[发明专利]一种利用共固定双酶催化黄芪甲苷制备环黄芪醇的方法

说明书

本发明属于催化技术领域，本发明提供了一种利用共固定双酶催化黄芪甲苷制备环黄芪醇的方法，包括如下步骤：将β‑葡萄糖苷酶、磷酸盐缓冲溶液、Fe₃O₄溶液、氯化铜溶液、木糖苷酶进行反应，得到共固定双酶；用共固定双酶和黄芪甲苷进行催化反应，得到环黄芪醇。本发明的方法克服了现有技术采用两步反应制备环黄芪醇工艺中中间体的提取分离问题，同时本发明的共固定双酶可以回收再利用，降低了生产成本，工艺简单，经济节约，非常适合于大规模工业化生产。本发明的共固定双酶对黄芪甲苷的转化率基本达到100％，底物黄芪甲苷完全转化成环黄芪醇。本发明得到的环黄芪醇的产品纯度可达78.3％以上。

技术领域

本发明涉及催化技术领域，尤其涉及一种利用共固定双酶催化黄芪甲苷制备环黄芪醇的方法。

背景技术

多酶工艺在生物转化和生物医学工程中占有重要地位，被认为是生产药品、生物燃料和精细化学品的替代品。最初只是从微生物中纯化出单一的酶进行体外生物转化反应。目前，以多酶复合物的形式组装而成的多酶级联反应整合了多种酶的转化过程，可以消除反应中间体的不易分离和纯化的问题，从而显著降低了成本，节约了能源。更少的单元操作、更短的循环时间、更小的反应器体积和更好的时空产率也带来了更好的经济效益，实现了可持续性和绿色合成。

环黄芪醇主要由于其具有抗衰老作用而被广泛关注，它是目前世界上唯一已被证明的可以激活端粒酶活性的活性分子，能够有效抑制端粒的减少，有巨大的抗衰老药用潜质。环黄芪醇的制备主要以黄芪甲苷为底物，现有技术报道了利用合成的两种游离的重组酶，打通了黄芪甲苷到环黄芪醇的清洁制备工艺，可以实现两步法制备环黄芪醇。但是由于涉及中间体的分离，而且游离酶使用后无法实现回收再利用，从而提高了生产成本，大大限制了生产效率。

发明内容

本发明的目的在于为了克服现有技术的不足而提供一种利用共固定双酶催化黄芪甲苷制备环黄芪醇的方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种利用共固定双酶催化黄芪甲苷制备环黄芪醇的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将β-葡萄糖苷酶、磷酸盐缓冲溶液、Fe₃O₄溶液、氯化铜溶液、木糖苷酶进行反应，得到共固定双酶；

2)用共固定双酶和黄芪甲苷进行催化反应，得到环黄芪醇。

作为优选，所述β-葡萄糖苷酶的浓度为0.5～2.5mg/mL；所述磷酸盐缓冲溶液为磷酸氢二钠和柠檬酸混合液，pH值为7.0～8.0；Fe₃O₄溶液的浓度为3～8mg/mL；氯化铜溶液的浓度为150～250mM；木糖苷酶的浓度为0.5～2.5mg/mL。

作为优选，其特征在于，所述β-葡萄糖苷酶、磷酸盐缓冲溶液、Fe₃O₄溶液、氯化铜溶液和木糖苷酶的体积比为4～8：60～180：8～12：8～12：4～8，所述反应的时间为20～50h。

作为优选，其特征在于，步骤1)所述的反应为β-葡萄糖苷酶、部分磷酸盐缓冲溶液、Fe₃O₄溶液和氯化铜反应，得到磁性纳米粒子固定β-葡萄糖苷酶；

磁性纳米粒子固定β-葡萄糖苷酶与木糖苷酶、剩余的磷酸盐缓冲溶液反应，得到共固定双酶；

所述部分磷酸盐缓冲溶液和剩余的磷酸盐缓冲溶液的体积比为7～8:9～10。

作为优选，步骤1)所述的反应为β-葡萄糖苷酶、木糖苷酶、磷酸盐缓冲溶液和Fe₃O₄溶液反应后再与氯化铜溶液反应。

作为优选，步骤2)所述的进行催化反应的共固定双酶为沉淀物。