α-氟羧酸(α-fluorocarboxylic acids,FCAs)由于其固有的生物活性和作為構(gòu)建更復(fù)雜藥物分子的前體,受到了廣泛的關(guān)注。目前合成手性α-氟取代的羧酸類化合物主要通過化學(xué)方法,然而傳統(tǒng)的化學(xué)方法操作復(fù)雜,立體選擇性差,金屬催化劑的使用也容易造成環(huán)境污染等問題。近年來隨著生物催化的發(fā)展,相對(duì)于化學(xué)催化,生物催化往往能在溫和的條件下實(shí)現(xiàn)反應(yīng),具有綠色環(huán)保,催化效率高,對(duì)映選擇性好等優(yōu)點(diǎn),因此發(fā)展生物催化的方法來制備這一類有機(jī)氟化物對(duì)于整個(gè)有機(jī)氟化學(xué)領(lǐng)域都是一個(gè)重要的推動(dòng)。然而酶本身也具有熱穩(wěn)定性低,以及針對(duì)非天然底物催化效率低等特性,這些缺點(diǎn)嚴(yán)重阻礙了它們的廣泛應(yīng)用。而隨著分子生物技術(shù)的發(fā)展,基因合成以及測(cè)序成本的降低,一系列的方法工具(基因挖掘,定向進(jìn)化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等等)也被開發(fā)出來,有效彌補(bǔ)了這些缺點(diǎn),全面地推動(dòng)了生物催化在有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域的開發(fā)和利用。前期的工作中發(fā)現(xiàn)氟乙酸脫鹵酶RPA1163可以特異催化(S)構(gòu)型的α-氟代苯乙酸以及α-氟代苯丙酸脫氟水解生成對(duì)應(yīng)的(R)構(gòu)型的α-羥基苯乙酸以及α-羥基苯丙酸,具有手性拆分的潛在用途。但以前的研究主要集中在研究水解脫...

【文章頁數(shù)】：112 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 手性含氟有機(jī)化合物
        1.1.1 手性含氟有機(jī)物研究的意義
        1.1.2 手性含氟有機(jī)化合物的化學(xué)合成
    1.2 生物催化
        1.2.1 生物催化概述
        1.2.2 生物催化劑的產(chǎn)生和發(fā)展
        1.2.3 生物催化在有機(jī)合成中的發(fā)展
        1.2.4 生物催化在有機(jī)合成中的優(yōu)點(diǎn)
    1.3 蛋白定向進(jìn)化
        1.3.1 蛋白定向進(jìn)化的意義
        1.3.2 蛋白定向進(jìn)化的概念
        1.3.3 蛋白定向進(jìn)化的應(yīng)用
    1.4 氟乙酸脫鹵酶
        1.4.1 氟乙酸脫鹵酶的研究背景
        1.4.2 氟乙酸脫鹵酶的研究進(jìn)展
        1.4.3 氟乙酸脫鹵酶的催化機(jī)理
    1.5 本論文的選題意義及主要內(nèi)容
第二章 氟乙酸脫鹵酶RPA1163動(dòng)力學(xué)拆分α-氟代苯乙酸
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 儀器
        2.2.2 試劑
        2.2.3 實(shí)驗(yàn)室常規(guī)操作
        2.2.4 表達(dá)質(zhì)粒的構(gòu)建
        2.2.5 探究酶的表達(dá)條件
        2.2.6 蛋白R(shí)PA1163純化
        2.2.7 底物合成
        2.2.8 活性測(cè)試
        2.2.9 RPA1163穩(wěn)定性研究
        2.2.10 反應(yīng)條件優(yōu)化
        2.2.11 反應(yīng)進(jìn)程
        2.2.12 TON的計(jì)算
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 表達(dá)質(zhì)粒的構(gòu)建
        2.3.2 表達(dá)條件的優(yōu)化
        2.3.3 酶穩(wěn)定性測(cè)試
        2.3.4 反應(yīng)條件優(yōu)化
        2.3.5 反應(yīng)時(shí)間
        2.3.6 拓展底物譜
    2.4 .小結(jié)
第三章 半理性設(shè)計(jì)改造氟乙酸脫鹵酶用于低活性α-氟代羧酸的不對(duì)稱拆分
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 儀器
        3.2.2 試劑
        3.2.3 C-F鍵解離能測(cè)定
        3.2.4 動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)測(cè)試
        3.2.5 同位素動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)測(cè)試
        3.2.6 QM/MM計(jì)算同位素效應(yīng)
        3.2.7 QM/MM計(jì)算能量差
        3.2.8 哈米特圖
        3.2.9 對(duì)接
        3.2.10 突變體的構(gòu)建
        3.2.11 突變體活性測(cè)試
        3.2.12 分子動(dòng)力學(xué)模擬
        3.2.13 粘度動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)的測(cè)試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 C-F鍵解離能測(cè)定
        3.3.2 動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)的測(cè)定
        3.3.3 限速步的確定
        3.3.4 半理性設(shè)計(jì)構(gòu)建突變體
        3.3.5 突變體動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)測(cè)試
        3.3.6 QM/MM計(jì)算
        3.3.7 分子動(dòng)力學(xué)(MD)模擬
        3.3.8 粘度動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)
    3.4 小結(jié)
第四章 克級(jí)制備α-氟代羧酸和α-羥基酸
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 儀器
        4.2.2 試劑
        4.2.3 氟乙酸脫鹵酶RPA1163凍干粉的制備
        4.2.4 總轉(zhuǎn)化數(shù)(TON)的計(jì)算
        4.2.5 突變體熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
        4.2.6 大量制備
        4.2.7 (R)-2-氟代羧酸和(R)-2-羥基羧酸的分離
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 總轉(zhuǎn)化數(shù)(TON)的計(jì)算
        4.3.2 突變體熱穩(wěn)定性
        4.3.3 大量制備實(shí)驗(yàn)
        4.3.4 (R)-3,5-二氟苯基-氟乙酸(2g)的結(jié)晶學(xué)細(xì)節(jié)
    4.4 小結(jié)
結(jié)語
參考文獻(xiàn)
附錄
碩士期間發(fā)表的相關(guān)論文
致謝



本文編號(hào)：3870962