酵母細胞預處理改變不對稱還原反應立體選擇性的若干機理分析.pdf

1、生物催化因其高效和高度的立體選擇性,已經(jīng)成為手性合成最重要的方法之一.面包酵母能催化大多數(shù)β-羰基酯的不對稱還原反應,生成的β-羥基酯具有光學活性,是合成手性藥物和其他手性化合物的重要中間體.但許多反應的立體選擇性不高,影響了其規(guī)?；a(chǎn). 添加烯丙基類化合物可以改變酵母催化不對稱還原反應的產(chǎn)物收率及立體選擇性.本文以4-氯乙酰乙酸乙酯(COBE)為模型底物,用丙烯酰胺和烯丙基醇對酵母進行預處理,產(chǎn)物(S)-4-氯-3-羥基丁酸

2、乙酯(S-CHBE)的對映體過量值(e.e.)可以增加至94﹪;而用烯丙基溴預處理,則可以得到R-型產(chǎn)物.但酵母細胞經(jīng)過烯丙基類化合物處理后,產(chǎn)物收率有所下降. 通過測定酵母細胞在酶抑制劑預處理前后糖耗速率、ATP含量、胞內(nèi)水解酶活性及線粒體呼吸鏈酶復合體活性的變化情況,證明烯丙基類化合物對細胞及胞內(nèi)酶系的活性存在抑制作用,且作用程度大小取決于烯丙基所帶基團. 經(jīng)烯丙基類化合物預處理后的酵母細胞,以PBS緩沖液反復洗滌后

3、,其活性可以得到恢復,說明烯丙基類化合物對酶的抑制作用具有可逆性.增加底物濃度,經(jīng)烯丙基醇預處理的酵母細胞,其S-型產(chǎn)物的對映體過量值維持在90﹪左右;而經(jīng)烯丙基溴處理的酵母細胞,反應得到的R-型產(chǎn)物對映體過量值則從90﹪下降到45﹪左右.說明烯丙基類化合物在反應中與底物在同酶的結合上存在競爭關系,且烯丙基所帶基團決定了其吸附的酶的類型.以抑制劑類似物處理酵母細胞,反應結果證明酵母細胞內(nèi)催化不對稱還原反應的兩類酶存在著空間位阻效應.

4、 熱也可以作為一種酶抑制劑改變酵母細胞在不對稱還原反應中的立體選擇性.熱激處理酵母細胞,溫度升高,酵母細胞催化不對稱還原反應的產(chǎn)物收率下降,S一型產(chǎn)物的對映體過量值提高.當熱激溫度為50℃時,S-型產(chǎn)物的對映體過量值達到最高.而當熱激溫度高于55℃時,產(chǎn)物收率急劇下降. 經(jīng)過熱激處理的酵母細胞,其消耗葡萄糖的能力與胞內(nèi)大部分水解酶的活性都有不同程度的下降.說明熱激處理對細胞及胞內(nèi)大部分水解酶的活性存在酵母細胞呼吸鏈上的脫氫酶