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知识科普|【2020年第9期】环氧化物水解酶交联细胞聚集体催化合成(R)-环氧氯丙烷

_原题为 【2020年第9期】环氧化物水解酶交联细胞聚集体催化合成(R)-环氧氯丙烷
环氧化物水解酶交联细胞聚集体催化合成( R )-环氧氯丙烷
【知识科普|【2020年第9期】环氧化物水解酶交联细胞聚集体催化合成(R)-环氧氯丙烷】邹树平 ， 姜镇涛 ， 王志才 ， 柳志强 ， 郑裕国
手性环氧氯丙烷是重要的C 3 合成子 ， 其中 ( R )-环氧氯丙烷是治疗心绞痛药物美托洛尔和减肥药物肉毒碱合成的关键中间体 。 环氧化物水解酶催化消旋体环氧化物立体选择性水解合成手性环氧化物 ， 具有反应条件温和、立体选择率高、环境友好等优势 ， 是生物催化合成手性环氧氯丙烷的关键酶 。 由于生物催化剂在实际应用时 ， 往往存在操作稳定性差、难以重复使用、使用成本高等问题 ， 其工业化应用受到了限制 。 目前 ， 大部分关于环氧化物水解酶固定化主要采用海藻酸钙、环氧树脂、DEAE-cellulose、磁性纳米颗粒等进行固定化 ， 实现了稳定性和操作稳定性一定程度的提高 ， 但仍存在一些缺点 ， 如固定化颗粒机械强度低、传质阻力高、非催化功能的载体占比大、比活性低等 。 本文利用聚乙烯亚胺 (PEI) 絮凝、戊二醛(GA)交联制备了环氧化物水解酶交联细胞聚集体(CLCAs) ， 并成功应用于异辛烷-缓冲液两相体系中催化合成( R )-环氧氯丙烷 。 当底物浓度800mmol/L时 ， ( R )-环氧氯丙烷的摩尔产率达到45.2% ， 产物光学纯度为99.1% ee， 交联细胞聚集体重复使用9个批次活力基本保持不变 ， 显示了良好的催化性能和操作稳定性 。 交联细胞聚集体固定化方法具有操作简单、成本低、细胞活力回收率高、比活性高、操作稳定性好等优点 ， 具有巨大的工业应用潜力 。
知识科普|【2020年第9期】环氧化物水解酶交联细胞聚集体催化合成(R)-环氧氯丙烷
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图1 环氧化物水解酶交联细胞聚集体的制备及催化合成( R )-ECH
作者介绍
邹树平 ， 男 ， 1980年出生 ， 博士 ， 教授 。 2010年博士毕业于天津大学化工学院生物化工专业 ， 入选浙江省151人才工程 ， 美国麻省理工学院（MIT）访问学者 。 主要研究方向为精细化学品及医药中间体的绿色生物合成 ， 重点围绕生物催化剂（酶）/微生物细胞的工业适应性改造、生物过程强化、高效生物分离等方面开展相关研究 。 近年来主持了国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金、国家863重大项目子课题、教育部博士点基金、浙江省自然科学基金等科研项目 。 以第一作者或通讯作者发表SCI收录论文30余篇 ， 总引1000余次 ， 其中单篇引用超100次以上4篇 。 主持编写教材1部 ， 申请国家发明专利十余件 ， 获中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖1项 。
团队介绍
浙江工业大学生物催化与微生物发酵团队是第一批浙江省重点科技创新团队 ， 入选首批全国高校黄大年式教师团队和全国高校党建工作样板支部 。 团队首席科学家为沈寅初院士 ， 负责人为知名生物化工专家郑裕国院士 。 团队共有成员27人 ， 其中教授8人 。 团队主要从事医药、农药和功能营养化学品生物工业技术创新 。 聚焦国家和区域重大发展战略 ， 注重团队方向凝练 ， 以解决实际重大问题为导向 ， 坚持“产-学-研”有机耦合 。 开发了最大假糖类农药井冈霉素及其衍生物生物合成新技术 ， 实现了井冈霉素的绿色化和高值化；开发成功最大糖苷酶抑制剂类降糖药阿卡波糖高产、高收率的生产新菌种和新技术 ， 打破了长期依赖进口的局面；开发了现代化、规模化的冬虫夏草生产技术 ， 实现了农业化向工业化转化 ， 保护农业资源 ， 解决冬虫夏草药源的困境；运用合成生物学等颠覆性技术全生物法合成特种氨基酸 ， 目前发酵水平达到全球第一；发明系列生物催化剂筛选、改造和工业应用新技术 ， 实现医药、农药化学品生产过程重构、强化和替代 。 主持开发的产业化技术先后建成工业化生产装置10余套 ， 授权发明专利100多件 ， 发表SCI收录论文200余篇 ， 以浙江工业大学为第一完成单位获国家科学技术奖3项、省部级科学技术一等奖8项、中国专利优秀奖1项和省部级科学技术二等奖1项 。
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浙江工业大学生物催化与微生物发酵团队


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