酶催化反应生产过氧乙酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种酶法生产过氧乙酸的方法，本方法以短链乙酸酯和过氧化氢为底物，由乙酰木聚糖酯酶过水解催化反应生成过氧乙酸。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于基因工程
，具体涉及一种从具有过水解活性的乙酰木聚糖酯 酶AXE (Genbank :KC292495)由乙酸酯底物生产过氧乙酸。
技术介绍
过氧乙酸（PAA)，别名过醋酸、过氧化乙酸、乙酰过氧化氢，是过氧有机酸中结构简 单，合成容易，相对稳定性较好的高活性、强氧化性有机酸。过氧乙酸的氧化能力高于过氧 化氢，可作为杀菌消毒剂、氧化剂、环氧化剂，其具有独特的作用，是一种广谱、高效、速效、 廉价的灭菌剂，广泛应用于医疗器械消毒、灭菌以及环境、物表、空气等疫原地消毒和预防 性消毒。（韩双战，过氧乙酸的合成和应用.河北化工2008(6) :41-43.)由于其结构中活性 氧的存在，除了用作杀菌消毒剂外，过氧乙酸在造纸纺织、化学合成、环境工程、能源工程、 聚合物工业及仿生化学领域都有广泛的应用研宄，尤其是作为有机合成中的环氧化剂以及 高效杀菌剂，有其突出的优良性能，开发利用前景广阔。（张腾云，等；过氧乙酸的合成及工 业应用研宄进展.化工进展2007 (26): 194-197) 过氧乙酸的合成方法有很多种，但目前工业上采用的方法主要是过氧化氢法和乙醛 氧化法两种。过氧化氢法是采用醋酸与过氧化氢反应，在强酸的催化作用下，制得过氧乙 酸。常使用硫酸作为催化剂，反应过程剧烈，且往往需要高浓度醋酸，得到的过氧乙酸为强 酸性。乙醛氧化法是在乙醛氧化生成醋酸的基础上，通过改变乙醛氧化的条件，降低反应温 度，获得过氧乙酸。但此反应较复杂，要得到较高的转化率和过氧乙酸得率，需加入适当的 催化剂。且由于过氧乙酸具有强氧化性和腐蚀性，遇明火、高热会引起燃烧爆炸；与还原剂 接触、遇金属粉木有燃烧爆炸危险，过氧乙酸的包装和运输及储存都有严格要求。（刘吉起， 过氧乙酸的性质、制备和应用.河南预防医学杂志2004(03) : 171-173) 因此，人们开始积极探索生物法生产过氧乙酸。酶法或者微生物法生产过氧乙酸的优 点在于反应迅速、温和，不需要高浓度过氧化氢或底物，可以解决运输和储存等问题。酯酶 和脂肪酶，其能催化酯水解，据报道常有与非血红素卤代过氧化物重叠的催化活性，能在过 氧化氢存在下催化过氧化反应，产生过氧羧酸。反应如下：【主权项】1. 具有SEQIDNO: 1代表的氨基酸序列的乙酰木聚糖酯酶在过水解反应中的应用。2. -种酶催化生产过氧乙酸的方法，以乙酰基底物和过氧化氢为底物，其特征在于， 以权利要求1所述的乙酰木聚糖酯酶为酶催化剂，与底物接触进行过水解反应生成过氧乙 酸。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，以含权利要求1所述的乙酰木聚糖酯酶的 载体为酶催化剂，与底物接触进行过水解反应生成过氧乙酸。4. 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述乙酰基底物选自乙酸乙酯、甘油 一乙酸酯、甘油二乙酸酯、甘油三乙酸酯中的一种。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述过水解反应体系中，以毫克每毫升 计，所述乙酰基底物：过氧化氢：酶的数量比例关系为1 :〇. 5-8. 5 :1. 5-75。6. 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述过水解反应的反应条件为：pH值 6. 5-9. 5,优选为pH8. 0。7. 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述过水解反应的温度为20-37°C， 优选20°C。8. 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述过水解反应的反应时间为5分钟 到约1小时之内，优选为5分钟之内。9. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将还包括依据所述蛋白质的编码或氨基 酸序列，将所述乙酰木聚糖酯酶表达并获取粗酶液的过程。10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，依次包括如下步骤： (1) 以大肠杆菌co/i)BL21/pET-CAH，为出发菌株进行种子培养；其中该 大肠杆菌保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：CCTCCNO!M2012408 ;其中，种子 培养培养基为LB培养基；培养条件为：250mL三角瓶，装液量50mL，培养温度37°C，摇床 转速 200r/min，培养 12h; (2) 发酵培养，发酵培养基组成为液体LB培养基；培养条件为，按照体积比为1. 5%接 种量接种种子培养液，发酵温度37 °C，当OD达到0. 6~0. 8时，加异丙基-0 -D-硫代吡喃半 乳糖苷（IPTG)诱导，IPTG的终浓度L0mmol/L，摇床转速180~250r/min，发酵2-10h; (3) 粗酶液的获取，取出发酵液，8000rpm离心3min，加入1/8原发酵液体积的 Tris-HCKpH7. 0)，浓缩8倍；超声破碎400W、3s工作时间，7s间隙时间，超声4min;离心 6500rpm、10min，上清即为粗酶液。【专利摘要】本专利技术公开了一种酶法生产过氧乙酸的方法，本方法以短链乙酸酯和过氧化氢为底物，由乙酰木聚糖酯酶过水解催化反应生成过氧乙酸。【IPC分类】C12N9-18, C12P7-40, C12R1-19【公开号】CN104762334【申请号】CN201510176728【专利技术人】李霜, 陶惟一, 黄和, 徐娴, 江凌 【申请人】南京工业大学【公开日】2015年7月8日【申请日】2015年4月15日本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有SEQ ID NO:1 代表的氨基酸序列的乙酰木聚糖酯酶在过水解反应中的应用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李霜，陶惟一，黄和，徐娴，江凌，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32