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α-氯丙酸(α-CPA)是多种除草剂和除虫剂的重要组成部分。这些农用化学品一贯以来就得到广泛使用。但是,α-氯丙酸具有光学活性,只有用(S)构型α-氯丙酸合成的农药才具有很高的生理活性或药理作用,而用(R)构型合成的农药活性很低或无活性,且可能以竞争性抑制剂的形式起作用。所以未经拆分的α-氯丙酸合成农药使用时,既无高活性,也加剧了环境的污染。为了解决这个问题,必须发展高效拆分α-氯丙酸消旋体的方法。利用仅作用于(R)构型底物的(R)-脱卤酶,将(R)-α-氯丙酸转化为(S)-乳酸,而将(S)-α-氯丙酸保留下来。这样,我们便获得了高效拆分氯丙酸的新方法。 首先从杭州农药厂的厌氧污泥中筛出对α-氯丙酸具有较高脱氯活性的菌株,并考察了它的脱氯反应情况和生长曲线。实验证明筛出菌所产酶为胞内组成酶。 考察了粗酶的酶学性质。发现pH7.5是该酶的最适反应pH值。在pH7.5下,酶的pH稳定性最高。结合酶活力和热稳定性的因素考虑,30℃为酶反应进行的最佳温度。对粗酶的动力学参数进行了研究,求得Vmax为2.226×10-4mol/min·L,米氏常数Km为1.724×10-3mol/L。 用正交实验法考察菌体培养的合适碳、氮加入量。当培养基中葡萄糖浓度为50g/L、酵母粉浓度为5g/L、(NH4)2SO4浓度为1g/L时,可以获得较多的菌体和脱卤酶。对菌体的培养温度进行考察,结果30℃是菌体生长较适宜的温度。 采用扩张床吸附法纯化粗酶。确定进样液蛋白质浓度4.6mg/mL,洗脱液为0.25M的(NH4)SO4。经扩张床纯化后,脱卤酶的比活力提高了28倍,达到了4.722U/mg,同时回收率达到了68%。这些与文献报道的纯化方法相比都有了很大提高,而整个纯化过程大大简化。 最后,对经扩张床纯化后的酶液进行离子交换吸附,以得到单一的(R)-脱卤酶。采用(NH4)2SO4阶梯洗脱。0.3M下洗脱的峰含有(R)-脱卤酶。实验验证这种(R)-脱卤酶对(R)-α-氯丙酸的脱氯反应具有较好的选择性。本文还对(R)-脱卤酶的酶学性质进行了考察。发现此酶的最适反应pH为7.5、最适反应温度为30℃。并且,酶的选择性不随pH和温度的改变而发生变化。浙江大学硕士学位论文 摘要 本文在国内首次建立了脱卤酶生产纯化以及用脱卤酶生产光活性①卜a一氯丙酸的方法,为进一步研究高效生物爬升a一氯两酸生产方法打下了良好基础。