新型载体固定化脂肪酶构筑两相分配生物反应器及其对(S)-2-芳基丙酸的催化合成研究

本课题拟设计与合成可再生性新型载体固定化脂肪酶构筑两相分配生物反应器，并进行 (S)-2-芳基丙酸的酶促合成研究。2-芳基丙酸类非甾体消炎药萘普生、布洛芬、酮洛芬和非诺洛芬等药物分子中的C2是手性碳原子，对映体间的生理活性相差较大。同时，生物技术热点领域的固定化酶研究大多忽视其载体的再生性，不能再生的载体将随酶的失活而被丢弃，既浪费资源又污染环境。因此,可再生载体固定化酶用于不对称合成研究具有重要的科学意义与应用前景。通过分子设计和结构设计制备三种可再生载体，研究载体构筑原理和制备条件对其组成与结构的影响、探讨载体组成和结构与其可再生性能的关系、考察脂肪酶固定化过程及其所得固定化酶性能随载体结构的变化规律；以固定化脂肪酶为核心元件构筑两相分配生物反应器进行 (S)-2-芳基丙酸的酶促拆分，解决可再生载体固定化脂肪酶用于不对称合成的关键科学问题，为固定化酶催化合成手性化合物提供理论依据。

本课题旨在设计与合成多种新型的可再生固定化酶载体材料，用于固定化脂肪酶构筑两相分配生物反应器并进行 (S)-2-芳基丙酸的酶促合成研究。固定化酶的研究报道中大多忽视了载体的再使用性，不能再生的载体将随固定化酶的失活被丢弃、既浪费资源又污染环境；同时，2-芳基丙酸类非甾体消炎药萘普生、布洛芬、酮洛芬和非诺洛芬等药物分子中的C2是手性碳原子，对映体间的生理活性相差较大。因此，可再生载体及其固定化酶用于不对称合成研究具有重要的科学意义与应用前景。本课题通过分子和结构设计，制备多种磁性可再生载体，系统研究了载体组成与结构及其制备条件的影响、深入探讨了载体组成和结构与可再生性能的关系、考察了脂肪酶固定化过程及其所得固定化酶性能随载体结构的变化规律；以固定化脂肪酶为核心元件构筑了两相分配生物反应器并进行了(S)-2-芳基丙酸酶促拆分，解决了可再生载体固定化脂肪酶用于不对称合成的关键科学问题，为固定化酶催化合成手性化合物提供了理论依据。本课题完成的研究计划与成果如下：.研究计划一、可再生固定化酶载体的合成研究.（1）磁、温度双敏感性分子印迹固定化酶载体的制备；（2）磁、温度双敏感性金属螯合固定化酶载体的制备；（3）温度敏感性活性炭固定化酶载体的制备。.执行情况：设计及制备了多种基于戊二醛以及铜离子的可再生磁性纳米固定化酶载体材料，所制备的载体材料均展现出了非常优越的固定化酶以及再生性能。同时，发现温度敏感载体固定化酶时其与酶之间作用较强，使所得固定化酶的再生变得困难与复杂，故对研究计划做了较小的调整。依据研究计划规定的目标，得到了可再生磁性纳米载体固定化酶系统研究结果。.研究计划二、可再生载体固定化酶用于两相分配生物反应器对(S)-2-芳基丙酸类手性化合物的拆分研究.(1)可再生固定化酶载体的合成、表征及其固定化酶研究；（2）包埋有机溶剂聚砜胶囊的合成研究；（3）固定化酶在两相分配生物反应器中的催化性能研究。.执行情况：对所得各类可再生固定化酶载体材料进行了表征研究，系统研究了其固定化脂肪酶的最佳条件及酶促催化性能；为了考察所得载体得普适性而开展了固定化糖化酶及其酶促活力研究；第三，研究了磁性可再生载体固定化酶的再生性能，均取得了满意的效果；最后，借助可包埋有机溶剂的聚砜胶囊与磁性可再生载体固定化酶共同构建了两相分配生物反应器，用于(S)-2-芳基丙酸类手性化合物的酶促拆时的效果