20376.離子液體雙液相甾體生物催化體系構(gòu)建研究

1、分類號(hào)：足7l廠密級(jí)：(秘密、機(jī)密、絕密)學(xué)校代碼：10057研究生學(xué)號(hào)：10812016離子液體雙液相甾體生物催化體系構(gòu)建研究StudyontheConstructionofIonicLiquid／AqueousBiphasicSysteminSteroidBiotransformation專業(yè)名稱：微生物與生化藥學(xué)(醫(yī))指導(dǎo)教師姓名：毛淑紅副教授研究生姓名：華伯元申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：醫(yī)學(xué)碩士論文提交日期：2012年3月論文課題來(lái)源：國(guó)家自

2、然基金學(xué)位授予單位：天津科技大學(xué)摘要雙液相體系用于全細(xì)胞生物催化可以克服底物和產(chǎn)物在水相中溶解度低的問(wèn)題并且也可減小底物和產(chǎn)物在水相中積累造成的抑制。然而，通常使用的傳統(tǒng)有機(jī)溶劑會(huì)對(duì)菌體細(xì)胞造成損害。此外，有機(jī)溶劑具有易燃易爆且污染環(huán)境缺點(diǎn)。“綠色溶劑”離子液體因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)成為當(dāng)前代替有機(jī)溶劑構(gòu)建兩相系統(tǒng)最有前途的分配相。本實(shí)驗(yàn)以赭曲霉翻spergillusochraceus)和簡(jiǎn)單節(jié)桿菌(Arthrobactersimple

3、x)生物催化16a，17a環(huán)氧黃體酮羥化脫氫的過(guò)程為模型，研究了離子液體對(duì)生物催化劑毒性以及離子液體對(duì)甾體生物轉(zhuǎn)化效率的影響。本實(shí)驗(yàn)對(duì)未來(lái)離子液體兩相體系在甾體微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)工業(yè)應(yīng)用有著重要的作用。首先，研究了培養(yǎng)條件對(duì)菌體生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)化的影響，其中赭曲霉培養(yǎng)條件為接種孢子106個(gè)／mL，發(fā)酵液pH為58，投料時(shí)間為26h，轉(zhuǎn)化48h，當(dāng)投料量為5∥L時(shí)轉(zhuǎn)化率為864％；簡(jiǎn)單節(jié)桿菌最適培養(yǎng)基組成為：葡萄糖濃度為10g／L，玉米漿濃度為12％

4、，酵母膏含量為08∥L，K2HP04濃度為25∥L，當(dāng)投料量10g，L時(shí)，轉(zhuǎn)化率為85％。其次，通過(guò)赭曲霉對(duì)葡萄糖的消耗能力和簡(jiǎn)單節(jié)桿菌的生長(zhǎng)情況兩個(gè)條件評(píng)價(jià)了離子液體的生物相容性。結(jié)果表明，在陽(yáng)離子核相同的條件下，陰離子為[pv6]一的離子液體毒性要小于陰離子為[NTf2]的離子液體。此外，隨著陽(yáng)離子核上烷基取代側(cè)鏈的增長(zhǎng)，其對(duì)菌體活性的抑制作用也隨之增加。第三，研究了不同離子液體／水兩相體系對(duì)赭曲霉催化生成11洳羥基16a，17a一

5、環(huán)氧黃體酮的影響。結(jié)果表明，在7種離子液體中，fC3mim][PF6]對(duì)赭曲霉生物相容性最高，且能明顯提高赭曲霉的生物轉(zhuǎn)化效率。當(dāng)緩沖液pH48、兩相比(離子液體：水)l：lO、底物投料量20g凡、菌體濃度為55∥L，【C3mim][Pv6]／水兩相體系轉(zhuǎn)化效率可以達(dá)到90％，轉(zhuǎn)化效率比單相體系有了很大的提高。在試驗(yàn)中同樣將離子液體應(yīng)用于簡(jiǎn)單節(jié)桿菌對(duì)lla一羥基16a，17ct環(huán)氧黃體酮的脫氫反應(yīng)中，且【C3mim】【PF6】／水兩相體