分子钳改性载体材料的制备及脂肪酶手性拆分

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1、论文须标注）Ｚｈｅａｎｃ－ｉＴｅｃｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｊｉｇＳ硕士学位论文Ｍ’ａｓｔｅｒｓＴｈｅｓｉｓ＼￥１８９７％／中文论文题目：分子钳改性载体材料的制备及脂肪酶手性拆分英文论文题目：Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｔｗｅｅｚｅｒｓｍｏｄｉｆｉｅｄｓｕｔｌ－ｐｐｏｒａｎｄｉｐａｓｅｃａｔａｌｙｚｅｄｃｈｉｒａｌｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ学科专业：作者姓名：杜育芝指导教师：叶鹏副教授完成日期：２０１７年１２月１５日浙江理大学

2、学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与栽同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。＇■■■：｜＞＿：．：：：；虞．．学位论文作者签名：ｉｆＩ签字日期：２〇丨ｇ年？月０曰：，．：：：；，：…：学位论文版权使用授权书

3、本学位论文作者完全了解浙江理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。木人措杈淅江理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影、。印、缩印或扫描等复制手段保存汇编学位论文—心（＃密的学位论文在解密后适壇本授权书）学位论文作者签名：ｎｔ签字曰期：年３月（？曰．｜导师签名：签字日期：冰ｆ年３月冲曰浙江理工大学硕士学位论文分子钳改性载体材料的制备及脂肪酶手性拆分摘要脂肪酶是一类非常重要的生物水解酶，

4、脂肪酶的活性结构的主要特征包括水解酶折叠（中心由疏水的β-折叠被α-螺旋从两侧覆盖），活性位点由Ser-His-Asp/Glu三联体和一个氧负离子洞组成，并且在大多数情况下，α-螺旋覆盖活性位点形成“盖子”。结构功能研究表明，内部隧道和“盖子”的形态、尺寸和氨基酸的组成，对于脂肪酶的催化多功能性至关重要。胆汁盐分子是一种生物表面活性剂，具有极性面和非极性面的两亲性分子，空间体积大，呈刚性，无毒可降解，生物兼容性好。胆汁盐对脂肪酶具有界面诱导活化的功能，从而促进脂肪酶的手性催化能力。因此，本文将脂肪酶与胆汁盐结

5、合后，可望提高脂肪酶在外消旋氨基酸甲酯酯交换反应中的手性拆分性能。本文采用脱氧胆酸为骨架，对其结构上的两个羟基进行接枝改性，制备了具有两条“手臂”和一个“裂穴”的手性不对称脲脱氧胆酸类分子钳。首先通过紫外分光光度滴定法测定了分子钳与氨基酸甲酯之间的识别性能；然后将分子钳与脂肪酶混合用于测定外消旋氨基酸甲酯酯交换反应，通过高效液相色谱法测定其催化性能；最后本文选取了六种胆汁盐，考察了不同胆汁盐在不同浓度作用下猪胰脂肪酶（PPL）对酶促反应催化性能的影响。具体的研究结论如下：1.脂肪酶（PPL）经过六种胆汁盐处理

6、后，对脂肪酶活性的影响基本一致：随着胆汁盐浓度的上升，脂肪酶的活性呈现出先上升后下降的趋势，并且在不同胆汁盐各自的临界胶束浓度（CMC）值附近达到最大值。这表明在一定浓度范围内的胆汁盐处理脂肪酶后，其对映体选择性和催化活性同时得到了提高。2.通过核磁手段验证了合成分子钳结构的准确性。通过差紫外光谱滴定法测定了主体分子钳和客体氨基酸甲酯间的相互作用，配合物的最大吸光度呈现出规律性的上升，再根据结合常数Ka和自由能变化值-ΔG0判定了主客体间存在相互作用并产生了手性识别。分子钳与L-氨基酸甲酯的结合常数比与D-氨

7、基酸甲酯的结合常数高（缬氨酸甲酯除外），说明分子钳优先于L-氨基酸甲酯结合；并且分子钳对色氨酸甲酯的作用最强。这主要是因为L-色氨酸甲I浙江理工大学硕士学位论文分子钳改性载体材料的制备及脂肪酶手性拆分酯在空穴内接近C7和C12位上的脲基团手臂，而D-色氨酸甲酯则接近C3位，因此L-色氨酸甲酯与分子钳的结合作用强于D-色氨酸甲酯。3.根据酶促反应的高效液相色谱法测定结果，发现在酯交换反应中加入脂肪酶PPL后，酯交换反应的选择性有了显著的提高，而活性却有所下降；在脂肪酶的基础上加入分子钳后，选择性有小幅度的上升，

8、活性也有所提高。这说明手性不对称脲脱氧胆酸分子钳对脂肪酶的催化性能有所影响，但不是特别的明显。在六种分子钳中，加入色氨酸分子钳与脂肪酶混合后用于酶促反应的活性和选择性提高最多。脂肪酶具有手性选择性，分子钳可以诱导脂肪酶的“盖子”打开，暴露活性位点，从而提高了脂肪酶的催化活性。4.通过对聚丙烯腈纤维进行接枝改性，制备了四种胆汁酸接枝改性的手性功能化载体材料，并通过傅立叶红外衰减全反射进行表征，证明已经