导读:本文包含了羰基还原酶论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:羰基,不对称,乙酸乙酯,乙醇,选择性,手性,吡咯烷酮。
羰基还原酶论文文献综述
聂尧,徐岩[1]（2019）在《羰基还原酶及其催化不对称合成大基团手性羟基类化合物的研究进展》一文中研究指出手性羟基化合物以其独特的光、热和化学性质广泛应用于医药、农药、精细化工、功能材料等行业.立体专一性羰基还原酶能够直接针对关键手性位点催化不对称还原潜手性底物获得目的手性产物.基于羰基还原酶的底物多样性,具有不同化学结构和功能的醇类、酯类、氨基酸、环氧化合物等重要手性中间体能够通过不对称还原途径实现单一光学活性对映体的高效制备.然而,针对具有应用价值的含有大基团、结构复杂的潜手性羰基化合物,已知的羰基还原酶通常催化活性较低.本文综述了生物催化不对称氧化还原反应的特点和规律及其关键立体选择性羰基还原酶的性质和结构特征,并在此基础上,重点针对大基团手性羟基化合物的不对称合成,总结了羰基还原酶及其催化系统开发和应用的研究进展,并进一步提出解决该关键问题的主要发展策略.(本文来源于《中国科学:生命科学》期刊2019年05期）
郝军莉,章英,杨天兵,王婷,杨宇[2]（2019）在《羰基还原酶基因工程菌产酶和不对称合成(R)-苯乙醇的条件优化》一文中研究指出以羰基还原酶基因工程菌全细胞为催化剂,探讨不对称合成(R)-苯乙醇的各种影响因素,优化其产酶和转化条件。结果表明,优化后的发酵培养基为甘油10 g/L、蛋白胨10 g/L、酵母粉5 g/L,(NH_4)_2SO_4 5 g/L、NaCl 10 g/L,氨苄青霉素50μg/mL,pH 7.2;诱导剂IPTG的浓度为0.25 mmol/L,诱导时间为20 h,诱导温度为18℃,此条件下测得基因工程菌粗酶活最高为6.65 U/mL。建立的最佳转化条件:羰基还原酶基因工程菌发酵20 h后的细胞浓度为0.3 g/mL,转化体系初始pH为7.0,温度为37℃,辅助底物异丙醇浓度为10%,底物终浓度为60 mmol/L,转化时间为24 h。此时底物转化率最高可达98.88%,产物对映体过量值(e.e.值)为99.43%。反应体系扩增至3 000 mL后,产物e.e.值仍保持在99.0%左右,底物转化率可为92%以上,(R)-苯乙醇的产量也可达到6.67 g/L。(本文来源于《中国测试》期刊2019年04期）
梁晨,聂尧,徐岩[3]（2018）在《羰基还原酶突变体高选择性催化不对称还原大位阻羰基化合物》一文中研究指出以立体选择性羰基还原酶(RCR)的双突变酶RCR-F285A/W286A为对象,考察了该突变酶对酮酯类和杂环酮类底物的催化性能(包括酶活力和动力学参数)及对映体选择性,发现其对2-氧代-4-苯基丁酸乙酯(OPBE)、苯甲酰基乙酸乙酯(EBA)和1-苄基-3-吡咯烷酮均具有酶活性,并且以高光学纯度生成相应手性醇(e.e.>99%).考察了反应条件对产率最高的OPBE的不对称转化反应的影响,结果表明,当pH=7. 0,反应温度30℃,3. 5%(体积分数)的异丙醇作助溶剂,加入1 g/L底物时,产率达到80. 3%.进一步通过分批补料减弱底物抑制作用,在10 g/L的底物浓度下,时空产率为0. 062 g·L~(-1)·h~(-1),为酶法不对称合成(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯[(R)-HPBE]的工业应用提供了实验基础.(本文来源于《高等学校化学学报》期刊2018年11期）
陈恬,王家洪,王乃星,王福军,宋庆宝[4]（2018）在《羰基还原酶应用于合成手性2-氯-1-(6-氟-3,4-二氢-2H-1-苯并吡喃-2-基)乙醇》一文中研究指出2-氯-1-(6-氟-3,4-二氢-2H-1-苯并吡喃-2-基)乙醇(CLA)是合成心血管药物盐酸奈必洛尔的一个前体,有四种构型,即(S,S)-CLA、(S,R)-CLA、(R,S)-CLA和(R,R)-CLA。开发了一种新颖的羰基还原酶专一性地还原2-氯-1-(6-氟-3,4-二氢-2H-1-苯并吡喃-2-基)乙酮(CLK)的酶不对称还原方法制备手性CLA。对反应时间、反应温度和缓冲溶液的pH值进行了条件优化。在25℃～30℃时,在pH为7.5的磷酸盐缓冲溶液中和路易斯酸(氯化镁)存在下,以异丙醇为供氢体,R构型2-氯-1-(6-氟-3,4-二氢-2H-1-苯并吡喃-2-基)乙酮[(R)-CLK]在R构型羰基还原酶/辅酶(β-NAD)体系的作用下,反应24h后专一性地得到(R,R)-CLA产物;(R)-CLK在S构型羰基还原酶/辅酶(β-NAD)体系的作用下,专一性地得到(R,S)-CLA产物;(S)-CLK在(R)-羰基还原酶/辅酶(β-NAD)体系的作用下,专一性地得到(S,R)--CLA产物;和(S)-CLK在(S)-羰基还原酶/辅酶(β-NAD)体系的作用下,专一性地得到(S,S)-CLA产物。所得到的上述四种构型的产物CLA,纯度≥98%,ee(enantiomeric excess,不对映过量)值≥99%,得率≥95%。通过气相色谱与标准样品对照和核磁共振氢谱和碳谱确证了这四种手性产物结构的正确性。方法简单易操作,避免了使用化学还原方法所需要的复杂分离工序,适合于工业化生产。(本文来源于《南昌大学学报(理科版)》期刊2018年05期）
黎小军,陈莲,韩美子[5]（2018）在《不对称还原3,5-双叁氟甲基苯乙酮的羰基还原酶的挖掘与功能验证》一文中研究指出基因挖掘是获得具有优良性能生物催化剂的新方向。为了获得能不对称催化3,5-双叁氟甲基苯乙酮(BTAP)制备(R)-3,5-双叁氟甲基苯乙醇(R-BTPE)的羰基还原酶,以文献报道的能不对称催化BTAP生成RBTPE的羰基还原酶LXCAR的氨基酸序列在Gen Bank数据库中进行基因挖掘,获得同源性> 80%的序列24条。从中筛选并合成了同源性为88%、来源于未培养微生物的羰基还原酶BAP47456. 1,在大肠杆菌异源表达并进行功能验证,发现该羰基还原酶对BTAP表现出良好的立体选择性,还原产物为R-BTPE,证明了基因挖掘的有效性。(本文来源于《新余学院学报》期刊2018年05期）
倪国伟,汤佳伟,邹杰,陈少欣,鞠佃文[6]（2019）在《羰基还原酶在动态动力学拆分中的应用进展》一文中研究指出生物催化是不对称催化中制备手性药物的重要方法之一,具有化学、区域与高立体选择性的特点.随着DNA测序与合成技术以及蛋白工程技术的突破,研究者可以快速获得基础与应用研究所需要的酶.近年来,生物催化在不对称催化中的研究较为活跃.在广泛应用的生物催化剂中,羰基还原酶能够高立体选择性地还原羰基为单一手性中心的仲醇.当将羰基还原酶应用于动态动力学拆分时,可经一步还原,高立体选择性地制备含两个手性中心的仲醇.综述了其原理并梳理近十年的研究案例,最后尝试提供一种研究思路:筛酶-消旋-平衡,以期为基础与应用研究提供思路.(本文来源于《有机化学》期刊2019年02期）
程强[7]（2018）在《羰基还原酶定量构效关系与反应动力学模拟的研究》一文中研究指出羰基还原酶可将前手性的羰基化合物转化成对应的手性醇,而手性醇作为许多药物、精细化学品中间体,有着重要和广泛的应用。羰基还原酶的底物谱是表征其催化性能和应用价值的重要评价指标之一,对羰基还原酶级联反应的动力学模拟则可以更加深入的研究反应的本质问题。本文通过 3D-QSAR(Three-Dimensional Quantitative Structure Activity Relationship)方法研究了单个羰基还原酶与其催化底物之间作用的结构-功能关系,包括酶与底物的相互作用及酶对底物的活力预测,并通过数据库虚拟筛选的手段筛选新底物。另一方面,本课题通过反应动力学模拟的手段,研究羰基还原酶与胺脱氢酶双酶级联反应,实现环己醇到环己胺的转化反应的优化。根据实验室前期的研究,从枯草芽孢杆菌ECU0013中分离得到一个NADPH依赖型的羰基还原酶YtbE,它对很多羰基化合物都有着较高的立体选择性。本课题构建了3D-QSAR模型研究酶与底物之间的定量构效关系,得到的CoMFA(Comparative Molecular Field Analysis)和 CoMSIA(Comparative Molecular Similarity Indices Analysis)两种模型,其交叉验证系数Q2(0.623,0.601)表明构建的模型有着较好的稳健性和预测能力。通过分子场轮廓图分析方法对YtbE与不同底物之间的结构功能关系进行了研究,证明了静电作用和疏水作用在分子力场中起最重要的作用,其对活力的贡献因子分别为0.378和0.384。进一步地,我们利用ZINC15分子数据库进行虚拟筛选,拓展了 YtbE的底物谱。针对筛选得到77个未经报道的有催化活力潜力的底物,按照活力梯度从前25个化合物中选了 5个进行实验验证,成功筛选到了具有催化活力的化合物,进一步验证了模型的准确性。研究证明3D-QSAR模型辅助酶活力预测的方法能够实现YtbE的底物谱拓展。为了深入挖掘羰基还原酶的应用潜力,我们研究了羰基还原酶与胺脱氢酶的偶联反应。借助计算机辅助的方法,对级联反应整个过程进行了定量模拟与实验验证,构建了亲基还原酶(ScCR)和新型胺脱氢酶(AmDH)双酶级联反应的动力学模型。利用单一变量实验优化了最适酶浓度、反应转速、最佳助溶剂比例等非模型变量。模型构建过程中重点考虑了辅酶循环、逆反应等问题。利用这一模型可以更加精细地分析反应过程,针对目标反应设计虚拟优化获得更精细的反应条件。通过反应动力学模型优化,在反应条件下实现了辅酶添加浓度和两种不同状态辅酶比例的虚拟优化,以获得最大化的产物得率。与湿实验结果进行比较发现,该模型拟合效果和实验结果趋势一致,可用于酶的级联反应优化。后续可在酶的稳定性等方面对模型做进一步的改进,有望在多酶反应系统优化等领域得到广泛的应用。(本文来源于《华东理工大学》期刊2018-09-11）
何军邀,白东亚,王普[8]（2018）在《厄斯考维菌产羰基还原酶的发酵条件优化》一文中研究指出从土壤中筛到一株产羰基还原酶的菌种骚动厄斯考维菌(Oerskovia turbata)ZJPH1604,利用该微生物细胞可不对称催化3-氯苯乙酮合成(R)-1-(3-氯苯基)乙醇,对映体过量值>99.9%.通过单因素试验发现:酵母提取物、(NH_4)_2SO_4和KH_2PO_4为影响酶活的显着影响因子,继而采用响应面法对产酶条件进行了优化.结果表明:最优发酵培养基组成为葡萄糖15.0g/L,酵母提取物30.0g/L,(NH_4)_2SO_4 2.6g/L,KH_2PO_4 2.8g/L,NaCl 0.6g/L,MgSO_4 0.8g/L.在最适培养条件下,菌体羰基还原酶的酶活力达到32.0U/g,较优化前提高了166.7%.为高效合成(R)-1-(3-氯苯基)乙醇提供了新途径,丰富了生物不对称合成手性药物中间体的手段.(本文来源于《浙江工业大学学报》期刊2018年04期）
魏萍[9]（2018）在《羰基还原酶AcCR的酶学性质、分子改造及其催化手性醇不对称合成的研究》一文中研究指出手性醇及其衍生物是重要的手性中间体,在合成手性药物、手性农药和液晶材料等众多化工产品中应用广泛。酶和微生物细胞作为生物催化剂用于高效制备手性醇已经受到广泛关注。羰基还原酶作为一类重要的氧化还原酶,能够催化潜手性羰基化合物不对称还原,是制备光学纯的手性醇的重要催化剂。本课题组前期研究工作中筛选获得一株醋酸杆菌Acetobacter sp.CCTCC M209061,该菌所产的羰基还原酶能够遵循反-Prelog规则催化多种潜手性羰基化合物不对称还原,具有宽阔的底物谱和良好的立体选择性。然而,一方面,该野生型醋酸杆菌需要大量的氮源维持生长,并且细胞内酶活力和细胞生物量偏低;另一方面,野生菌中酶系复杂,在一定程度上增加了对羰基还原酶分离纯化及进一步研究的困难。因此,针对上述问题,本研究首先采用基因工程手段,将该醋酸杆菌的关键羰基还原酶基因克隆并高效表达于大肠杆菌中;然后,分离纯化重组表达的羰基还原酶,系统研究其酶学性质;根据其不足,采用定点突变对其进行分子改造;最后,将获得的羰基还原酶突变体与葡萄糖脱氢酶共表达于大肠杆菌中,并将该重组菌应用于催化潜手性羰基化合物不对称还原,建立高效绿色的手性醇不对称合成体系。通过基因工程手段获得醋酸杆菌Acetobacter sp.中羰基还原酶AcCR的关键基因,该基因为762 bp核苷酸组成的完整开放阅读框,编码253个氨基酸,单亚基分子量约27 kDa。经序列比对分析确定该酶属于短链脱氢/还原酶(SDRs)。该酶分子具有典型的Rossmann结构,N-端存在G-x-x-x-G-x-G辅酶结合序列,中间部分存在S-x_n-Y-x-x-x-K催化叁联体。将该酶基因构建到含有GST标签的载体上,经优化表达条件,得到BL21(DE3)(pGEX-accr)细胞内重组AcCR比活力和细胞生物量分别可达425.7 U/g-dw和1.57 g/L,与原始醋酸杆菌相比羰基还原酶比活力和细胞生物量分别提高了10.78倍和1.43倍。酶学性质研究表明,重组AcCR可以利用NAD(H)和NADP(H)为辅酶,既能催化羰基化合物的还原亦能催化相应醇的氧化,更倾向于以NAD(H)为辅酶,进行氧化还原反应。该酶热稳定性良好,在35 ~oC和45 ~oC时的半衰期分别为25.75 h和13.93 h;在pH6.5的缓冲液中最为稳定,4 ~oC保存96 h,相对酶活仍在80%以上。AcCR属于非金属酶,Mn~(2+)、Mg~(2+)、Zn~(2+)等金属离子对重组AcCR没有显着的激活作用,EDTA对其没有明显抑制作用。研究巯基试剂对重组AcCR活性的影响,结果表明该酶的活性中心无重要的巯基基团和二硫键。重组AcCR的底物特异性研究表明其对于芳香酮、脂肪酮及β-酮酯等具有良好的还原活性及立体选择性,且更倾向于羰基的还原而不是醇羟基的氧化,更有利于手性醇的制备。通过同源建模、分子对接等分析羰基还原酶AcCR的结构特点,预测突变热点,半理性设计该酶的突变体。通过定点突变得到AcCR突变体mut-E144A/G152L、mut-G152L/Y189N和mut-I147V/G152L。突变体对4’-氯苯乙酮(mut-E144A/G152L)、2-氧代-4-苯基丁酸乙酯(mut-G152L/Y189N)和2-羟基苯乙酮(mut-I147V/G152L)的活性分别提高17.9倍、61.3倍和17.4倍。AcCR突变体可催化芳香酮、脂肪酮、β-酮酯等多种羰基化合物进行不对称还原反应,具有良好的底物特异性和立体选择性,底物浓度提高至200 mmol/L,产物产率可达76.8%至99.1%,产物e.e.值均达到99%以上。通过将羰基还原酶突变体mut-I147V/G152L与葡萄糖脱氢酶(GDH)共表达,获得重组大肠杆菌BL21(DE3)(pETDuet-gst-mut-accr-gdh)。该重组菌既可催化羰基化合物的不对称还原同时又可实现辅酶的原位再生,细胞内羰基还原酶的比活力可达420.9 U/g-dw。该菌应用于催化2-羟基-苯乙酮的不对称还原反应的最适缓冲液pH、反应温度、底物浓度、细胞浓度、葡萄糖与底物的最适摩尔比分别为6.5、35 ~oC、250 mmol/L、15 mg-dw/m L和1.5。在该条件下,该重组菌催化2-羟基苯乙酮不对称还原的反应初速度、产率及产物e.e.值分别为4.22 mmol/L/min、94.7%和>99%。在C_4MIMI·PF_6/缓冲液体系中,BL21(DE3)(pETDuet-gst-mut-accr-gdh)催化2-羟基苯乙酮不对称还原的最适底物浓度提高至450 mmol/L,该反应的初速度、产率及e.e.值分别为6.74 mmol/L/min、92.0%及>99%,时空产率提高1.46倍。将该反应体系的规模扩大至100 mL,产物的终产率可达90.5%,产物e.e.值保持不变。本研究不仅阐明了一种羰基还原酶的酶学性质,丰富了对来自醋酸杆菌羰基还原酶的认识;还通过分子改造提高了该羰基还原酶的催化活性,为全细胞催化手性醇的高效绿色合成及其工业应用提供了基础。(本文来源于《华南理工大学》期刊2018-06-05）
裴朝红[10]（2018）在《红球菌反-Prelog羰基还原酶重组表达及其催化合成手性醇研究》一文中研究指出手性醇因其独特的光学性质,在医药、功能环保材料、农药、香精香料领域扮演非常重要的角色。近年来,随着生物技术的逐步发展,生物酶催化制备手性醇已成为最有前景的方法之一。羰基还原酶作为氧化还原酶家族的一员,可以催化羰基化合物还原加氢生成相应手性醇。然而,当前许多生物催化剂存在的催化底物浓度低、立体选择性差的问题限制了其工业化生产。因此,除了对已有催化酶类的改造外,新型羰基还原酶的挖掘仍势在必行。本文以模型化合物苯基乙二醇((R)-PED)的合成为目标,筛选对其具有转化能力的细菌菌株。从筛选得到的菌株中挖掘羰基还原酶基因,构建了一株高效表达羰基还原酶基因的重组大肠杆菌。并对重组蛋白进行了分离纯化,研究其酶学性质。其次以羰基还原酶为催化剂,通过耦联辅酶再生循环系统,成功实现辅酶NADH的再生。最后对双酶催化转化的两相体系进行优化,建立了一种高效生产(R)-PED的酶法制备工艺,为生物酶法合成(R)-PED的工业应用奠定了基础。主要研究结果如下:(1)以α-羟基苯乙酮(2-HAP)为底物,从土壤中筛选得到一株高立体选择性还原2-HAP生成(R)-PED的细菌菌株HBU-SI7。经形态学观察和16S rDNA序列分析,鉴定此转化菌株为红球菌属菌Rhodococcus sp.。该菌株对0.5 g/L 2-HAP的转化率可高达90.1%,且生成的(R)-PED的对映体过量值(e.e.)达到98.9%。(2)从红球菌HBU-SI7的基因组中挖掘到新型的羰基还原酶基因rhadh。rhadh编码的羰基还原酶遵循反-prelog规则。将该基因与表达载体pGEX-4T-1相连并转化大肠杆菌细胞,得到重组菌株E.coli/pGEX-4T-1-rhadh。利用GSTrap HP亲和层析柱,分离纯化重组蛋白RhADH。经SDS-PAGE分析,RhADH分子量为36 kDa。酶的比活力为110 U/mg,纯化倍数为900倍,酶活收率为29.8%。对RhADH进行了酶学性质的研究,结果表明该酶热稳定性和酸碱稳定性良好,最适反应温度为45℃,最适反应pH为7.5。金属离子对酶活力影响较大,2mmol/L Cu~(2+)完全抑制了RhADH酶活性,而2 mmol/L Zu~(2+)则对酶活力有明显促进作用。RhADH具有广泛的底物特异性,对多种含羰基的底物都有较好的催化效果和较高的立体选择性。(3)从近平滑酵母C.parapsilosis中扩增得到甲酸脱氢酶基因片段cpfdh,并构建了重组大肠杆菌E.coli/pET28a-cpfdh。通过亲和柱层析分离纯化得到重组蛋白CpFDH后,与RhADH建立了双酶耦合系统,实现了辅酶NADH的原位再生。当RhADH:CpFDH酶活比为1:10时,底物2-HAP的转化率最高,可达98.3%。(4)对双酶耦合系统的催化体系进行了优化,结果显示在以磷酸缓冲盐为水相的体系中引入邻苯二甲酸二丁酯作为有机相,降低了底物和产物对催化反应的抑制,促进了催化转化的效率。该两相体系中,水和有机相最适体积比为3:1,最适底物浓度为40 g/L,转化率达到99.0%,e.e.值在99%以上。该两相体系显着地提高了不对称还原反应的效率。(本文来源于《河北大学》期刊2018-06-01）
羰基还原酶论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
以羰基还原酶基因工程菌全细胞为催化剂,探讨不对称合成(R)-苯乙醇的各种影响因素,优化其产酶和转化条件。结果表明,优化后的发酵培养基为甘油10 g/L、蛋白胨10 g/L、酵母粉5 g/L,(NH_4)_2SO_4 5 g/L、NaCl 10 g/L,氨苄青霉素50μg/mL,pH 7.2;诱导剂IPTG的浓度为0.25 mmol/L,诱导时间为20 h,诱导温度为18℃,此条件下测得基因工程菌粗酶活最高为6.65 U/mL。建立的最佳转化条件:羰基还原酶基因工程菌发酵20 h后的细胞浓度为0.3 g/mL,转化体系初始pH为7.0,温度为37℃,辅助底物异丙醇浓度为10%,底物终浓度为60 mmol/L,转化时间为24 h。此时底物转化率最高可达98.88%,产物对映体过量值(e.e.值)为99.43%。反应体系扩增至3 000 mL后,产物e.e.值仍保持在99.0%左右,底物转化率可为92%以上,(R)-苯乙醇的产量也可达到6.67 g/L。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
羰基还原酶论文参考文献
[1].聂尧,徐岩.羰基还原酶及其催化不对称合成大基团手性羟基类化合物的研究进展[J].中国科学:生命科学.2019
[2].郝军莉,章英,杨天兵,王婷,杨宇.羰基还原酶基因工程菌产酶和不对称合成(R)-苯乙醇的条件优化[J].中国测试.2019
[3].梁晨,聂尧,徐岩.羰基还原酶突变体高选择性催化不对称还原大位阻羰基化合物[J].高等学校化学学报.2018
[4].陈恬,王家洪,王乃星,王福军,宋庆宝.羰基还原酶应用于合成手性2-氯-1-(6-氟-3,4-二氢-2H-1-苯并吡喃-2-基)乙醇[J].南昌大学学报(理科版).2018
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