生物合成仍处于探索阶段,改进酶催化的选择性及优化合成工艺路线,相信在近期会取得重大进展。                                                  

 



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