提高腈水合酶热稳定性的研究与发展
摘要：腈水合酶是一种促进腈类化合物水解的关键金属酶，被广泛应用于高价值酰胺的工业生产。然而，腈水合酶的热稳定性差是阻碍其广泛工业应用的主要因素。本文总结了提高腈水合酶稳定性的分子修饰方法，包括插入盐桥、降低自由能、同源片段重组和基因融合。这些成果为腈水合酶蛋白工程提供了理论支持。
关键词：腈水合酶； 热稳定性； 生物催化；
一、文献综述
背景介绍
腈类化合物是一种重要的化工产品，其结构特征含氰基（-CN），通式为R-CN。在生产聚合物、羧酸、药物和其他精细化学品方面，是有价值的中间体。
酰胺类化合物是指氨或胺的氮原子上的氢被酰基取代后生成的化合物。许多酰胺类化合物具有广泛且有前景的用途。例如，烟酰胺是辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ等的组成部分之一,参与机体多种氧化还原反应,医学上用于治疗糙皮病、口炎、舌炎、肝脏疾病及日光性皮炎等;大剂量可降低胆固醇和甘油三酯,其生理作用与烟酸相仿,但水溶性较好,无明显扩张血管作用，近年来亦作为护肤品原料广泛应用在美容行业。丙烯酰胺是一种重要的基础化工原料，在造纸(增强剂)、污水处理(凝素剂)、装潢(原料)以及石油开采(降阻剂)等方面发挥着重要作用。
四十多年前，化学家Compagnon和Miocque开创了腈化学催化的第一条通用路线，即其相应的羧酰胺。腈转化的历史遵循了该化合物从化学转化到生物转化的过程。
腈类化合物的水解方法
化学法
工业上通过催化腈类化合物水解生成相应的酰胺,其催化剂主要有酸、碱以及几类水不溶性催化剂,如:氧化镍、二氧化锰、氧化镁等。以碱或矿物酸做催化剂进行催化反应,在反应过程中会生成对应羧酸等副产物,从而降低酰胺化合物的产率。此外,该反应生成的产品为酰胺、羧酸和催化剂的混合物,要分离得到酰胺产品需要进行大量的后处理工作。
生物法
生物转化法水解腈类化合物主要通过三种天然酶进行：腈水解酶、腈水合酶和酰胺酶。腈水解酶可将腈类物质一步催化生成相对应的羧酸，而NHase可将腈类物质催化生成对应的酰胺类化合物，随后在酰胺酶的作用下，进一步生成对应的羧酸。
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