酪氨酸酶催化反应及其应用研究-有机化学专业毕业论文

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1、中山大学博士学位论文酪氨酸酶催化反应及其应用研究姓名：徐迪申请学位级别：博士专业：有机化学指导教师：古练权20040527中山大学博士学位论文摘要题目：酪氨酸酶催化反应及其应用研究作者：徐迪指导老师：古练权教授，马林教授专业：有机化学酶被广泛用于食品、纺织、制革、医药、日用化工和三废处理。酶的反应体系也从水溶液转变到与水互溶有机溶剂、水一有机溶剂两相体系、低水有机溶剂、反相胶束体系、超I临界流体体系和无溶剂体系，其中无溶剂是刚兴起的新体系。本论文对酶在有机溶剂体系进行催化反应的影响因素做了总结，并综述了无溶剂体系酶催

2、化反应的类型和方法。酪氨酸酶广泛分布于自然界，生物功能足调控生物体内黑色素的生成。酪氨酸酶催化两个不同反应：单酚选择性羟基化形成邻苯二酚，邻苯二酚进一步氧化形成邻醌。生物体内黑色素生成机制主要是氧化一迈克尔加成反应，即单酚化合物在酪氨酸酶催化下形成邻醌，邻醌和亲核试剂发生l，4一迈克尔加成，加成产物进一步聚合形成生物大分子黑色素。本论文基于酪氨酸酶催化单酚发生的氧化迈克尔加成反应机理，结合酪氨酸酶在水溶液、水不互溶有机溶剂和无溶剂三个体系的催化反应，做了以下的研究和应用：1．研究了酪氨酸酶催化羟基吡啶类化合物的氧化反

3、应及生物学意义。结果表明，2一羟基吡啶、4．羟基吡啶不能被酪氨酸酶氧化，也不是酪氨酸酶的抑制剂。酪氨酸酶可以催化2，3一二羟基吡啶的氧化，氧化过程表现出单酚化合物的延迟期行为，说明羟基吡啶类化合物在反应条件下主要以酮式结构存在。2，3-二羟基吡啶氧化产物可以抑制乳酸脱氢酶活力，机理足氧化一迈克尔加成。2．在无溶剂体系中，酪氨酸酶可以快速催化对位取代苯酚和芳香胺的氧化一迈克尔加成反应。载体含量、水含量、酶含量和反应时间对反应速度有影响，其中水含量影响较大。对反应产物进行结构分析，4．苯氧基苯酚、4．苄基苯酚和4．摘要苄

4、氧基苯酚在酪氨酸酶和芳香胺作用下得到了相同的三取代胺的主产物3-1，4-苯基苯酚得到了两个吩嗪环主产物3-4和3—5。3．采用固定化酶在有机溶剂中催化了对位取代苯酚和芳香胺的反应，得到相同类型的三个胺取代产物4-1、4-2、4-3，取代基从醌环上脱落。基于该反应机理，设计了酪氨酸酶的三个前药模型化合物并进行了体外模型实验，即以酪氨酸酶的底物苯酚和邻氨基苯酚作为药物布洛芬和5一氟脲嘧啶的载体，经酪氨酸酶和亲核试剂的作用，实现药物的释放。结果表明，前药模型化合物4．5和4-8可以释放药物，化合物4．12还在研究中。4．对

5、合成的化合物进行了乙酰胆碱酯酶的抑制活性测定，结果表明：3-4(IC50=103．7ttM)和3—5(IC50=20．6IaM)具有较好的抑制活性：根据化合物3-4和3—5对乙酰胆碱酯酶的抑制动力学行为表明它们是竞争型抑制剂。5．在无溶剂下，研究了Ⅱ一糜蛋白酶催化N．保护的氨基酸葡萄糖酯的合成，结果表明，底物比、加酶量、加水量、pH值和反应时间对反应有影响，其中加水量影响较大，反应产物正在研究中。本论文主要化合物附图如下。，7丫丫o＼。XN／≮／≮N，7驭Ar=oq)CH3-c014联

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10、『3吨6H4mb趣一毋《。bpO口卜NHc．％～iU净o、螂4-12II中山大学博士学位论文徐迪019101024AbstractTopic：WyrosinasecatalyticreactionsandapplicationsAuthor：XuDiSupervisor：Prof．GuLian—Quan，Prof．MaLinMajoring：OrganicchemistryThemarketforbiologicalcatalys

11、isiscontinuouslygrowing，especiallyinthepharnlaceutical，environmentandfoodindustries．Buttheuseofenzymesinaqueousreactionmedialimitedtheirapplicationsinthescopeofindustrial．Thesnccessofsuchapplicationhasledtointerestinnewmediasuchasorganicsolvent，supercriticalflu

12、ids，reversemicelleandsolvent·free．Inthisarticle，somerecentdevelopmentsinenzymaticcatalysisinnon-aqueousmediawillbereviewedandenzymaticsolvent·-freesynthesiswillalsobedescrib