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环氧水解酶(EH)广泛存在于自然界。本课题通过对土壤微生物和一些植物的筛选,首次发现了绿豆这种新型EH酶源。
绿豆EH具有特殊的性质,能催化外消旋苯乙烯氧化物及衍生物的开环水解,并发生对映体会聚生成(R)-二醇。经过硫酸链霉素沉淀、(NH4)2SO4分级沉淀、pH沉淀、SuperQ-650M离子交换、Phenyl-650M疏水层析、SephadexG-150凝胶过滤、TSKgel高效液相色谱7个步骤,得到部分纯化的绿豆EH,比活力达到1.97U/mgprotein,纯化倍数646倍。在纯化过程中发现,绿豆中存在两种EH组分,且各自均能催化对映体会聚反应;两种绿豆EH的酶学性质相似,最适反应温度和最适pH均为40℃和pH6.5。酶的底物谱研究表明,两种绿豆EH对间位和对位取代的苯乙烯氧化物普遍具有对映体会聚作用,最终都生成(R)-二醇。对于最适底物对硝基苯乙烯氧化物,两种酶的区域选择性均超过90%,但其对映选择性却是互补的。
最后以绿豆粗粉为催化剂制备了三种重要的手性药物中间体。外消旋的环氧化物经过一步生物转化,即得到了光学纯度较高的(R)-二醇。其中,对硝基苯乙二醇再经过一步重结晶,以68.7%的总收率获得了光学纯品。表明绿豆作为廉价易得的环氧水解酶催化剂,在有机合成乃至化学工业上具有潜在的应用前景。