古细菌在工业生物催化剂酶和应用

文摘

古细菌酶在工业生物技术起着重要的作用。许多代表生物生活在“极端”的条件下,所谓的极端微生物,属于生命的古王国。本文将回顾研究由埃克塞特集团和其他有关热点商业生物催化酶,有重要的应用。这些生物催化剂已经被用于大规模工业过程生产光学纯的药物中间体和氨基酸及其类似物。其他酶在实验室规模特征有关的底物特异性和属性潜在的工业应用。日益普及的新热点和基因组DNA序列将提供一个持续的资源寻找新酶的商业利益使用生物信息学和筛选方法。

1。介绍

酶的应用在“白色生物技术”工业重要的手性化合物的合成制药行业正变得越来越重要。许多公司通常不将生物催化在药物生产项目现在非常渴望发展的技术。酶化学反应可以使可行的目前使用传统方法不可用。使用酶化学过程是一个途径来降低能源消耗和减少废物产生。此外,酶的选择性过程降低了原材料成本和生产浪费biproducts周围的安全问题。预计通过进一步优化酶生产生物工艺强化会导致更多的经济可行性和成本效益,可持续的复合生产。

基因组的财富和metagenome数据可以使寻找酶使用先进的生物信息学和基质筛选方法的发展区域。更不同的分类酶组的代表工业biocatalytic正在追究他们的应用程序流程。酶的过程通常是用于“级联反应”与传统化学合成步骤。当“违背自然的”工业提出了基质酶中发现的“自然”已经发现不同种类的酶可以使用相同的强迫的化合物作为底物进行特定的生物转化。这使得它很难预测这类biocatalytic过程酶应该是最好的。使用酶在溶剂或nonphysiological pH值会导致“反应”,不同于酶催化剂的正常活动。

小说的发展、高效和成本有效biocatalytic过程在各种行业目前强劲的数量有限,高度选择性,有用的生物催化剂。本文将专注于特定的小说酶从古王国被隔绝高温海洋和陆地环境。嗜热酶从古生菌提供额外的新奇与那些嗜热细菌,因为他们已经证明是更原始的酶。这方面的一个例子硫化叶菌solfataricus磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH) [1)的催化半胱氨酸在同一个二级结构与其他细菌和真核adh但其他残留提出了参与催化活性部位不同的二级结构元素。这种酶序列的身份只有18%其他特征明显GAPDHs被认为有不同的整体结构,直到古细菌酶的晶体结构被确定。一些古细菌酶进化了一条不同的路线去他们的细菌或真核等价物,他们是一个组合的L-aminoacylase等不同的酶Thermococcus litoralis(2),只有L-aminoacylase活动,但关于其相关序列相似性的羧肽酶酶硫化叶菌物种。

许多热点小说代谢途径中未找到其他王国的生活。例如,一些利用修改版本的规范糖酵解和Entner-Doudoroff途径涉及大量的小说酶(3),有不寻常的戊糖降解途径。

一些古细菌酶的活性更混杂比酶从细菌或真核生物:例如,s . solfataricus Picrophilus torridus葡萄糖和半乳糖脱氢酶脱水酶和葡萄糖酸/ galactonate脱水酶(4- - - - - -6]。的archaeon美国solfataricus有滥交2-keto-3-deoxygluconate Entner-Doudoroff醛缩酶的途径就是能打通KDG和D-2-keto-3-deoxygalactonate (KDGal)产生丙酮酸和d -甘油醛。醛缩酶也表现出缺乏可逆的缩合反应的立体选择性的丙酮酸和d -甘油醛。了解研究了滥交的结构基础(7]。

酶分离出嗜热古菌通常更稳定的高温、溶剂、和抗蛋白质水解为工业应用提供了理想的特性。酶的稳定性依赖于功能的维护结构,和任何蛋白质的稳定性是边际,相当于一个小数量的分子相互作用[8]。这情况与耐热性的蛋白质,唯一不同的是,稳定的自由能是略高于其嗜中温总理[9]。蛋白质的活性形式通常是由共价的部队包括氢键、离子对、疏水键、范德华相互作用。这些交互是中断时,例如,通过温度升高,嗜中温和嗜热蛋白展开活动但是活动稳定的结构。一旦以这种方式展开的蛋白质容易发生聚合和化学改性。聚合发生在蛋白质的疏水残基的多肽链展开公开的与其他蛋白质分子的疏水残基,通常遵循后立即展开。蛋白质的化学修饰可以包括半胱氨酸氧化、脱氨基作用天冬酰胺,谷氨酰胺残基,肽键水解。蛋白质可能是可逆的演变对于较小的蛋白质,但与更大的蛋白质通常是不可逆的。

虽然活动的最适温度为耐热性的古细菌酶高于通常是使用一个工业过程中他们通常可以在较低的温度和保持至少20%的最大活动在环境温度。就经常会有一种优势运行过程的温度在50至60°C之间因为在这个温度许多违背自然的底物在室温下是不溶性成为可溶在更高的温度。工业过程的温度操作需要平衡的总体经济学biocatalytic转换。

许多嗜热酶可以克隆和过表达可溶形式使用嗜中温主机(大肠杆菌),可以很容易地从细胞中提取纯化的直接热处理沉淀最嗜中温蛋白质。负责thermophilicity增加的功能可以被研究一系列的生化和结构特点纯化嗜热蛋白(10]。这些包括增加离子相互作用,经常大离子网络中观察到的蛋白质和亚基接口。这是观察尤其是hyperthermophilic蛋白质。的α螺旋线的蛋白质可以“封顶”这样一个酸性氨基酸放置中和电荷的蛋白质的氨基端螺旋和一个基本的氨基酸在酸性中和电荷的螺旋。许多嗜热蛋白疏水性增加在其内部和亚基接口。这对嗜热蛋白尤其如此硫化叶菌物种。他们常常增加了包装,如额外的二级结构和c端扩展可以包到蛋白质来填补不必要的空洞。嗜热蛋白表面通常有较短的循环和通常的内部循环可以通过金属离子稳定。增加脯氨酸残基的内容中看到一些嗜热细菌等栖热菌属物种在他们的DNA g c含量很高。通常有一个减少在高温下不稳定的氨基酸天冬和半胱氨酸等除外,他们起着重要的催化作用。最后一些物种特别是一些有氧古生菌等Aeropyrum物种使用共价二硫键的引入到蛋白质提供所需的高温稳定性。

本文将解决一些重要的工业相关biocatalytic反应可以使用古细菌酶。

2。Biocatalytic工业应用

2.1。碳环核苷酸的生产

碳环核苷是有价值的化疗药物,如心脏血管舒张药,用于治疗病毒感染。新化合物抗病毒治疗艾滋病毒尤其重要,因为他们作为核苷酸病毒逆转录酶酶的抑制剂。病毒蛋白质很容易变异,以克服抑制。新的抑制剂因此必须不断发展。从archaeon酶美国solfataricusMT4可以使用双环合成纤维(rac)γ内酰胺(2-azabicyclo (2.2.1) hept-5-en-3-one)作为底物获得单一对映体的γ二环内酰胺产品在复合抗艾滋病的重要构件,Abacavir(计划1)[11]。(+)-γ内酰胺酶被发现硫化叶菌菌株的筛选殖民地表达式库的能力产生当提供外消旋氨基酸产品γ内酰胺。筛选进行了使用滤纸叠加使用基因组库。活跃的殖民地在盘子里显示一个棕色色的滤纸生产氨基酸时被浸泡在茚三酮污渍。纯化的对映体(+)或(−)γ内酰胺被用作基质确定酶的定向性。另一个nonthermophilic细菌(+)-γ内酰胺酶,也可以进行这个反应在细菌已被确认Delftia acidovorans。这种酶是一个不同的类、结构、和古细菌酶的机制但都可以使用强迫的γ内酰胺作为衬底。这古γ内酰胺酶已被克隆和过表达大肠杆菌同质性和纯化。单体的分子质量估计是55 kDa的sds - page是一致的计算55.7 kDa的分子质量。本机分子质量决定由凝胶过滤110 kDa表明酶的存在是一个二聚体在溶液中。纯化酶结晶,以确定其三维结构。

的耐热性的热点γ内酰胺酶序列同源性高的签名酰胺酶家族的酶。它显示了类似的抑制模式对氰苯酰胺酶酶,phenylmethylsulfonyl氟化物和重金属,如汞,激活硫醇试剂。这种酶选择性地劈开的(+)对映体γ外消旋混合物。它还展品一般通过把线性和支链脂肪族酰胺酶活性和芳香酰胺(12,13]。

对齐的氨基酸序列γ内酰胺酶从美国solfataricusMT4 4酰胺酶假单胞菌chlororaphisB23红球菌属sp。n - 771,r . erythropolisn - 774,红球菌属rhodochrousJ表明它有41 - 44%这些酶序列的身份。酰胺酶属于签名酰胺酶家族,他们都含有共识序列GGSS GS (S / G)。的氨基酸序列γ内酰胺酶含有高度保守的假定的催化残基天冬氨酸和丝氨酸但没有高度保守的半胱氨酸残基(14]。

净化(+)-γ内酰胺酶交联酶被固定,聚合酶制剂和挤进微反应器15]。高温(+)-γ内酰胺酶保留100%的初始活动试验温度、80°C 6 h和留存52%活动10 h后,表明固定的优点。的高稳定固定酶提供了优势,它可以被用来屏幕很多化合物在微反应器系统不变性。

2.2。转让胺组

许多药物是由手性胺和已经有越来越多的制药公司的兴趣研究酶可以胺组从一种化合物转移到另一个立体定向。转氨酶催化的转移从一个氨基酸的氨基ketoacid [16]。他们使用代数余子式磷酸吡哆醛(PLP),维生素B6的生物活性形式。革新劳工党通常共价结合到一个活性部位的氨基酸赖氨酸席夫碱(内部醛亚胺)。转氨酶的机制是由两个半反应。在第一个半反应其氨基供体基质给辅因子,导致酮酸和enzyme-bound pyridoxamine-phosphate (PMP)。在第二个半反应的氨基转移PMP受体酮酸,产生一种氨基酸和恢复革新劳工党内部醛亚胺。

的archaeon美国solfataricus被发现是一个有趣的来源的耐热性的转氨酶酶IV组(包含了17]。这包含酶是磷酸吡哆醛参与nonphosphorylated丝氨酸合成的途径中没有细菌和存在于动物和植物。氨基转移酶反应的酶进行转换L-serine和丙酮酸3-hydroxypyruvate和丙氨酸。活动也显示出对蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苯丙氨酸、组氨酸、色氨酸。可以使用酶结合转酮醇酶的合成手性药物中间体(18]。

二聚嗜热古细菌转氨酶酶结构的整体形式已经解决了酶与抑制剂在复杂gabaculine与phenylpyruvate基质复杂,酮苯丙氨酸的产物(17]。图1显示了一个卡通图二聚的美国solfataricus转氨酶的代数余子式的在两个活动网站。

这种酶的结构研究了一些洞察周围的构象变化的转氨酶的活性部位发生在催化和帮助理解酶的底物特异性。最相关的酶美国solfataricus嗜中温酵母丙氨酸转氨酶是:乙醛酸氨基转移酶(阿加特设计局)股票37%氨基酸的身份19]。阿加特设计局酵母酶已经据报道高底物特异性小丙氨酸等氨基酸和乙醛酸,不像硫化叶菌氨基酸转氨酶,展示一个广泛的底物特异性。阿加特设计局的substrate-binding口袋非常相似硫化叶菌酶。芳基苯丙氨酸是模仿到的硫化叶菌酶活性部位与叠加酵母相比,阿加特设计局酶结构。大部分残留在附近的两个蛋白质之间的模仿衬底是守恒的。的硫化叶菌酶有明显增大substrate-binding口袋为循环链9和10之间的区域是两种氨基酸短。这给更多的空间笨重的苯丙氨酸底物结合与阿加特设计局酶相比,只有积极的向丙氨酸和甘氨酸。阿加特设计局的异亮氨酸渣占地空间较大的基质会坐的活性部位硫化叶菌酶。异亮氨酸是定位2.9从模仿衬底和阻碍了绑定任何大于丙氨酸的氨基酸。在美国solfataricus转氨酶酶中有相应的缬氨酸残基的位置异亮氨酸的阿加特设计局定位远允许绑定更大的氨基酸。这些微妙的区别这两种酶是足以改变酶的底物特异性至关重要,理解其在商业应用中使用。

古细菌转氨酶相对耐热性的10分钟70°C和pH值6.5。古细菌酶的特点,与增加稳定性与阿加特设计局的相关酶相比表明,酵母酶10盐桥相比21盐桥硫化叶菌氨基酸转氨酶包括几个3 - 4网络提供稳定增加。有一个c端扩展的硫化叶菌酶和短表面循环都在嗜热酶的一般特性。的硫化叶菌氨基转移酶二聚体界面是不寻常的疏水在自然界中很少有离子相互作用通常与更嗜热古细菌酶(图2)。这硫化叶菌丝氨酸转氨酶的第一个例子是嗜热古细菌丝氨酸转氨酶研究结构和显示其属性满足要求商业酶在生物催化中的应用。

2.3。删除卤素的群

另一个古细菌酶存在于工业利益硫化叶菌tokodaii。这L-haloacid dehalogenase酶已被克隆和过表达大肠杆菌。它为特征的生化和结构20.,21]。这种酶单体有两个领域。核心领域有罗斯曼six-stranded平行褶皱β链包五包围α螺旋和三个3₁₀螺旋线。子域组成α螺旋线。两个域之间的活性位点位于和本机酶形成二聚体,如图3。

这种酶应用于手性halo-carboxylic酸生产和生物修复。手性halo-carboxylic酸是重要的中间体的精细化工/制药行业。切除卤素组可以由dehalogenase。的硫化叶菌酶有可能解决bromocarboxylic酸外消旋混合物。这L-bromoacid dehalogenase能够催化2-halo-carboxylic酸转换成相应的羟基烃酸。它已被证明显示活动对长链比细菌的基质黄autotrophicusdehalogenase [22见过对2-chlorobutyric酸)与活动。这是由于一个更活跃的网站访问。酶的最大活动60°C,一个多小时的半衰期70°C。它是稳定的盐桥和疏水相互作用单元接口,螺旋盖,比相关酶更紧凑的子域名,缩短表面循环。这个家族的另一个嗜热酶从hyperthermophilic古生菌耐热性的问题解决方式不同。相关的海床dehalogenase(29%序列身份)的结构可以从结构基因组学项目是一个单体的酶稳定的二硫键(23]。

2.4。水解、酯化

酯酶是一类常用的酶在工业应用中。部分原因是由于其固有的稳定的有机溶剂和自由扭转的能力消除从水解酶反应合成的水用于水解机制。羧酸酯酶催化水解的酯键的相对较小的水溶性基质。羧基的酯酶NP最初确定的真菌Ophiostoma novo-ulmi用于生产的非甾体类疼痛造成药物萘普生(24]。外消旋萘普生methylester是水解(年代)酸是分开的(右)-methylester屈服(年代)萘普生ee和99%收益率为95%。是很重要的新药进入市场的一个光学形式防止问题无效对映体的副作用。

一种耐热性的从archaeon羧酸酯酶硫化叶菌shibatae被克隆,测序,在吗大肠杆菌(25](Toogood Littlechild,未发表的数据)。酶有77%到71的酯酶序列的身份年代。tokodaii和羧酸酯酶美国solfataricus菌株P1,分别26,27]。这种酶被认定为丝氨酸酯酶属于哺乳动物皮下脂肪酶(高速逻辑)的家庭。它包含守恒的假定的催化三分子残留Ser、Asp,他和由丝氨酸水解酶抑制剂抑制phenylmethylsulfonyl氟苯甲脒和部分被硫醇试剂。酶耐热性的,而不会失去活性检测24 h后60°C。这种酶能够打通各种p-nitrophenyl酯基质,最高的活动检测p-nitrophenyl己酸酯。羧酸酯酶也检测能够打通各种工业相关的酯和二酯。它有一个倾向于基质含有芳香族等组织diethyl-2-benzyl丙二酸酯,乙酰乙酸苄酯,Z-phenylalanine甲酯。然而,它也能够拆分裂开2-methyl-1等化合物,探索乙酰乙酸盐。

2.5。解决氨基酸和氨基酸类似物

氨基酸可以发现的所谓“L”配置的所有蛋白质或D配置中发现细菌的细胞壁。具体的生产l -氨基酸和氨基酸类似物为各种各样的目的是很重要的。工业过程进行这biocatalytic反应L-aminoacylase酶的利用。这种酶的嗜热古细菌版本从archaeon克隆和过表达Thermococcus litoralis(2]。酶是43的homotetramer kDa单体,82% aminoacylase从序列的身份海床furiosus和45%的羧肽酶序列的身份美国solfataricus。酶的耐热性的,25小时的半衰期70°C。无细胞提取物aminoacylase被发现的最优活动在85°C Tris-HCl pH值8.0。传统aminoacylase抑制剂,如mono-tert-butyl丙二酸酯,对其活动只有轻微的影响。的t . litoralisL-aminoacylase有着广泛的底物特异性喜欢氨基酸:板式换热器遇到>半胱氨酸>阿拉巴马州Val >酪氨酸> Propargylglycine > Trp > >参数。一个列包含重组的生物反应器ThermococcusL-aminoacylase固定在琼脂糖珠由衬底,N-acetyl-DL-Trp,不断流动60°C了10天。没有检测到超过5天损失的活动,有32%的剩余活动后40天60°C (28]。酶也被共价固定到微反应器对环氧树脂在通道允许biocatalytic反应的反应器内进行高通量“流”系统(29日]。这可以用于快速筛选的底物特异性和消除产物抑制的问题往往出现在工业反应进行的高底物浓度。的ThermococcusL-aminoacylase酶已经被用于multiton商业生产l -氨基酸及其类似物通过Chirotech /陶氏制药和最近Chirotech /博士。Reddy的大规模生物转化(30.]。消旋酶酶了为了转换酶异构体不习惯的形式,可以使一个更有效率的过程,可能100%转化外消旋的衬底(31日]。

的hyperthermophilic L-aminoacylase从p . horikoshii也被克隆和过表达呢大肠杆菌(32]。之间有不同的底物特异性Thermococcus和海床酶。衬底N-acetyl-L-phenylalanine是最有利的基质Thermococcus酶;然而,这种基质是不使用的海床L-aminoacylase。

2.6。手性醇生产

一个高温有氧archaeonAeropyrum pernix的来源是一个非常稳定的乙醇脱氢酶(ADH)酶可用于手性醇生产。这种酶被克隆和过表达大肠杆菌(33]。的答:pernix抗利尿激素酶是四聚物的,zinc-containing, I型抗利尿激素单体39.5 kDa的大小。有序列的身份相关的马肝抗利尿激素的24%,最高的序列的身份到一个已知结构39%,中等链ADH的hyperthermophilic archaeon美国solfataricus(34]。的答:pernix酶是高度特定的代数余子式NAD (H)和显示活动对广泛的醇、醛、酮,而似乎偏爱循环基质。酶的半衰期非常耐热性的2小时在90°C。最大活动超出75°C;然而,仍有10%活动20°C。酶是溶剂稳定与孵化后50%以上活动保留60%的乙腈或二氧六环。酶的晶体结构决定了抑制剂绑定到活性部位(35]。ADH单体形成的催化和代数余子式绑定域名,与整体折叠类似于之前解决抗利尿激素结构(图4)。1.62解决方案答:pernix抗利尿激素结构的整体形式,与代数余子式NADH绑定到两个域之间的间隙。抑制剂结合的活性位点被解释为是辛酸。这个抑制剂定位的羰基氧形成四配位催化锌离子(图5)。离子对酶稳定的集群单元接口的四聚物。有两种锌绑定到酶的活性部位,另一个在远程站点似乎稳定酶。当锌并不会占用第二个网站形成二硫键(图持有相同的两个蛋白链在一起6)。它现在已经预测,二硫键确实存在有氧archaeon稳定许多细胞质蛋白质,答:pernix(36]。

酶活性对初级和二级醇C4-C5最佳链长。是最活跃的大型循环醇cycloheptanol和cyclooctanol等。酶反应可以扭转生产手性醇通过改变博士最初的实验证明答:pernix抗利尿激素显示了一些产生反向反应的立体选择性(年代)苯乙醇(37)(人,2002年)。相关的硫化叶菌抗利尿激素已报也(年代)选择性显示对映体过度高达98% (38)(Raia et al ., 2001)。

其他嗜热古细菌酒精脱氢酶的特征和短链或短链醇醛酮还原酶家族等海床furiosus抗利尿激素(39)和醇醛酮还原酶Thermococcus kodakarensis抗利尿激素(40]。

2.7。乳沟内酯环

内酯环的具体乳沟是一个重要的活动感兴趣的制药公司。内酯酶酶识别日期分为三个结构不同的组:烯醇内酯酶,gluconolactonases,群体感应内酯酶。Phosphotriesterase-like内酯酶(锁相环)识别的热点美国solfataricus和美国acidocaldarius(41- - - - - -44]。这些酶催化分子内酯键的水解乳沟内酯和acyl-homoserine内酯(ahl分子)给相应的hydroxyacylic酸。他们也有混杂但显著降低phosphotriesterase活动对有机磷化合物。最近确定了这个类的一种酶,克隆,过表达和特征45从Vulcanisaeta moutnovskia一个hyperthermoacidophilic crenarchaeon最近分离硫气场接近Moutnovsky火山堪察加半岛(俄罗斯)46]。VmutPLL转换的内酯和acyl-homoserine内酯(ahl分子)和类似的活动。滥交,显著降低活动观察有机磷和carboxylesters观察只有轻微的活动。催化活性严格依赖于二价阳离子(Cd^{2 +}>倪^{2 +}>有限公司^{2 +}>锰^{2 +}>锌^{2 +})。VmutPLL显示最佳pH值约为8.0,80°C的最佳温度,26分钟的半衰期90°C。对线性酶显示了高的活动γ内酯与疏水侧链长度的变量。这些范围从γ丁内酯(无侧链)γ-valerolactone甲基侧链和γ-dodecalactone七碳侧链。结果表明,酶对威士忌内酯和活动δ-dodecalactone。没有看到mevalonolactone或测量活动δ-decalactone。两个基板γ-valerolactone和γ己内酯,光学异构形式的这些测试来确定立体选择性的酶(表1)。结果表明,虽然活动是与这两种同分异构体酶似乎支持这些基质的D形式。

最近的结构诉moutnovskia内酯酶进行了复杂的长链脂肪酸(47]这地图substrate-binding口袋里。这是由疏水侧链排列,这将提供亲和力γ内酯的侧链长度。相应的内酯酶的美国islandicus据报道,支持γ内酯基板长疏水在4个碳酰基链长度(48]。substrate-binding站点的美国islandicus内酯酶显示许多极地残留在入口处的衬底与疏水残基内衬口袋底部的口袋里。这将较小的冷待绑定γ内酯的催化的位置。疏水和其他残留的不同分布在两个相关的酶之间的活性部位的口袋里似乎是负责不同的催化活动。的诉moutnovskia内酯酶属于酰胺水解酶总科的(β/α)₈桶结构折叠。在诉moutnovskia这些金属酶是两个钴离子(48)是必不可少的活动和位于糖基的β桶。协调残留的金属四个组氨酸,一天冬氨酸,赖氨酸,在这种酶高度保守的家庭。提出了催化循环中金属离子激活桥接水分子通过质子抽象。由此产生的氢氧离子然后执行亲核攻击C₁内酯环导致水解的49]。

这种酶热稳定性高以及广泛的底物特异性不同内酯ahl分子和运维是一个有趣的新的商业生物催化酶。这种酶被认为是一个自然的角色群体感应中扮演一个角色在一些阶段参与生物膜的形成(50,51)和感兴趣的毒力因子的表达在医药和生物技术应用52]。ahl分子的酶促降解催化了锁相环提供了潜在的干扰群体感应信号通路和控制微生物群落。

3所示。结论

本文总结了一些重要的工业应用使用的酶已确定从不同的嗜热古菌。预计工业上使用这些酶的数量将会增加,由于其固有的稳定性和新颖的特异性。新的快速筛选技术的发展和改进的生物信息学方法结合新一代基因组测序方法的热点和基因组将工业生物技术提供新的酶。可以克隆酶和过表达等容易种植的主机大肠杆菌允许访问数量足够详细纯化酶的生化和结构描述。酶的扩大生产所需的商业应用程序可以通过使用一个真菌进行主机系统,允许出口的下游蛋白的生长介质容易处理。酶生物催化剂的成本通常是最昂贵的组件必须匹配的工业生物转化和最终产品的价值。价值更高的光学纯的化合物是重要的药物中间体,医药行业将允许酶价格很高。所需的其他酶的生产大部分的化学物质,用作添加剂为国内清洁产品,用于食品生产,或用于补充生物质降解过程,通常需要以便宜的价格出售,大量供应。生物催化剂的稳定性也是一个重要的问题,因为酶的理想需要重用在几个重复biocatalytic周期。固定的酶通常可以增加其稳定性,使它很容易恢复以便重用。耐热性的酶通常更健壮的工业条件下,可用于重复biocatalytic转换。增加使用的酶extremophilic古生菌提供了机会来访问生物催化剂自然稳定的各种不同条件下的温度、pH值、盐度和压力使他们更适合不同的工业过程。

酶的使用“白色生物技术”有望增长biobased材料和化学品生产从全球新兴技术预测上升到2018年740万吨(Lux Research分析师)。酶的发现和优化的初始过程仍然是一个限制因素采用新的biobased工业过程。因此越来越商业化的机会新发现的古细菌酶可持续制造新的循环经济作出贡献。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者要感谢埃克塞特大学的威康信托基金会,不明白,EPSRC,资助研究和技术战略委员会,英国,j . a . Littlechild组在埃克塞特生物催化中心。ERA-net BBSRC格兰特,热生成,BB / LOO2035/1,感谢研究嗜热转氨酶酶。欧盟第七框架授予“HotZyme”题为系统筛选的生物热环境,批准号265933年,感谢支持的研究发现,小说的描述,测序hyperthermoacidophilic crenarchaeonVulcanisaeta moutnovskia和内酯酶酶从这个有机体的研究作为本文中讨论。

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