第10卷第2期 2010年4月
过程工程学报
The Chinese Joumal of Process Engineering
Vol.10 No.2 Apr.2010
表面活性剂对面包酵母细胞催化2-辛酮不对称还原反应的影响
石贤爱"，李聪颖"，傅娟，孟春，郭养浩"，娄文勇”，吴虹，宗敏华(1.福州大学药物生物技术与工程研究所，福建福州350002；2.华南理工大学应用生物催化研究室，广东广州510640)
摘要：实验研究了表面活性剂(SDS，CTAB，EmulsifierOP-6)对面包酵母细胞催化2-辛酮不对称还原反应的影响.结%% 反位和副反应速率，在含0.4mmol/LEmulsifierOP-6或0.04mmol/LCTAB的体系中反应96h，得率分别达到88.4% 和91.1%，产物e.e.值为97.0%和94.5%.反应得率和产物e.e.值提高与表面活性剂对细胞生长、细胞膜透性的改变有关.EmulsifierOP-6的作用效果优于其他2种表面活性剂.
关键词：表面活性剂；2-辛酮；面包酵母；对映选择性；不对称还原中图分类号：Q556.1
文献标识码：A
1前言
文章编号：1009-606X(2010)02-0339-05
用CTAB对啤酒酵母细胞进行处理后，底物3-羰基丁酸
酵母细胞因含有醇脱氢酶和其他类型的氧化还原酶！而被广泛用于手性醇的合成，如以2-辛酮为底物，可得到(S)-2-辛醇(2)，(S)-2-辛醇是一种重要的手性液晶中间体，反应过程中，亲脂性细胞膜吸附的疏水性底物和产物易造成细胞内底物和产物抑制效应，同时细胞内还存在逆反应和副反应，这些因素导致了低产物得率和低产物e.e.值
对于生物催化反应，任何一种能影响催化剂状态或
影响底物和产物在细胞内浓度及影剧底物和产物与催化剂相互作用的因素，都有可能改变反应速率和选择性，最终影响产物得率和产物e.e.值表面活性剂一方面可使疏水性底物和产物在细胞外的水相中增溶[34],减少底物和产物在细胞膜表面的局部富集，有助于降低细胞内过高的底物和产物浓度：其次，表面活性剂可与细膜形成混合胶束[5，使细胞膜的结构和渗透性发生变化6，不仅影响细胞的生理状态，而且还可能强化底物和产物的跨膜运输，既保证反应快速进行，又避免出现产物抑制作用：其三，表面活性剂还可能直接进入细胞内与相关酶蛋白作用，引起酶催化特性改变。这些作用都可能引起生物催化不对称还原反应活性和选择性改变(5.6]，如Laouar等[4发现非离子型表面活性剂Triton X-100不仅能使S.cerevisiae细胞的对数生长期推迟，提高对数生长期后期的细胞存活率，而且还影响酵母细胞的累凝能力.汪泽等[7]则使用CTAB(Cetyltrimethyl AmmoniumBromide，十六烷基三甲基溴化铵)改善B. subtilis细胞膜透性，减少了细胞内产物的反馈抑制，促进了产物腺苷的分泌，使得率提高20%.于明安等18利
乙酯可顺利进入细胞被不对称还原成(S)-(+)-3-羟基丁酸乙酯，且得率可达94%，产物e.e.值≥98%[9,10]
本工作研究了3类典型的表面活性剂[SDS(Sodium DodecylSulfate，十二烷基硫酸钠)，CTAB和Emulsifier 原反应的影响，初步探讨了影响规律。
2材料与方法 2.1菌种
面包酵母FD-12，分离自Sigma面包酵母(TypeI, Sigma,USA)
2.2细胞的活化
活化培养基(g/L)：葡萄糖10.0，(NH4)SO45.0,
KHPO41.0MgSO7H.O0.5.KCl0.5.ZnSO40.01, Fe2(SO4)0.01.自然pH.
活化条件：取10g冻干Sigma面包酵母细胞于含 100mL活化培养基的250mL三角瓶中，自然pH，32℃ 下200r/min活化2h.将活化细胞4000r/min离心10 min后弃去上清液，用Tris-HCI缓冲液(50mmol/L，pH 8.0，下同)洗涤后再次离心，收集湿细胞用于后续实验
2.3分析和计算方法 2.3.1分析方法
用日本岛津公司GC-14C气相色谱仪测定底物2-辛酮和产物2-辛醇的量，色谱柱为AC1-0.25非极性毛细管柱(澳大利亚SGE，30mx0.25mmx0.25μm)，检测器为FID，温度210C，载气为99.999%N2，柱前压100 kPa，进样口温度190℃，柱温170℃，进样量0.5μL，
收稿日期：20091021，修图日期：20100201
基金项目：国家自热科学基金资助项(编号：20602013)：国家自热科学基金资助项日(编号：20876059）
作者筒介：石资发(1971-)，男，福建省宁德市人，博士，期教授，生物工程专业，Tel:0591-22866379,E-mail:shixafzu.edu.cn
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