EYELA有机合成工作站与酶固定化反应工艺摸索

磷脂酰丝氨酸作为一种功能性磷脂，在细胞信号传导和生理调控中伴有重要角色。磷脂酰丝氨酸透过血脑屏障可参与重要生理、生化过程，例如在细胞凋亡、作为营养补充剂在脑损伤修复、记忆恢复中也有重要作用。

选择合适的酶催化系统对酶催化磷脂酰丝氨酸合成及其大规模制备至关重要。常见的双相体系酶催化磷脂酰丝氨酸的合成存在有机溶剂和酶过度使用。而在脱氧胆酸钠作为乳化剂的胶体分散体系中甲壳素纳米纤维固定磷脂酶D。

该固定酶通过一步法制备，避免了纯化繁琐的操作。作者[1]首先使用球磨法研磨离子液体[EMIM][Aco]/甲壳素混合物再经过清洗、离心等后处理得到甲壳素纳米纤维。作者构建pET28a-PLD-CBDchiA1导入大肠杆菌BL21中进行表达并获得改性ChNF-chiA1酶。

使用EYELA的 PPM-5512A有机合成工作站进行该酶的固定化实验，控制温度10度，控制搅拌速度300rpm，对酶固定的反应时间、试剂添加量进行了优化。图c表明反应时间在10 min至80 min固定酶的相对活性百分率、固定酶活性与非固定酶活性百分比变化不大，经过较短固定反应时间该酶保持较高的活性。图d表明随着该蛋白表达粗提液添加量增加固定化酶相对活性增加，添加量到5 mL固定化酶相对活性最大。图e、图f分别对固定化酶、非固定酶在不同温度和pH下相对活性进行表征，温度40度和pH为6.0时固定化酶的相对活性最高。

作者后续优化了该固定酶催化合成磷脂酰丝氨酸的反应条件，例如L-丝氨酸浓度，胶体体系中乳化剂脱氧胆酸钠浓度，反应时间，酶的用量。在L-丝氨酸浓度（1.0 M），无有机溶剂胶体体系中乳化剂脱氧胆酸钠浓度（10 mM），反应时间（8 h），酶的用量（1.0 U）下磷脂酰丝氨酸得到96.74%收率。无有机溶剂胶体体系中固定酶催化效率超过了水/有机溶剂二元体系中非固定酶催化效率60%。该酶催化技术为磷脂酰丝氨酸制备提供了一种新方法。