论文部分内容阅读
新型离子液体DESs用于生物催化研究不断取得创新性的成果,成为该领域研究热点。新型离子液体DESs由环境友好的氨盐和氢供体组成,因此通常被认为是"绿色溶剂",但关于新型离子液体对于菌体细胞毒性及全细胞生物催化的研究报道较少。本论文以简单节杆菌催化胆固醇生成胆甾烯酮为研究模型,系统分析不同DESs对简单节杆菌的细胞毒性,考察胆固醇在DESs中的溶解度及生物转化效率,在此基础上揭示含DESs介质的转化体系对甾体药物生物催化性能的影响规律。通过考察含DESs体系中简单节杆菌的生长曲线、活菌数、胞外葡萄糖消耗量及细胞膜完整性,研究不同离子液体对于简单节杆菌的影响。结果表明,新型离子液体对细胞的毒性随离子液体浓度的增加而增加,且与氢供体的摩尔比呈正相关。与对照相比,经ChCl:Eg、ChCl:Gly和ChCl:U处理后的简单节杆菌延迟期依次增长。当DESs浓度为8%时,ChCl:U处理的菌体细胞存活率下降至45.9%,而ChCl:Gly和ChCl:Eg分别下降至16.7%和14.4%,说明ChCl:U虽然延长了菌体的延迟期,但仍表现出较好的生物相容性。此外,延迟期的延长也相应影响简单节杆菌对体系中胞外葡萄糖的消耗能力,从小到大依次为ChCl:U<ChCl:Gly<ChCl:Eg。而不同氢供体的DESs对简单节杆菌细胞膜损伤程度,从小到大依次是ChCl:U<ChCl:Gly<ChCl:Eg,同样显示出离子液体ChCl:U对菌体较小的细胞毒性。简单节杆菌细胞经ChCl:U处理后,通过扫描电镜发现:随着ChCl:U浓度的增加,菌体细胞表面凹陷,细胞膜变薄、变模糊。利用GC-MS进一步研究了 ChCl:U作用前后简单节杆菌胞内代谢水平的差异,并通过多元统计分析发现琥珀酸、谷氨酰胺、鸟氨酸、脯氨酸、延胡索酸等物质在ChCl:U作用下变化明显,表明ChCl:U导致简单节杆菌代谢水平降低。研究了不同浓度DESs对胆固醇溶解度及胆固醇生物转化的影响。与对照组相比,DESs对胆固醇溶解度有一定的增溶效应,但离子液体的毒性导致最终转化率并未提高。其中转化能力最高的离子液体是ChCl:U,当其浓度为2%,胆固醇投料2‰时,胆固醇的转化能力较对照组下降了 11.08%。