脂肪酶与手性苯氧丙酸类除草剂的对映选择性相互作用

发布时间：2020-04-25 01:44

【摘要】：手性农药在环境中的使用,可能改变酶的活性和构象,从而影响生物的正常生理活动。另一方面,酶也可以对环境中的包括手性农药在内的手性污染物进行对映选择性的降解作用,从而使它们在环境中发生异构体的富集现象。此外,手性化合物的酶促反应体系也是理想的酶催化机理和手性转化过程的研究对象。脂肪酶广泛存在于各种生物体和土壤中,是重要的水解酶类。众多研究表明,脂肪酶与苯氧羧酸类除草剂、有机磷杀虫剂等农药的水解有关。同时脂肪酶也是重要的手性合成酶类,被广泛用于手性化合物的拆分。基于上述原因,本文选择国产的青霉扩展菌碱性脂肪酶为对象,研究了手性苯氧丙酸类除草剂2,4-DP、MCPP和2,4-DPM与脂肪酶的对映选择性相互作用。主要详细研究了2,4-DP和MCPP对脂肪酶催化动力学影响的对映体差异,脂肪酶对2,4-DPM的手性水解及其影响因素。本文还首次利用化学修饰技术鉴定了氨基酸侧链基团在脂肪酶手性催化过程中的对映选择性功能。在脂肪酶催化动力学方面,农药对脂肪酶的抑制作用具有对映选择性,RS-2,4-DP在高浓度时,对脂肪酶的激活作用十分显著,而R-2,4-DP在低浓度对酶的抑制作用较强。在低浓度时,2,4-DP和MCPP对脂肪酶都有抑制作用。但MCPP对脂肪酶的抑制作用要比2,4-DP弱。MCPP的两个对映异构体的影响与2,4-DP类似。2,4-DP与脂肪酶的相互作用可能是短时间完成的过程,培养时间的影响不大。通过手性气相色谱对酶促反应残留的2,4-DPM对映异构体的分离和对两种对映异构体的残留率随时间变化情况的监测,证实了脂肪酶对2,4-DPM的手性水解。由于脂肪酶优先催化水解S-2,4-DPM,从而在反应体系中选择性地富集了R-2,4-DPM。反应温度、溶液pH值、底物/酶比例等因素对2,4-DPM的对映选择性水解都有一定的影响。硅藻土的吸附作用显著增强了酶促反应的对映体选择性,表现为对映体比值(ER)由1.58增加到5.31。通过对2,4-DPM两个对映异构体残留率变化的监测表明,硅藻土的吸附作用使脂肪酶与R-2,4-DPM结合更为困难,
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：X592

【引证文献】