《表4 底物、NAD+浓度及酶活对转化的影响》

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《酶法高效转化苯乙酮酸合成L-苯甘氨酸》

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在酶的催化反应中，底物浓度、酶的量以及辅酶浓度是影响转化率的3个关键因素，但是这3个因素又相互关联，因此为了达到最佳的转化效果，需综合考虑三者对产量和转化率的影响.在前期优化的最佳转化条件下（pH 8.0，30℃，LeuDH与FDH 2:1及甲酸铵与苯乙酮酸2:1）合成L-苯甘氨酸，并综合考察苯乙酮酸的浓度、LeuDH的添加量以及NAD+浓度对最终产量和转化率的影响，结果如表4所示，当反应体系中LeuDH为2 U/mL，NAD+浓度为0.07 g/L时，15 g/L的底物可在2 h之内完全转化，但是当底物浓度增加到60 g/L时，转化持续12 h，转化率也只有74.3%，说明此时体系中酶的量不足.将LeuDH的添加量增加至4 U/mL，NAD+浓度保持不变，转化持续12 h后，转化率为86.5%，说明单独提高酶的量并不能有效地提高转化率，因此进一步将NAD+浓度提高至0.14 g/L，此时转化持续5 h后，底物即完全转化，证明只有同时保证转化体系中酶和辅酶的充足供应才能有效地提高转化效率.然而当底物浓度继续提高至75 g/L时，即使进一步增加体系中酶和NAD+的量，转化持续12 h后，转化率也只有85.6%，由于L-苯甘氨酸的水溶性很差，此时体系中有大量结晶存在，转化液非常黏稠，因此转化率无法进一步提高可能是因为大量的结晶急剧增加了转化体系的传质阻力，同时影响酶的催化特性.最终单批转化经优化后，60 g/L的底物在5 h内可以实现完全转化.