专利名称：：植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法
技术领域：
：本发明属于生物工程
技术领域：
，具体涉及一种植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法。
背景技术：
：生物转化(biotransformation)也称生物催化(biocatalysis)，其过程是利用酶或有机体如细胞、组织或器官等作为催化剂实现化学转化的过程。由于固定化酶和固定细胞技术可使生物催化反应在固定床内连续进行生物转化，因而可使生物催化法具有工业化应用价值。在生物催化反应中，可以用完整细胞或离体酶作催化剂，两者的实质都是酶，但前者酶保留在细胞中，后者酶则已从细胞中分离纯化。反应中使用何种形态的酶取决于反应类型、辅酶、辅酶循环和反应规模等因素。许多酶都需要辅助因子或辅酶才能进行反应，由于细胞能自身合成这些因子(酶的本质是蛋白质，根据酶的化学组成不同，可分为单纯酶〈simpleenzyme〉和结合酶Conjugatedenzyme〉两类。结合酶由蛋白质部分和非蛋白质部分组成，前者称为酶蛋白〈apoenzyme〉，后者称为辅助因子〈cofactor〉，酶蛋白和辅助因子结合形成的复合物称为全酶。辅因子包括金属离子和一些分子量不大的有机化合物。一般常见的金属离子有锌离子、镁离子、铁离子、铜离子等，例如醇脱氢酶含锌、精氨酸酶含锰、而多酚氧化酶则含铜等。与酶蛋白结合很松弛，用透析和其它方法很易将它们与酶分开的称为辅酶〈Coenzyme〉。有不少酶既含有金属辅因子也含有辅酶。许多辅酶是或维生素的衍生物。常见的辅酶是B族维生素辅酶，例如硫胺素〈维生素B,、烟酰胺、核黄素〈维生素B,、吡哆醛及其衍生物〈维生素Be〉、生物素、泛酸、叶酸、维生素B12等；其他重要的辅酶〈非B族维生素>主要是辅酶Q〈CoQ〉、谷胱甘肽〈Glutathion〉、尿苷二磷酸葡糖〈UDPG〉、维生素K族、甲基萘醌类〈Men叫uinone，即维生素K2类>。)，因此用生长的细胞进行转化则不需要添加这些辅助因子。然而，当使用无细胞的纯酶则需要添加这些辅助因子，但它们的价格通常较为昂贵，并且必须采用另一种特殊的酶使它们能在原位再生才能反复使用。所以，活体细胞是一种急待开发的既经济又实惠的生物催化转化器(中山大学研究生学刊自然科学、医学版，2007，28〈1〉51-68，浅谈生物催化的不对称合成)。生物转化几乎能应用于所有化学反应，对于有些很难甚至无法进行的化学反应也能应用。目前，生物转化已涉及羟基化、环氧化、脱氢和氢化等氧化还原反应，以及涉及水解、水合、酯化、酯转移、脱水、脱羧、酰化、胺化、异构化和芳构化等各类化学反应。植物能生产许多有价值的产品和许多有用的基本材料，如纤维素、木材和橡胶。此外，还能生产次生代谢产物如萜类、强心苷、香豆素、蒽醌、黄酮、芥子油和生物碱等等。但一些次生代谢产物的形成和累积不发生在高等植物的培养细胞中，并且难以通过有机合成或工业化生产来解决。为此，植物培养物如细胞、组织或器官以及植物提取酶都被用于对外源底物进行生物转化(分子催化乙酶法，2003，23:145-170，利用植物培养细胞的生物转化反应)。对外源底物进行生物转化的方法通常用完整细胞进行反应，多数无需进行酶的提纯，无需加入昂贵的辅酶和保持反应进行的能源。但是，因为细胞中含有多种立体选择性的3酶，且都可能参与反应，有时会生成不必要的对映体产物，这种情况可通过添加特殊酶的抑制剂等方法来提高整细胞催化反应的立体选择性(化学进展，2008，20〈7/8>，1108-1114，"植物细胞在含羰基化合物不对称转化中的应用")。此法可以将大量的、廉价的底物特异地转化成珍稀的产物。在过去几十年里，植物细胞转化外源化合物变得越来越重要并且越来越受关注。植物细胞作为最有前景的生物催化剂之一已经用于各种有机反应中，例如，羟基化、糖基化、水解、醇的氧化、酮和烯烃的还原等等。与化学反应相比，生物转化具有以下优点一是催化效率比化学催化剂高，并且在底物量较少的转化反应中，生物转化非常有效；二是反应条件温和，与大多数要求在高温和高压下进行的化学转化反应相比，生物转化可在常温、常压和自然酸度下进行并且诸如重排反应之类的副反应较少，有利于产物的分离和纯化，使反应的操作难度及成本显著降低；三是生物转化的反应类型多，由于生物细胞内的酶种类繁多，因而可以转化多种反应，另外，有些用化学方法很难进行的反应，用生物转化则容易实现；四是污染少和成本低，酶是蛋白质，生物转化实际上是一个生物反应过程，对环境污染甚小，对大规模工业化生产而言，可以减少温室气体的排放，此外，操作条件一般不要求高温高压，故而可节能降本。生物转化的有机合成反应不仅为化学界开辟了一个新天地，而且也是有机化学、生物化学和微生物等等多学科交叉的研究领域。植物细胞作为一类特殊的生物催化剂具有前述的许多突出的特点和优势，但是，利用植物细胞作为有机反应催化剂时尚存在诸如植物细胞催化的有机反应类型相对较少、利用植物细胞催化的底物种类不多和产物转化效率低的欠缺。在所述的欠缺中，如何增进产物的转化率是业界最为关注并且期望解决的技术问题，因为，转化率低会影响工业化应用。本申请人进行了检索，但未检取有关如何提高植物体生物催化剂催化有机物还原反应的产物转化率的技术启示。
发明内容本发明的任务在于提供一种有助于改善转化率而藉以满足工业化应用的植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法。本发明的任务是这样来完成的，一种植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，其是先将植物体生物催化剂加入到含有底物的反应溶液中，形成植物催化反应体系，再将植物催化反应体系置于磁场中磁化处理，并且控制磁感应强度和磁处理的时间，得到磁化植物催化反应体系，而后将磁化植物催化反应体系置于振荡装置上振荡培养，使磁化植物催化反应体系催化反应，得到反应产物，最后对反应产物分离和提纯，得到纯化的反应产物。—种植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，其是先将植物体生物催化剂置于磁场中磁化处理，并且控制磁感应强度和磁处理的时间，得到磁化植物体生物催化剂，再将磁化植物体生物催化剂加入到含有底物的反应溶液中，形成磁化植物催化反应体系，而后将磁化植物催化反应体系置于振荡装置上振荡培养，使磁化植物催化反应体系催化反应，得到反应产物，最后对反应产物分离和提纯，得到纯化的反应产物。—种植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，其是先将含有底物的反应溶液置于磁场中磁化处理，并且控制磁感应强度和磁处理的时间，得到磁化过的含有底物的反应溶液，再将植物体生物催化剂加入到磁化过的含有底物的反应溶液中，形成磁化过的植物催化反应体系，而后将磁化过的植物催化反应体系置于振荡装置上振荡培养，使磁化过的植物催化反应体系催化反应，得到反应产物，最后对反应产物分离和提纯，得到纯化的反应产物。—种植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，其是先将植物体生物催化剂和含有底物的反应溶液分别置于磁场中磁化处理，并且控制磁感应强度和磁处理的时间，得到磁化植物体生物催化剂和磁化过的含底物的反应溶液，再将磁化植物体生物催化剂加入到磁化过的含底物的反应溶液中，形成磁化后的植物催化反应体系，而后将磁化后的植物催化反应体系置于振荡装置上振荡培养，使磁化后的植物催化反应体系催化反应，得到反应产物，最后对反应产物分离和提纯，得到纯化的反应产物。本发明所述的植物体生物催化剂包括植物及其培养物，所述的植物为植物的整体或植物的一部分，所述的植物的一部分为植物细胞、植物组织、植物器官、植物胚状体或植物原生质体，而所述的植物培养物为植物愈伤组织、离体培养的细胞、离体培养的器官、离体培养的植物再生物或离体培养的胚状体。本发明所述的植物器官为植物的根、茎、叶、果实或种子，或者离体培养的根、茎、叶或种子。本发明所述的底物为有机物，所述的有机物为羰基化合物的还原物。本发明所述的羰基化合物的还原物为P-酮酯类的还原物、芳香酮类的还原物、脂环酮类的还原物或开链脂肪酮类的还原物。本发明所述的控制磁感应强度是将磁感应强度控制为0.006-10特斯拉(T);所述的控制磁处理时间是将磁处理时间控制为l-500min。本发明所述的振荡装置为摇床、摇瓶柜、振荡培养箱或振荡器。本发明所提供的技术方案由于将植物体生物催化剂和/或含有底物的反应溶液经磁处理。在磁场作用下，使得酶分子内的氢键增加而导致酶多肽骨架的折叠增加。折叠结构以及氢键的增加可以提高植物体生物催化剂的酶活性，使还原反应产物的转化率得到有益提高而藉以满足工业化应用要求。图1为本发明所例举的作为比较例的实施例1的反应时间对产物产率的影响的示意图。具体实施例方式申请人:在上面虽然对植物体生物催化剂例举了植物及其培养物，并且对植物例举了植物的整体或一部分，进而对植物的一部分例举了植物细胞、植物组织、植物器官、植物胚状体及植物原生质体，但显然不受所举范围的限定；同例，对植物器官虽然举及了根、茎、叶或种子，但同样不受到限制。还如，申请人对底物例举了有机物，有机物为羰基化合物的还原物，并且对羰基化合物的还原物也进行了列举，但并不受到所举的种类的限制。实施例1(底物为乙酰乙酸乙酯)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径lcm左右)，取10g放入200ml锥形瓶中，并滴加O.lg的底物乙酰乙酸乙酯和70ml的水。在24t:、150rpm的往复式多振幅轨道摇床上振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂，残留物用乙酸乙酯稀释后用气相色谱跟踪测定。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物S-3-羟基丁酯乙酯O.035克，收率32.8X，0P(产物光学纯度)值为14%。本实施例的反应时间对产物的影响由图l示意。由图l所示，当反应进行到第三天时，产物的转化率达到最高值，因此反应时间优选为3天。本实施例作为比较例。实施例2(底物为乙酰乙酸乙酯)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径lcm左右)，取10g放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物乙酰乙酸乙酯和70ml的水。在磁感应强度6mT(毫特斯拉；1T=1000mT)的条件下分别磁化5min，10min，15min和20min。在24°C、150rpm的往复式多振幅轨道摇床上振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂，残留物用乙酸乙酯稀释后用气相色谱跟踪测定。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物。本实施例的磁处理时间对产物产率的影响(磁感应强度/6mT)由下表所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>与实施例1对照比较发现，10min时磁感应强度对产率具最强的有促进作用，正生物学效应也很明显。产物S-3-羟基丁酸乙酯的收率为47.7%。磁处理后的0P值为78X，比未磁处理的有显著提高(与实施例1相比较)。实施例3(底物为乙酰乙酸乙酯)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径lcm左右)，取10g放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物乙酰乙酸乙酯和70ml的水。在磁感应强度12mT的条件下分别磁化5min、10min、15min和20min。在24°C、150rpm的往复式多振幅轨道摇床上振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂，残留物用乙酸乙酯稀释后用气相色谱跟踪测定。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物。本实施例的磁处理时间对产物产率的影响(磁感应强度/12mT)见下表。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>对照比较发现，15min时磁感应强度对产率具最强的有促进作用，正生物学效应也很明显。产物S-3-羟基丁酸乙酯的收率为56.6%。磁处理后的0P值为68.5%，比未磁处理的有显著提高。(与实施例1相比较)实施例4(底物为乙酰乙酸乙酯)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径lcm左右)，取10g放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物乙酰乙酸乙酯和70ml的水。在磁感应强度17mT的条件下分别磁化5min，10min，15min和20min。在24°C、150rpm的往复式多振幅轨道摇床上振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂，残留物用乙酸乙酯稀释后用气相色谱跟踪测定。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物。本实施例的磁处理时间对产物产率的影响(磁感应强度/17mT)见下表。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>对照比较发现，5min时磁感应强度对产率具最强的有促进作用，正生物学效应也很明显。产物S-3-羟基丁酸乙酯的收率为44.4X。磁处理后的0P值为93.2X，产物的0P值最高。(与实施例l相比较)实施例5(底物为乙酰乙酸乙酯)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径1cm左右)，取10g放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物乙酰乙酸乙酯和70ml的水。在磁感应强度25mT的条件下分别磁化5min、10min、15min和20min。在24°C、150rpm的往复式多振幅轨道摇床上振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂，残留物用乙酸乙酯稀释后用气相色谱跟踪测定。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物。本实施例的磁处理时间对产物产率的影响(磁感应强度/25mT)见下表。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>对照比较发现，5min时磁感应强度对产率具最强的有促进作用，正生物学效应也很明显。产物S-3-羟基丁酸乙酯的收率为39.4X。磁处理后的0P值为84X。(与实施例l相比较)经过这四个磁感应强度处理后产物的光学纯度产生会极大的提高，说明磁处理后会使得产物的对映选择性和立体选择性得到大幅度的提升。(与实施例1相比较)[O(HO]实施例6(底物为苯乙酮)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径lcm左右)，取10g放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物苯乙酮和70ml的水。在24°C、150rpm的往复式多振幅轨道摇床上振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂，残留物用乙酸乙酯稀释后用气相色谱跟踪测定。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物s-(-)-i-苯乙醇。产物S-(-)-l-苯乙醇的收率为58.7X，0P值为73.2X。下式为本实施例的胡萝卜生物催化苯乙酮的不对称(手性)还原反应的反应式。苯乙酮s-(-)-i-苯乙醇<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>[OO44]实施例7(底物为苯乙酮)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径1cm左右)，取10g放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物苯乙酮和70ml的水。在磁场强度为12mT的磁场中磁化15min。在24t:、150rpm的分轨道摇床上振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物s-(-)-i-苯乙醇。产物S-(-)-l-苯乙醇的收率为55.6%，OP值为80.1%。(与实施例6相比较)[OO46]实施例8(底物苯乙酮)将菠萝肉质部分切成厚薄，大小一致的薄片(直径lcm左右)，取10g放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物苯乙酮和70ml的水。在24°C、150rpm的分轨道摇床上振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除菠萝，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂，残留物用乙酸乙酯稀释后用气相色谱跟踪测定。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(5:1/v:v)作为扩展液，过柱分离，得到产物R-(+)_l-苯乙醇。产物R-(+)_l-苯乙醇的收率为65.7%，OP值为31.6%。实施例9(底物为苯乙酮)将菠萝肉质部分切成厚薄，大小一致的薄片(直径lcm左右)，取10g放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物苯乙酮和70ml的水。在磁场强度为12mT的磁场中磁化15min。在24°C、150rpm的分轨道摇床上振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除菠萝，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂，残留物用乙酸乙酯稀释后用气相色谱跟踪测定。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物R-(+)-1-苯乙醇。产物R-(+)-1-苯乙醇的收率为60.7%，OP值为38.5%。(与实施例8相比较)实施例10(底物为1-四氢萘酮)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径lcm左右)，取10g放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物1-四氢萘酮和70ml的水。在24°C、150rpm的往复式多振幅轨道摇床上振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂，残留物用乙酸乙酯稀释后用气相色谱跟踪测定。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物(1S)-1，2，3，4-四氢-l-萘酚。产物(1S)-1，2，3，4-四氢-l-萘酚的收率为37.8X，0P值为76.2%。下式为本实施例的胡萝卜生物催化1-四氢萘酮的不对称(手性)还原反应的反应式。[OO53]l-四氢萘酮(1S)-1，2，3，4-四氢-l-萘酚实施例11(底物为1-四氢萘酮)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径lcm左右)，取10g放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物1-四氢萘酮和70ml的水。在磁场强度为12mT的磁场中磁化15min。在24°C、150rpm的分轨道摇床上振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物(1S)-l，2，3，4-四氢-l-萘酚。产物(lS)-l，2，3，4-四氢-l-萘酚的收率为45.6X，0P值为83.1%。(与实施例IO相比较)实施例12(底物为2-庚酮)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径lcm左右)，取10g放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物2-庚酮和70ml的水。在24°C、150rpm的往复式多振幅轨道摇床上振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂，残留物用乙酸乙酯稀释后用气相色谱跟踪测定。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物(2S)-庚-2-醇。(2S)-庚-2-醇的收率为22.5X，OP值为71.5X。下式为本实施例的胡萝卜生物催化苯乙酮的不对称(手性)还原反应的反应式。一*0H3days/25QC2-庚酮(250-庚-2-醇实施例13(底物为2-庚酮)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径lcm左右)，取10g放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物2-庚酮和70ml的水。在磁场强度为12mT的磁场中磁化15min。在24t:、150rpm的分轨道摇床上振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物(2S)-庚-2-醇。产物(2S)-庚-2-醇的收率为25.6X，0P值为79.2X。(与实施例12相比较)实施例14(底物为苯乙酮)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径lcm左右)，取10g放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物苯乙酮和70ml的水。在磁场强度为10000mT的磁场中磁化lmin。在24t:、150rpm的分轨道摇床上振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物s-(-)-i-苯乙醇。产物10S-(-)-1-苯乙醇的收率为60.2%，OP值为75.4%。(与实施例6相比较)实施例15(底物为苯乙酮)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径1cm左右)，取lOg放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物苯乙酮和70ml的水。在磁场强度为5000mT的磁场中磁化2min。在24t:、150rpm的分轨道摇床上振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物s-(-)-i-苯乙醇。产物S-(-)-1-苯乙醇的收率为61.5%，OP值为76.6%。(与实施例6相比较)实施例16(底物为苯乙酮)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径lcm左右)，取10g放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物苯乙酮和70ml的水。在磁场强度为6mT的磁场中磁化500min。在24t:、150rpm的分轨道摇床上振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物s-(-)-i-苯乙醇。产物S-(-)-1-苯乙醇的收率为60.8%，OP值为77.6%。(与实施例6相比较)实施例17(底物为苯乙酮)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径lcm左右)，取10g放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物苯乙酮和70ml的水。在磁场强度为6mT的磁场中磁化250min。在24t:、150rpm的分轨道摇床上振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物s-(-)-i-苯乙醇。产物S-(-)-l-苯乙醇的收率为61.1X，0P值为78.2%。(与实施例6相比较)实施例18(底物为乙酰乙酸乙酯)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径lcm左右)，在磁感应强度12mT的条件下磁化15min。取10g磁化后的胡萝卜薄片放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物乙酰乙酸乙酯和70ml的水。在24°C、150rpm的往复式多振幅轨道摇床上振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂，残留物用乙酸乙酯稀释后用气相色谱跟踪测定。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物。本实施例的产物S-3-羟基丁酸乙酯的收率为56.7%，0P值为68.2%，比未磁处理的有显著提高。(与实施例1相比较)。实施例19(底物为乙酰乙酸乙酯)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径lcm左右)，在磁感应强度为12mT的磁场中磁化15min;同时，在200ml锥形瓶中滴加0.lg的底物乙酰乙酸乙酯和70ml的水后在磁感应强度为12mT的磁场中磁化15min。然后取10g磁化后的胡萝卜薄片放入磁化后的底物乙酰乙酸乙酯体系中，把此催化反应体系放在24°C、150rpm的往复式多振幅轨道摇床上振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂，残留物用乙酸乙酯稀释后用气相色谱跟踪测定。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物。本实施例的产物S-3-羟基丁酸乙酯的收率为57X，0P值为69%，比未磁处理的有显著提高。(与实施例l相比较)。实施例20(底物为乙酰乙酸乙酯)在200ml锥形瓶中滴加0.lg的底物乙酰乙酸乙酯和70ml的水后在磁感应强度为12mT的磁场中磁化15min。然后取10g胡萝卜薄片(直径lcm左右)放入磁化后的底物乙酰乙酸乙酯体系中，把此催化反应体系放在24°C、150rpm的往复式多振幅轨道摇床上振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂，残留物用乙酸乙酯稀释后用气相色谱跟踪测定。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物。本实施例的产物S-3-羟基丁酸乙酯的收率为44%，OP值为52%，比未磁处理的有显著提高。(与实施例l相比较)。实施例21:全温振荡培养箱(型号QHZ-98A;厂家中国江苏省太仓市太仓华美生化仪器厂)_(底物为乙酰乙酸乙酯)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径lcm左右)，取10g放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物乙酰乙酸乙酯和70ml的水。在磁感应强度6mT的条件下磁化5min。在24°C、150rpm的全温振荡培养箱里振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂，残留物用乙酸乙酯稀释后用气相色谱跟踪测定。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷_乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷_乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物。与实施例l对照比较发现，10min时磁感应强度对产率具最强的有促进作用，正生物学效应也很明显。产物S-3-羟基丁酸乙酯的收率为47.7X。磁处理后的OP值为78%，比未磁处理的有显著提高(与实施例1相比较)。实施例22:全温振荡培养箱(型号HZQ-F280;厂家中国江苏省太仓市太仓华美生化仪器厂)_(底物为乙酰乙酸乙酯)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径lcm左右)，取10g放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物乙酰乙酸乙酯和70ml的水。在磁感应强度6mT的条件下磁化5min。在24°C、150rpm的全温振荡培养箱里振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂，残留物用乙酸乙酯稀释后用气相色谱跟踪测定。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷_乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷_乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物。与实施例1对照比较发现，10min时磁感应强度对产率具最强的有促进作用，正生物学效应也很明显。产物S-3-羟基丁酸乙酯的收率为47.7%。磁处理后的OP值为78%，比未磁处理的有显著提高(与实施例1相比较)。实施例23:全温摇瓶柜(型号HYG-A;厂家中国江苏省太仓市太仓博莱实验设12备厂)-(底物为乙酰乙酸乙酯)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径左右)，取10g放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物乙酰乙酸乙酯和70ml的水。在磁感应强度6mT的条件下磁化5min。在24°C、150rpm的全温振荡培养箱里振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂，残留物用乙酸乙酯稀释后用气相色谱跟踪测定。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物。与实施例l对照比较发现，10min时磁感应强度对产率具最强的有促进作用，正生物学效应也很明显。产物S-3-羟基丁酸乙酯的收率为47.7X。磁处理后的OP值为78%，比未磁处理的有显著提高(与实施例1相比较)。实施例24:台式恒温振荡器(型号THZ-C;厂家中国江苏省太仓市太仓华美生化仪器厂)_(底物为乙酰乙酸乙酯)将胡萝卜切成厚薄，大小一致的薄片(直径1cm左右)，取lOg放入200ml锥形瓶中，并滴加0.lg的底物乙酰乙酸乙酯和70ml的水。在磁感应强度6mT的条件下磁化5min。在24°C、150rpm的全温振荡培养箱里振荡培养3天，进行反应。三天反应后过滤去除胡萝卜，盐析，然后用50ml乙酸乙酯进行萃取合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤并旋转蒸发除去溶剂，残留物用乙酸乙酯稀释后用气相色谱跟踪测定。将上述反应的乙酸乙酯萃取物用正己烷-乙酸乙酯(乙酸乙酯萃取物与正己烷-乙酸乙酯的体积比为5:1)作为扩展液，过柱分离，得到产物。与实施例l对照比较发现，10min时磁感应强度对产率具最强的有促进作用，正生物学效应也很明显。产物S-3-羟基丁酸乙酯的收率为47.7X。磁处理后的OP值为78%，比未磁处理的有显著提高(与实施例1相比较)。权利要求一种植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，其特征在于其是先将植物体生物催化剂加入到含有底物的反应溶液中，形成植物催化反应体系，再将植物催化反应体系置于磁场中磁化处理，并且控制磁感应强度和磁处理的时间，得到磁化植物催化反应体系，而后将磁化植物催化反应体系置于振荡装置上振荡培养，使磁化植物催化反应体系催化反应，得到反应产物，最后对反应产物分离和提纯，得到纯化的反应产物。2.—种植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，其特征在于其是先将植物体生物催化剂置于磁场中磁化处理，并且控制磁感应强度和磁处理的时间，得到磁化植物体生物催化剂，再将磁化植物体生物催化剂加入到含有底物的反应溶液中，形成磁化植物催化反应体系，而后将磁化植物催化反应体系置于振荡装置上振荡培养，使磁化植物催化反应体系催化反应，得到反应产物，最后对反应产物分离和提纯，得到纯化的反应产物。3.—种植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，其特征在于其是先将含有底物的反应溶液置于磁场中磁化处理，并且控制磁感应强度和磁处理的时间，得到磁化过的含有底物的反应溶液，再将植物体生物催化剂加入到磁化过的含有底物的反应溶液中，形成磁化过的植物催化反应体系，而后将磁化过的植物催化反应体系置于振荡装置上振荡培养，使磁化过的植物催化反应体系催化反应，得到反应产物，最后对反应产物分离和提纯，得到纯化的反应产物。4.一种植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，其特征在于其是先将植物体生物催化剂和含有底物的反应溶液分别置于磁场中磁化处理，并且控制磁感应强度和磁处理的时间，得到磁化植物体生物催化剂和磁化过的含底物的反应溶液，再将磁化植物体生物催化剂加入到磁化过的含底物的反应溶液中，形成磁化后的植物催化反应体系，而后将磁化后的植物催化反应体系置于振荡装置上振荡培养，使磁化后的植物催化反应体系催化反应，得到反应产物，最后对反应产物分离和提纯，得到纯化的反应产物。5.根据权利要求l-4任一权利要求所述的植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，其特征在于所述的植物体生物催化剂包括植物及其培养物，所述的植物为植物的整体或植物的一部分，所述的植物的一部分为植物细胞、植物组织、植物器官、植物胚状体或植物原生质体，而所述的植物培养物为植物愈伤组织、离体培养的细胞、离体培养的器官、离体培养的植物再生物或离体培养的胚状体。6.根据权利要求5所述的植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，其特征在于所述的植物器官为植物的根、茎、叶、果实或种子，或者离体培养的根、茎、叶或种子。7.根据权利要求l-4任一权利要求所述的植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，其特征在于所述的底物为有机物，所述的有机物为羰基化合物的还原物。8.根据权利要求7所述的植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，其特征在于所述的羰基化合物的还原物为P-酮酯类的还原物、苯乙酮类的还原物、脂环酮类的还原物或开链脂肪酮类的还原物。9.根据权利要求l-4任一权利要求所述的植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，其特征在于所述的控制磁感应强度是将磁感应强度控制为0.006-10特斯拉；所述的控制磁处理时间是将磁处理时间控制为l-500min。10.根据权利要求l-4任一权利要求所述的植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，其特征在于所述的振荡装置为摇床、摇瓶柜、振荡培养箱或振荡器。全文摘要一种植物体生物催化剂催化有机物还原反应的方法，属于生物工程
技术领域：
。其是先将植物体生物催化剂加入到含有底物的反应溶液中，形成植物催化反应体系，再将植物催化反应体系置于磁场中磁化处理，并且控制磁感应强度和磁处理的时间，得到磁化植物催化反应体系，而后将磁化植物催化反应体系置于振荡装置上振荡培养，使磁化植物催化反应体系催化反应，得到反应产物，最后对反应产物分离和提纯，得到纯化的反应产物。本发明可以提高植物体生物催化剂的酶活性，使还原反应产物的转化率得到有益提高而藉以满足工业化应用要求。文档编号C12P7/62GK101696433SQ20091023413公开日2010年4月21日申请日期2009年10月13日优先权日2009年10月13日发明者徐忠传,柴文,沈宗根申请人:常熟理工学院;