Abstract
近年來由於各國政府不斷地強調生物技術在未來產業應用之重要性，以及投資了龐大經費於基礎與應用研究，因此生物技術相關產業無疑的將是係屬於世界各國熱烈競相發展的二十一世明星產業。生物觸媒(細胞、酵素或部分細胞)也受到相當的重視，其應用於食品製造、環境工程、藥物、清潔劑上均有商業化的商品，產值逐年增加。以固定化技術實施於生物觸媒，可使生物觸媒之再利用率提升，有效降低成本等好處。 以全細胞作為固定化之對象，不但可節省酵素純化之工作，同時可提供一些反應所須的輔脢。 本研究利用全細胞—Pseudomonas fluorescens對S,R-MAMP(R,S-Methyl-3-Acetylthio-2-Methylpropionat)進行光學分割反應，以轉化產生S-AMPA(S-Acethylthio-2-Methylpropionic Acid)。實驗發現S,R-MAMP不但會自然水解生成S,R-AMPA，而且S,R-AMPA的thioester-bonding亦會自然水解生成β-mercaptoisobutyric acid。在Pseudomonas fluorescens酵素水解的特性上，就熱穩定性和pH值穩定性方面，實驗數據上顯示，在靜置溫度高於50℃時，細菌體內酵素急速失活。至於靜置在pH值7-8之間時，細菌體內酵素有較好的穩定性。 於反應中加入碳源，對細菌體內酵素活性並沒有明顯的提升，但添加Sn2+對細菌體內酵素稍微有提升的效果，培養基探討方面，其最適培養基:soybean meal:5g/l，yeast extract:5g/l，lactose:5g/l，NaCl:5g/l，菜籽油:4g/l。最適反應溫度為30℃，最適反應pH＝10，最適菌體包覆量為0.6g菌/50ml alginate gel。 實驗結果顯示以genipin為交聯劑，經交聯後的固定化擔體活性明顯下降，濃度超過11.2mM後菌體內酵素失活愈嚴重。經固定化之菌體動力學常數與未固定化菌體之動力學常數截然不同，分別為Vm＝7697(U/g-cell)，Km＝0.2(M)與Vm＝10000(U/g-cell)，Km＝0.1(M)，這表示固定化後酵素與基質的親和性變差了，且有質傳阻力效應存在。以平均粒徑為1mm之固定化圓珠具較佳活性。最適條件進行25個批次反應，歷時10天，其固定化菌體仍保有80％以上的相對活性，即表示有良好的重複使用性。 在30℃，pH＝10，170rpm與添加0.1M SnCl2的條件下以固定化全細胞進行MAMP光學分割可得產率55%，光學純度(e.e值)為90％的S-AMPA。本研究目的，利用全細胞固定於擔體上，以製備高純度、高產率的S-AMPA。