腈水解酶的特性与应用进展讨论关键词腈水解酶;催化特性;固定化;应用进展KeywordsNitrilase;Catalyticcharacteristics;Immobilization;Applicationprogress1 腈水解酶概述1
1 简介腈水解酶(EC3
1)又称腈酶,属于腈代谢酶系中的一种,是重要的工业用酶,也是重要的生物催化剂
它能够水解碳氮肽键来生产更加有价值的相对应的羧酸[1-2]
腈的化学水解通常需要高温强碱性或酸性的条件,易产生不必要的副产物和大量的无机废物
而利用腈水解酶催化水解生成羧酸,是通过一步反应进行的,体现出优越的高选择性、高效率以及环境经济性,为降解腈类物质提供了一个“绿色”的选择
到目前为止,腈水解酶被广泛用于精细化学品、医药中间体的生产以及腈污染物的生物修复
在自然界中,几乎所有的真菌、植物以及动物等有机体的体内都会产生脂肪腈或芳香腈如氰脂、蓖麻碱和苯乙腈等
这些腈类化合物不仅能够提供生物必须储备氮源,而且能够起到保护作用,免受其他生物的侵害[3]
1935 年,有学者提出某些植物组织自身能将腈类化合物转化成羧酸
这些酸类物质对植物生长有利,从而论证某些有机羧酸、酰胺等腈类衍生物有助于植物的生长
20 世纪 60 年代,Thimann 等得到一种类似化学法能够水解腈或酰胺的酶
它是从大麦叶子中提取、纯化的
该酶能将 3 吲哚乙腈水解成为吲哚 3 乙酸,故将其命名为吲哚乙腈水解酶[4]
随着讨论的不断深化,他们发现这种吲哚乙腈水解酶不仅能水解 3 吲哚乙腈,而且对其他 20 余种脂肪族和芳香族的腈类化合物都具有催化活性,例如该酶水解底物 3 氰基吡啶的活力比水解 3 吲哚乙腈高接近 10 倍
因此,Thiman 等给这种酶给予一个新的名称——腈水解酶
历史上第一次发现能产腈水解酶的微生物菌种的是 Hook 和 Robinson