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糖苷具有广泛的生理和药理活性,但在天然产物中含量低满足不了需求,主要通过愈伤组织悬浮培养法和化学合成法获得。由于愈伤组织培养法周期长,化学合成法经多步保护去保护的过程,且产物纯度不高,酶催化合成糖苷具有明显的优势:反应条件温和、产物纯度高,避免化学合成法繁琐的保护和去保护步骤;同时,糖苷受体廉价易得,成本低。因此,生物催化合成糖苷成为研究热点。糖苷酶具有催化糖苷键水解和糖基转移双重活性,可用于合成寡糖、烷基糖苷和芳香基糖苷,以及对氨基酸、多肽、抗生素等进行糖基化修饰。在水相中由于产物糖苷易水解,大大降低了催化合成的效果,相对于水相而言,非水介质用于酶促合成糖苷反应具有明显的优势,通过有效抑制产物的水解反应从而提高收率。本文分别在有机溶剂和离子液体中构建β-葡萄糖苷酶催化糖苷合成反应体系,并优化其催化条件,以期提高红景天甙的产量和收率,为研究酶催化机制和糖苷类活性物质的工业化合成提供理论依据。其主要内容如下:1.通过对固态发酵产酶培养基组分及培养条件进行优化,提高产酶能力。确定了最佳产酶培养基:麸皮8 g,玉米芯2 g,蛋白胨0.3%,水杨苷0.05%,水10mL自然pH。将发酵浸提液经硫酸铵分级沉淀、透析、冷冻干燥获β-葡萄糖苷酶粗酶,该酶的比活从59.94 U/mg提高到164.57 U/mg,纯化倍数为2.75。2.构建了有机溶剂/缓冲液反应体系,并对反应条件进行优化,采用高效液相色谱法为检测手段,考察了聚乙二醇(PEG)修饰的β-葡萄糖苷酶的催化性能。结果表明,PEG-β-葡萄糖苷酶复合物比游离酶对有机溶剂的耐受性增强,催化活性更高,其催化合成的最佳条件为:在正己烷反应体系中,底物浓度酪醇30 mol/L,D-葡萄糖与酪醇摩尔比为1:1,于50℃反应50 h,红景天甙收率最高可达59.2%。为验证该反应体系的适用范围,进行了氢醌的糖苷合成反应。3.构建了离子液体反应体系,离子液体[bmim]PF6对糖苷酶具有良好的生物相容性,同有机溶剂相比,可提高糖苷酶的催化能力,增加底物溶解度,在优化条件(pH5.8,50℃,含水量2%,24h)下,红景天甙产率高达88.5%。离子液体的使用有利于产物分离和酶的重复利用,在该反应体系中酶可重复利用6次,其催化性能下降缓慢。