包埋法固定化大肠杆菌细胞的研究+文献综述(3)
（2）环保中的应用
腈化合物广泛应用于化学工业和农业，这些腈化合物不可避免地存在于工业废水和残留农用化学品中，已经对自然界产生了不同程度的污染，如果不经处理, 必将对环境造成巨大的污染。传统的化学处理方法不仅成本高、效率低，而且腈降解不彻底，不能很好地解决日趋严重的环境污染问题。用产腈水解酶类的微生物催化腈水解，不仅成本低，效率高，而且处理彻底，还可以回收有用的产物如羧酸、酰胺等，具有更经济、更有效、更绿色环保等优势。例如，选择性触杀除草剂溴苯腈(3，5-二溴-4羟基苯腈)，在除草方面应用广泛，但是该化合物是剧毒物，如果不及时处理好就会对环境造成巨大危害。McBride等发现，来自土壤的克雷伯斯氏臭鼻杆菌(Klebsiella ozaenae)可专一性地将溴苯腈迅速水解为无毒的3，5-二溴4-羟基苯甲酸。薛建萍等筛选的乳酪短杆菌(Brevibacterium casei) CGMCCNo.10887经过长期的诱变育种，使其每毫升发酵液中的腈水解酶活力单位可达到10万单位，目前年产羟基乙酸能力达150 t。该工艺解决了传统的化学法生产羟基乙酸需经水解羟基乙腈获得的问题，避免了强酸热解的苛刻条件，腈水解酶法转化羟基乙腈生产羟基乙酸由于反应条件温和及反应的高效性，在工业生产中具有极大的优势。
（3）工业上的应用
腈水解酶反应的温和性及高效性等特点，使之在工业生产上具有重要的应用价值，而且已有在工业生产上应用非常成功的例子。例如，Lonza公司利用腈水解酶和烟酸羟基化酶的协同作用，分别从2-氰基吡嗪和2-氰基吡啶出发，合成药物中间体5-羟基-吡嗪-2-甲酸及5-羟基-吡啶-2-甲酸，转化率接近100%[10]，明显优于传统的化学法。德国BASF公司利用苯甲醛和氢氰酸反应生成消旋扁桃腈, 再选择合适的反应条件，通过腈水解酶催化的动态动力学拆分，定量转化出( R) -扁桃酸，该项目已经取得了很大进展。杜邦公司利用Acidovorax facilis 72W中腈水解酶催化2-甲基戊二腈转化为1，5-二甲基- 2-哌啶酮。该法是利用固定化含腈水解酶的微生物来进行生产，产量高，且能生成单一的内酰胺异构体。
1.1.4 腈水解酶的制备
Layh等利用苯乙腈诱导P1fluorescens DSM7155来产腈水解酶，将外消旋的杏仁腈对映选择地转化为R-杏仁酸。Heinemamn等利用基因克隆的方法将Pseudomonas和Rhodococcus中的腈水解酶基因克隆到E.coli中去得到的基因工程菌，催化2-乙酰腈生成相应的2-乙酰羧酸。Bhalla等利用R1rhodochrous PA-34得到腈水解酶，催化A-氨基腈得到具有光学活性的A-氨基酸。Osprian等筛选出来的R.erythropolis Ncimb11540对α-羟基腈具有很高的对映选择催化能力，得到(R) -α-羟基酸。Brenner等发现在蝇及蠕虫中的脆性组氨酸三联体(Fhit)和腈水解酶(Nit) 形成融合蛋白共同编码，检测的8只鼠中，7只中的Nit和Fhit mRNA有相同积聚水平，由此推测Nit可能是Fhit的接头分子。王利群等以羟基乙腈为唯一氮源，从土壤中筛选到一株腈水解酶产生菌CCZU-12，经形态观察、生理生化实验和16SrDNA序列分析，鉴定该菌为假单胞菌属（Pseuomonas sp.）。He[11]等以乙腈为唯一N源，从华东理工大学校园土壤中筛选出的一株细菌Alcaligenes sp.ECU0401具有较高的腈水解酶活性，在水解外消旋扁桃腈时，其产物(R)-(-) -扁桃酸的对映体过量值(e. e.) >99.9%。Mueller[12]等克隆了热稳定的Pyrococcusabyssi中的腈水解酶，该酶对扁桃腈有较高的活性。Zhu[13]等通过理性的基因组挖掘(Rational genomemining)技术从Bradyrhizobium japonicum USDA110中克隆并且纯化了腈水解酶(bll6402)，此酶对扁桃腈及其衍生物有较高的活性。在同一菌株中克隆出另一个腈水解酶基因(blr3397)，与已知的Zeamays ZmNIT2和Arabidopsis thaliana nitrilase4中的腈水解酶基因的序列相比，分别有55%和52%的同源性。