3.2.3 PBS缓冲溶液的配制方法 10

3.2.4 实验中所用的计算公式 10

3.2.5 发酵液与底物反应步骤 11

3.2.6 OD600值的测定 11

4结果与讨论 12

4.1 碳源优化 12

4.1.1 碳源种类优化 12

4.1.2 碳源浓度优化 12

4.2 氮源优化 13

4.2.1 氮源种类优化 13

4.2.2 氮源浓度优化 14

4.3 初始发酵液的pH值优化 15

4.4 加入诱导剂IPTG前的培养时间的优化 16

4.5 加入诱导剂IPTG的量的优化 17

4.6 优化前后重组大肠杆菌细胞量、酶活对比 18

5总结与展望 19

致谢 21

参考文献 22

1 研究背景

1.1 手性分子与生物催化

自然界中所有生物体内都存在酶，由于生命的产生和生命的不断进化，从而形成了特定的手性结构。绝大多数自然界存在的手性药物中，由于手性药物的光学特性存在一定的不同，因此手性药物的药理与毒理作用也大不相同[1]。已知，手性药物的市场处于一个疯狂上升的状态，每年在全世界新上市的药物中占的比率也是持续增长。上市的数量和种类也出现了一个较大幅度的上升趋势。目前在全世界范围内使用的药物约为1900种，仅仅手性药物就占了超出50%，用于临床上常见的200种药物中，手性药物的数目大约在114种。根据上述数据的分析可以知道，人们对于手性药物的依赖性越来越大，因此对手性药物的手性中间体的研究和合成发展就愈渐重要。

“生物转化”指的是利用生物的提取酶或者是全细胞作为反应的催化剂，将反应底物转化成最终的目标产物的全过程，我们称之为生物转化过程。相较于传统的化学合成方法，使用生物催化的方法，可以在低能耗、低污染、高特异性的条件下进行生物反应过程，它可以替换传统化学反应需要多步进行反应的过程。进行一步酶催化反应就可以达到所要的效果。同时还引入化合物结构的多样性。因此，目前已经广泛应用于有机化学光学对映体、抗生素、医药工业中间体、维生素、有机溶剂、聚合物材料等众多重要工业产品的生产中[2]。现在，越来越多的微生物生产资源已经应用于生物转化，而生物转化研究思路的发展历程，经历从利用野生型细胞进行催化转化。中间还经历过利用基因工程表达重组酶用来转化，而现在已经逐渐进入了利用组合生物转化和代谢工程的全局性调控阶段[3]。论文网

大量的研究表明，使用消旋混合物药物进行治疗，不同构型下的药物作用都可能有所不同，有的没有药理作用，有的还对人体造成有着极大的损伤[4]，所以在制药工业上很多企业都在考虑研发希望可以找到其对映体纯药物代替消旋物。因此区分一个制药企业的先进与否，关键就在于其对手性药物的合成路线。而在温和的反应条件下就表现出超高的构体特异选择性的生物酶，同时还能避开使用有毒有害试剂，就格外引起外界的关注。

1.2 醇脱氢酶介绍

醇脱氢酶，又名酒精去氢酵素，是自然界中存在的一组化合物，CAS编号是9031-72-5，存在于人体以及动物的消化系统里，是体内的一种还原催化剂。在生物体内，经常利用醇脱氢酶来催化各种多种醇类物质的代谢[5,6]。在日常生物催化领域中，目前已经有通过多达三种的脱氢酶将CO2催化为CH3OH，开辟出现实利用CO2的新途径的报道[7]。目前在动植物、微生物中都发现了醇脱氢酶的存在痕迹。醇脱氢酶是指有不少于25个EC编号的酶。和其他种类的酶相比，醇脱氢酶拥有广泛的来源，并且有着很好的生物多样性，根据其肽链的长度，可分为短、中、长链三种类型的醇脱氢酶，对应而来醇脱氢酶所包含的肽链中氨基酸的残基数分别为250，375和600～750，在它们之中，研究和运用最为普遍的是肝醇脱氢酶和酵母醇脱氢酶。因为这些酶中大多数与醇相关的酶都可以叫做醇脱氢酶，故醇脱氢酶能够参与反应的底物类型非常复杂多样。