天津工生所等在水凝胶固定化酶研究中获进展
生物催化因绿色、温和、高选择性等特点,逐渐成为传统精细化学品制造的替代方法。而生物催化剂——酶,通常存在活性差、不稳定和难以回收利用等缺点。将酶固定化后能够提高酶的催化活性和稳定性,且可重复使用,这使得酶固定化成为有效的策略,对生物催化剂的工业化应用具有助推作用。近日,中国科学院天津工业生物技术研究所孙周通带领的生物催化研究中心团队,与清华大学化学工程系王玉军团队合作,开发了可行的酶固定化策略。该策略利用三氮唑类化合物和金属离子的协同桥接,诱导形成多孔的酶组装水凝胶,提高了酶催化活性和稳定性。水凝胶固定化后的醇脱氢酶对酮底物的催化还原效率是游离酶的6.3倍,在循环使用12个周期后仍具有较高的催化活性,且保持较高的立体选择性,证实了它的稳定性和可重复使用性。进一步,该研究通过冷冻电镜解析了水凝胶固定化酶近原子分辨率(2.1埃)的复合体结构,阐明了水凝胶形成的可能机制,揭示了三氮唑类化合物和金属离子在水凝胶形成过程中的重要作用,并结......阅读全文
生物催化剂的筛选
生物催化剂的广泛应用有赖于对大量生物分子的有效筛选和检验。不同菌株和不同酶的催化专一性、活力及稳定性有很大差异,因此有关菌种分离、筛选、选育等工作不可缺少。在实际工作中,要扩大生物催化剂的应用必须解决生物催化中的一些典型困难和操作上的限制,如温度、pH值、产物抑制、反应速度及处理的物料浓度等。要解决
生物催化剂的缺点
生物催化剂的本质是酶,虽然具有催化效率高、专一性强和污染少等优点,但在有机溶剂中生物催化剂的稳定性和耐受性都很低,易受到有机溶剂的破坏,此外它的催化活性还受到溶剂pH和反应温度的影响。
生物催化剂的应用
目前,生物催化工艺对化学工业已产生重大影响,全球酶市场规模约60亿美元。在传统方面,微生物和酶工艺已被用于生物衍生原料的制造,现在开始扩展到石油衍生材料领域,并且在有机药品合成及柴油微生物脱硫中得到广泛应用,在反应中作歧化剂。在生产手性小分子的药物及中间体时,生物转化和传统的化学方法最显著的区别就是
生物催化剂的来源
目前,少数生物催化剂是从动植物组织中提取的,多数来自于微生物细胞。除真核生物和单细胞酵母(如从南极假丝酵母中得到了高效脂肪酶CALB)外,原核微生物是生物催化剂的主要来源。由于原核微生物(细菌和古生菌)是地球上出现最早和数量最多的生命形态,经历了漫长的演变后,许多微生物为适应“恶劣”环境而具有了非常
生物脱硫催化剂的筛选
为了有效脱除石油及其产品中的有机硫,本实验采用复杂有机硫化合物为限制性底物的驯化方式,从被原油污染土壤中驯化、筛选,分离得到对有机硫具有一定脱除效果的菌株,鉴定为枯草芽孢杆菌亚种(Bacillus subtilis subsp. subtilis) ;以该菌株和白腐真菌作为出发菌株,通过原生质体融合
生物催化剂的工业应用
生物催化剂在精细化学品市场中呈现出很高的增长率。据报道,1998年工业酶制剂的世界市场约16亿美元,2000年已达20亿美元,预计到2008年将达30亿美元,年增长率6.5%。而用于精细化学工业和制药工业的生物催化剂目前已达1亿-1.3亿美元,预计年增长率将达8%-9%。生物催化剂的增长主要是由于单
生物催化剂的研究进展
酶工程是利用酶的生物催化作用,在反应器内进行物质转化的技术。其应用范围已涉及医药、化工、轻工、农业、环保等方面。国际上酶工程研究进展迅速,其产业化已取得很大进展。 改善酶的性能 运用基因工程技术改善酶的性能,可提高酶的产率,增加其稳定性,提高微生物的产酶能力,有效促进了酶工程的发展。现在丹麦诺
生物催化剂的概念和特点
生物催化是利用生物催化剂(酶或微生物)来改变(通常是加速)化学反应的速率。生物催化剂是指生物反应过程中起催化作用的游离或固定化细胞以及游离或固定化酶的总称。特点:一、效率极高。二、高度专一。三、条件温和。四、清洁环保。
生物催化剂在医学方面的应用
生物催化剂在医学方面的应用已引出人工细胞、人工器官等新概念。如利用微囊化技术,将酶等生物大分子固定在0.2-3um的半透膜内,形成人工细胞。由于薄膜的隔离,囊内的酶分子不与囊外的免疫球蛋白接触,也不受水解酶的破坏,这样制成的含有一种酶的人工细胞就是第一代人工细胞。利用这种脲酶微囊即脲酶的人工细胞可以
生物催化剂应用于取代反应
许多酶都可以用来催化丙氨酸、丝氨酸、半胱氨酸衍生物beta-碳上的取代反应以及蛋氨酸等化合物r-碳上的取代反应 。如O-乙酰基丝氨酸在酶的作用下,发生beta-碳原子上的取代反应,得到L-半胱氨酸 ,再如,L-半胱氨酸与L-高丝氨酸反应,在酶的作用下,r-碳上的羟基被取代,生成L-胱硫醚。
D塔格糖的生物催化剂生物合成
D-塔格糖是一种天然的低能量填充型甜味剂,具有抑制高血糖,改善肠道菌群和不致龋齿等多种生理功效。D-塔格糖是一种稀有糖,通常利用化学转化或生物转化方法进行大量生产。L-阿拉伯糖异构酶(L-arabinose isomerase, AI)能分别催化L-阿拉伯糖和D-半乳糖异构为L-核酮糖和D-塔格糖,
研究阐述了光催化生物质精炼的催化剂设计
近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员王峰、副研究员罗能超团队发表光催化生物质精炼的催化剂设计综述性文章,总结了光催化剂的表面结构、电子结构以及助催化剂等因素对生物质精炼中的界面电荷转移和自由基反应的影响,为实现高效、高选择性的光催化生物质精炼提供借鉴。相关成果发表在《自然-合成》上。 生物
研究阐述了光催化生物质精炼的催化剂设计
近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员王峰、副研究员罗能超团队发表光催化生物质精炼的催化剂设计综述性文章,总结了光催化剂的表面结构、电子结构以及助催化剂等因素对生物质精炼中的界面电荷转移和自由基反应的影响,为实现高效、高选择性的光催化生物质精炼提供借鉴。相关成果发表在《自然-合成》上。生物质是地球
贵金属催化剂催化吡啶及其衍生物的加氢反应
制备负载型高分散的纳米贵金属催化剂和含钌的双金属催化剂,并考察了催化剂对吡啶及其衍生物加氢反应的催化性能。 结果表明,5%钌炭催化剂对吡啶加氢反应的催化活性高于5%钯炭和5%铂炭,在100度,3.0Mpa,1小时和 钌/吡啶摩尔比2.5/1000的条件下,5%钌炭催化吡啶加氢的转化率大于99.9
生物催化剂应用于加成与消除反应
1 碳碳双键的加成 H.-E.Hogberg及P Berglund等人系统地研究了碳碳双键在酵母粉下的加成反应。2 碳氧双键的加成 醛缩合酶可以催化羟醛缩合反应。在这一类酶中,以果糖-1,6-二磷醛缩酶(FDPA)在有机合成中的应用研究最为深入。举例来说,在二羟基丙酮与2-羟基丙醛的反应中,以果糖-
《能源与燃料》:虾壳催化剂有助制造生物柴油
随着对全球化石燃料枯竭的担心,越来越多人对可再生的能源例如生物柴油感兴趣,希望用它们去填补对能源的渴求。但是,生物柴油的制造技术中有一项是用催化剂来加速大豆、蓖麻,以及其他植物油转化成柴油的化学过程,目前为止,所使用的催化剂不仅不能再次使用,而且必须使用大量水来中和,排出大量污染过的废水。
生物催化剂在食品工业中的应用
在食品工业中可以用来降低粘度、提高提效率(或分离效率)、增香、实现生物转化等。在这些应用方面也同样推广应用固定酶技术,目前世界上规模最大的固定酶工艺就是用固定化葡萄糖异构酶以葡萄糖为原料生产果糖糖浆。具体方法是将葡萄糖异构酶固定在二乙胺乙基纤维素上,异构化条件是温度为20℃,PH为6—9。这种固定酶
生物催化剂在有机合成方面的应用
一、生物催化剂应用于取代反应许多酶都可以用来催化丙氨酸、丝氨酸、半胱氨酸衍生物beta-碳上的取代反应以及蛋氨酸等化合物r-碳上的取代反应 。如O-乙酰基丝氨酸在酶的作用下,发生beta-碳原子上的取代反应,得到L-半胱氨酸 ,再如,L-半胱氨酸与L-高丝氨酸反应,在酶的作用下,r-碳上的羟基被取代
什么均相催化剂?
催化剂和反应物同处于一相,没有相界存在而进行的反应,称为均相催化作用,能起均相催化作用的催化剂为均相催化剂。均相催化剂包括液体酸、碱催化剂和色可赛思固体酸陛和碱性催化剂,可溶性过渡金属化合物(盐类和配合物)等。均相催化剂以分子或离子独立起作用,活性中心均一,具有高活性和高选择性。
催化剂的组成
绝大多数催化剂有三类可以区分的组分:活性组分、载体、助催化剂。活性组分活性组分是催化剂的主要成分,有时由一种物质组成,有时由多种物质组成。活性组分分类:类别导电性(反应类型)催化反应举例金属导电体(氧化反应,还原反应)选择性加氢;选择性氢解;选择性氧化过渡金属氧化物、硫化物半导体(氧化还原)选择性加
催化剂的定义
催化剂的定义是:在化学反应里能改变知反应物化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质(固体催化剂也叫触媒)。 催化剂是一种改变反应速率但不改变反应总标准吉布斯自由能的物质。 催化剂自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化
催化剂的定义
催化剂的定义是:在化学反应里能改变知反应物化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质(固体催化剂也叫触媒)。 催化剂是一种改变反应速率但不改变反应总标准吉布斯自由能的物质。 催化剂自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化
上科大发表Science:铈基催化剂和醇催化剂协同催化体系
上海科技大学物质科学与技术学院左智伟科研团队在光促进甲烷转化这一重要能源化工领域取得突破性进展:他们成功发展了一种廉价、高效的铈基催化剂和醇催化剂的协同催化体系。这一基础研究领域的突破,解决了利用光能在室温下把甲烷一步转化为液态产品的科学难题,为甲烷转化成高附加值的化工产品(例如火箭推进剂燃料
我所发表光催化生物质精炼的催化剂设计综述文章
原文地址:http://www.dicp.cas.cn/xwdt/kyjz/202403/t20240327_7055091.html近日,我所生物能源研究部生物能源化学品研究组(DNL0603组)王峰研究员、罗能超副研究员团队发表光催化生物质精炼的催化剂设计综述性文章,总结了光催化剂的表面结构、电
均相催化剂的催化基元反应
在以过渡金属络合物为活性中心的均相催化反应中,催化活性的中间络合物能够分离出晶体,用x射线分析,可对活性中心周围的环境与反应底杨的作用状况进行详细了解,并用以对反应机理做出比较确切的描绘。通过对部分反应机理的彻底研究,可么认定均相络合催化的基元反应步骤都是在以金属为中心的配休球上进行的,反应过程
我国科学家成功合成水裂解生物催化剂
光合作用下,植物利用太阳能将水裂解,释放出氧气,获得电子、质子的过程是自然界最重要的能量转换和物质转换过程。科学家一直试图模拟这一过程以获得洁净的氢能,但如何制备高效的人工水裂解催化剂一直困扰着他们。 最近,中科院化学所张纯喜研究小组首次成功合成与光合作用水裂解催化中心类似的人工催化剂,这一工
金属氧化物催化剂与金属催化剂的区别
金属氧化物催化剂与金属催化剂的区别:1、主要催化活性组分不同。金属氧化物催化剂的主要催化活性组分是金属氧化物。金属催化剂的主要催化活性组分是金属。2、作用及应用不同。金属氧化物催化剂广泛用于氧化还原型机理的催化反应;主族元素的氧化物多数用于酸碱型机理的催化反应(见固体酸催化剂),包括氧化、脱氢、加氢
国产脱硝催化剂配方问世-可节约催化剂成本30%
记者在“烟气脱硝产业与技术论坛”上获悉,由中电投远达环保牵头的课题――“催化剂关键原材料制备技术及基于原材料的配方研究”已完成研发任务,开发出了具有自主知识产权的专用钛钨粉制备工艺和国产催化剂配方,实现了催化剂关键原材料的国产化,可节约成本30%左右。 此次“烟气脱硝产业与技术论坛”由国内
成功研制新型木质纤维素整合生物糖化生物催化剂
木质纤维素具有储量大、可再生的特点,发展木质纤维素的高效转化技术不仅可以实现低值农业废弃生物质的高效利用,而且有望从根本上提出全新的能源与产粮出口。能源所开发新型木质纤维素整合生物糖化生物催化剂。 课题组供图 木质纤维素的复杂结构和组成形成了天然拮抗降解作用的屏障。因此,如何实现木质纤维素高效
催化剂载体的要求
担体是一种多孔性化学惰性固体,在气相色谱中用来支撑固定液。对担体有如下几点要求:1.表面积较大;2.具有化学惰性和热稳定性;3.有一定的机械强度,使涂渍和填充过程不引起粉碎;4.有适当的孔隙结构,利于两相间快速传质;5.能制成均匀的球状颗粒,利于气相渗透和填充均匀性好;6.有很好的浸润性,便于固定液