植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法技术

一种植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，属于生物工程技术领域。其是先将植物体生物催化剂加入到含有底物的反应溶液中，形成植物催化反应体系，再将植物催化反应体系置于磁场中磁化处理，并且控制磁感应强度和磁处理的时间，得到磁化植物催化反应体系，而后将磁化植物催化反应体系置于振荡装置上振荡培养，使磁化植物催化反应体系催化反应，得到反应产物，最后对反应产物分离和提纯，得到纯化的反应产物。本发明专利技术可以提高植物体生物催化剂的酶活性，使还原反应产物的转化率得到有益提高而藉以满足工业化应用要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物工程
，具体涉及一种。
技术介绍
生物转化(biotransformation)也称生物催化(biocatalysis)，其过程是利用酶 或有机体如细胞、组织或器官等作为催化剂实现化学转化的过程。由于固定化酶和固定细 胞技术可使生物催化反应在固定床内连续进行生物转化，因而可使生物催化法具有工业化 应用价值。在生物催化反应中，可以用完整细胞或离体酶作催化剂，两者的实质都是酶，但 前者酶保留在细胞中，后者酶则已从细胞中分离纯化。反应中使用何种形态的酶取决于反 应类型、辅酶、辅酶循环和反应规模等因素。许多酶都需要辅助因子或辅酶才能进行反应， 由于细胞能自身合成这些因子(酶的本质是蛋白质，根据酶的化学组成不同，可分为单纯 酶〈simple enzyme〉和结合酶Conjugated enzyme〉两类。结合酶由蛋白质部分和非蛋白 质部分组成，前者称为酶蛋白〈apoenzyme〉，后者称为辅助因子〈cofactor〉，酶蛋白和辅助 因子结合形成的复合物称为全酶。辅因子包括金属离子和一些分子量不大的有机化合物。 一般常见的金属离子有锌离子、镁离子、铁离子、铜离子等，例如醇脱氢酶含锌、精氨酸酶含 锰、而多酚氧化酶则含铜等。与酶蛋白结合很松弛，用透析和其它方法很易将它们与酶分开 的称为辅酶〈Coenzyme〉。有不少酶既含有金属辅因子也含有辅酶。许多辅酶是或维生素 的衍生物。常见的辅酶是B族维生素辅酶，例如硫胺素〈维生素B,、烟酰胺、核黄素〈维生 素B,、吡哆醛及其衍生物〈维生素Be〉、生物素、泛酸、叶酸、维生素B12等；其他重要的辅酶 〈非B族维生素 > 主要是辅酶Q〈CoQ〉、谷胱甘肽〈Glutathion〉、尿苷二磷酸葡糖〈UDPG〉、维 生素K族、甲基萘醌类〈Men叫uinone，即维生素K2类 >。)，因此用生长的细胞进行转化则 不需要添加这些辅助因子。然而，当使用无细胞的纯酶则需要添加这些辅助因子，但它们的 价格通常较为昂贵，并且必须采用另一种特殊的酶使它们能在原位再生才能反复使用。所 以，活体细胞是一种急待开发的既经济又实惠的生物催化转化器(中山大学研究生学刊自 然科学、医学版，2007，28〈1〉 51-68，浅谈生物催化的不对称合成)。 生物转化几乎能应用于所有化学反应，对于有些很难甚至无法进行的化学反应也能应用。目前，生物转化已涉及羟基化、环氧化、脱氢和氢化等氧化还原反应，以及涉及水解、水合、酯化、酯转移、脱水、脱羧、酰化、胺化、异构化和芳构化等各类化学反应。 植物能生产许多有价值的产品和许多有用的基本材料，如纤维素、木材和橡胶。此外，还能生产次生代谢产物如萜类、强心苷、香豆素、蒽醌、黄酮、芥子油和生物碱等等。但一些次生代谢产物的形成和累积不发生在高等植物的培养细胞中，并且难以通过有机合成或工业化生产来解决。为此，植物培养物如细胞、组织或器官以及植物提取酶都被用于对外源底物进行生物转化(分子催化乙酶法，2003，23 :145-170，利用植物培养细胞的生物转化反应)。对外源底物进行生物转化的方法通常用完整细胞进行反应，多数无需进行酶的提纯，无需加入昂贵的辅酶和保持反应进行的能源。但是，因为细胞中含有多种立体选择性的3酶，且都可能参与反应，有时会生成不必要的对映体产物，这种情况可通过添加特殊酶的抑 制剂等方法来提高整细胞催化反应的立体选择性(化学进展，2008， 20〈7/8>， 1108-1114， 植物细胞在含羰基化合物不对称转化中的应用)。此法可以将大量的、廉价的底物特异地 转化成珍稀的产物。 在过去几十年里，植物细胞转化外源化合物变得越来越重要并且越来越受关注。 植物细胞作为最有前景的生物催化剂之一已经用于各种有机反应中，例如，羟基化、糖基 化、水解、醇的氧化、酮和烯烃的还原等等。与化学反应相比，生物转化具有以下优点一是 催化效率比化学催化剂高，并且在底物量较少的转化反应中，生物转化非常有效；二是反应 条件温和，与大多数要求在高温和高压下进行的化学转化反应相比，生物转化可在常温、常 压和自然酸度下进行并且诸如重排反应之类的副反应较少，有利于产物的分离和纯化，使 反应的操作难度及成本显著降低；三是生物转化的反应类型多，由于生物细胞内的酶种类 繁多，因而可以转化多种反应，另外，有些用化学方法很难进行的反应，用生物转化则容易 实现；四是污染少和成本低，酶是蛋白质，生物转化实际上是一个生物反应过程，对环境污 染甚小，对大规模工业化生产而言，可以减少温室气体的排放，此外，操作条件一般不要求 高温高压，故而可节能降本。 生物转化的有机合成反应不仅为化学界开辟了一个新天地，而且也是有机化学、 生物化学和微生物等等多学科交叉的研究领域。植物细胞作为一类特殊的生物催化剂具有 前述的许多突出的特点和优势，但是，利用植物细胞作为有机反应催化剂时尚存在诸如植 物细胞催化的有机反应类型相对较少、利用植物细胞催化的底物种类不多和产物转化效率 低的欠缺。在所述的欠缺中，如何增进产物的转化率是业界最为关注并且期望解决的技术 问题，因为，转化率低会影响工业化应用。本申请人进行了检索，但未检取有关如何提高植 物体生物催化剂催化有机物还原反应的产物转化率的技术启示。
技术实现思路
本专利技术的任务在于提供一种有助于改善转化率而藉以满足工业化应用的植物体 生物催化剂催化有机物还原反应的方法。 本专利技术的任务是这样来完成的，一种植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方 法，其是先将植物体生物催化剂加入到含有底物的反应溶液中，形成植物催化反应体系，再 将植物催化反应体系置于磁场中磁化处理，并且控制磁感应强度和磁处理的时间，得到磁 化植物催化反应体系，而后将磁化植物催化反应体系置于振荡装置上振荡培养，使磁化植 物催化反应体系催化反应，得到反应产物，最后对反应产物分离和提纯，得到纯化的反应产 物。 —种，其是先将植物体生物催化剂 置于磁场中磁化处理，并且控制磁感应强度和磁处理的时间，得到磁化植物体生物催化剂， 再将磁化植物体生物催化剂加入到含有底物的反应溶液中，形成磁化植物催化反应体系， 而后将磁化植物催化反应体系置于振荡装置上振荡培养，使磁化植物催化反应体系催化反 应，得到反应产物，最后对反应产物分离和提纯，得到纯化的反应产物。 —种，其是先将含有底物的反应溶 液置于磁场中磁化处理，并且控制磁感应强度和磁处理的时间，得到磁化过的含有底物的反应溶液，再将植物体生物催化剂加入到磁化过的含有底物的反应溶液中，形成磁化过的 植物催化反应体系，而后将磁化过的植物催化反应体系置于振荡装置上振荡培养，使磁化 过的植物催化反应体系催化反应，得到反应产物，最后对反应产物分离和提纯，得到纯化的 反应产物。 —种，其是先将植物体生物催化剂 和含有底物的反应溶液分别置于磁场中磁化处理，并且控制磁感应强度和磁处理的时间， 得到磁化植物体生物催化剂和磁化过的含底物的反应溶液，再将磁化植物体生物催化剂加 入到磁化过的含底物的反应溶液中，形成磁化后的植物催化反应体系，而后将磁化后的植 物催化反应体系置于振荡装置上振荡培养，使磁化后的植物催化反应体系催化反应，得到 反应产物，最后对反应产物分离和提纯，得到纯化的反应产物。 本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，其特征在于其是先将植物体生物催化剂加入到含有底物的反应溶液中，形成植物催化反应体系，再将植物催化反应体系置于磁场中磁化处理，并且控制磁感应强度和磁处理的时间，得到磁化植物催化反应体系，而后将磁化植物催化反应体系置于振荡装置上振荡培养，使磁化植物催化反应体系催化反应，得到反应产物，最后对反应产物分离和提纯，得到纯化的反应产物。

【技术特征摘要】
一种植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，其特征在于其是先将植物体生物催化剂加入到含有底物的反应溶液中，形成植物催化反应体系，再将植物催化反应体系置于磁场中磁化处理，并且控制磁感应强度和磁处理的时间，得到磁化植物催化反应体系，而后将磁化植物催化反应体系置于振荡装置上振荡培养，使磁化植物催化反应体系催化反应，得到反应产物，最后对反应产物分离和提纯，得到纯化的反应产物。2. —种植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，其特征在于其是先将植物体生 物催化剂置于磁场中磁化处理，并且控制磁感应强度和磁处理的时间，得到磁化植物体生 物催化剂，再将磁化植物体生物催化剂加入到含有底物的反应溶液中，形成磁化植物催化 反应体系，而后将磁化植物催化反应体系置于振荡装置上振荡培养，使磁化植物催化反应 体系催化反应，得到反应产物，最后对反应产物分离和提纯，得到纯化的反应产物。3. —种植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，其特征在于其是先将含有底 物的反应溶液置于磁场中磁化处理，并且控制磁感应强度和磁处理的时间，得到磁化过的 含有底物的反应溶液，再将植物体生物催化剂加入到磁化过的含有底物的反应溶液中，形 成磁化过的植物催化反应体系，而后将磁化过的植物催化反应体系置于振荡装置上振荡培 养，使磁化过的植物催化反应体系催化反应，得到反应产物，最后对反应产物分离和提纯， 得到纯化的反应产物。4. 一种植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，其特征在于其是先将植物体生 物催化剂和含有底物的反应溶液分别置于磁场中磁化处理，并且控制磁感应强度和磁处理 的时间，得到磁化植物体生物催化剂和磁化过的含底物的反应溶液，再将磁化植物体生物 催化剂加入到...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐忠传，柴文，沈宗根，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]