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酯酶pnbA-BS突變體及其在制備l-薄荷醇中的應用

時間：2022-11-09 點擊量：

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01 背景知識

薄荷醇，也叫薄荷腦，是一種萜類有機化合物，主要是由薄荷的葉和莖中提取的白色晶體，是薄荷精油的主要成分。因其分子存在3 個手性中心，所以它有4對8種對映異構體，分別為dl?薄荷醇、dl?異薄荷醇、dl?新薄荷醇和dl?新異薄荷醇。8種異構體中，只有l?薄荷醇具有特征的薄荷香氣和強烈的清涼作用，氣味新鮮輕快，具有興奮鎮痛、殺菌止癢、促滲透、助消化等功效，在食品、日用化工、飲料、醫藥等領域具有廣泛應用。

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02專利內容

本發明公開了一種酯酶pnbA?BS突變體及其在制備l?薄荷醇中的應用。為了提高酯酶的l?對映體選擇性及其催化制備l?薄荷醇的效率，對源自Bacillussubtilis 168的酯酶pnbA?BS進行分子改造，獲得了在選擇性拆分dl?乙酸薄荷酯中具有嚴格l?對映體選擇性的突變體。該酯酶pnbA?BS突變體在大腸桿菌中表達，獲得基因工程菌。以該基因工程菌為催化劑，反應體系不添加有機溶劑，同時采取底物流加方式減輕底物抑制，建立了一種高效、綠色、簡便的l?薄荷醇制備方法。該方法底物加載量可達1700mM，產物濃度可達600mM，產物e .e .值>99％，時空產率可達160 .52g/(L·d)。

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采用該方法制備的l?薄荷醇固體粉末

03 發明意義

與化學法拆分相比，生物酶法拆分具有條件溫和、綠色環保等優點，為產業界所青睞。然而，由于缺乏同時滿足高活力和高對映體選擇性的專用酶，目前生物酶法還達不到實際應用的要求。本發明中提供一種具有嚴格l?薄荷醇對映體選擇性的酯酶pnbA?BS突變體，該突變體在選擇性拆分dl?乙酸薄荷酯中具有嚴格的l?對映體選擇性。同時反應體系不添加有機溶劑，減少了化學品的使用，簡化了產物分離工藝，提供了一種綠色、高效、簡便的新型l?薄荷醇制備方法。

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