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环糊精(cyclodextrin,简称CD)在生物催化中有着复杂的作用机制,可以通过包结作用增加底物溶解度,也可以与菌体细胞相互作用,影响生物催化的效率。目前,不同CD结构对生物催化菌种特性的影响规律及机制还不明晰。本文以醋酸可的松(Cortisone Acetate,简称CA)在简单节杆菌(Arthrobacter simplex,简称A.simplex)催化下进行C 1,2脱氢反应为模型,考察CD及其衍生物对菌体生长特性、酶活性、细胞通透性等方面的影响,为CD在甾体等疏水性化合物生物催化中的应用提供基础数据和理论依据。考察了不同CD对A.simplex菌体生长特性的影响,结果表明CD的结构及添加浓度对菌体生长的影响差异较大。低浓度的α-CD、β-CD和γ-CD促进A.simplex的生长。但随着其浓度的增加,表现出对A.simplex生长的抑制作用。天然CD中,α-CD空腔最小,与磷脂的包合作用最强,对A.simplex生长抑制最大。β-CD衍生物对A.simplex生长的影响与天然CD的影响类似。β-CD衍生物对菌体生长的抑制顺序是甲基-β-CD(RM-β-CD)>羟丙基-β-CD(HP-β-CD)>羟乙基-β-CD(HE-β-CD)>羧甲基-β-CD(CM-β-CD)>磺酸基-β-CD(S-β-CD)>磺丁基-β-CD(SBE-β-CD)。RM-β-CD为双亲性CD,具有最强的包合特性,对菌体生长的抑制作用最大。不同取代度HP-β-CD对菌体生长的抑制程度差异不明显。扫描电镜观察β-CD衍生物处理后的A.simplex静息细胞,其形态发生了不同程度的的变化,特别是细胞的长度及宽度出现较大程度的增加。β-CD衍生物对A.simplex静息细胞菌体形态的影响程度为:RM-β-CD>HP-β-CD>HE-β-CD。考察了CD结构对A.simplex细胞活性影响。15 mmol/L α-CD、β-CD和γ-CD处理后A.simplex细胞脱氢酶活力分别降到对照的32%、61%和95%。β-CD衍生物(30 mmol/L浓度作用下)处理均降低A.simplex静息细胞脱氢酶活力。不同取代基β-环糊精衍生物对A.simplex静息细胞活性的抑制大小为:RM-β-CD>CM-β-CD>HE-β-CD>SBE-β-CD>S-β-CD>HP-β-CD。RM-β-CD处理后脱氢酶活力降低幅度最大,仅为对照的5%。不同取代度HP-β-CD均降低A.simplex静息细胞脱氢酶活力,但不同取代度之间差异不大。考察了 CD结构对A.simplex细胞通透性的影响。不同CD对A.simplex细胞通透性的影响不同。A.simplex经天然CD(15mmol/L)预处理后,CA初始转化速率和细胞通透性均有不同程度增加,细胞通透性增加程度为α-CD>β-CD>y-CD。不同β-CD衍生物(30 mmol/L)预处理A.simplex后,RM-β-CD对CA初始转化速率增幅最大的是,达到对照的6.40倍。不同β-CD衍生物对A.simplex细胞通透性影响大小为:RM-β-CD>CM-β-CD>HE-β-CD>SBE-β-CD>S-β-CD>HP-β-CD。不同取代度的HP-β-CD之间差异不大。