双三氟甲烷磺酰亚胺类离子液体对产紫青霉菌株全细胞催化特性的影响

doi:10.7503/cjcu20160201

高等学校化学学报 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (10): 1870.doi: 10.7503/cjcu20160201

双三氟甲烷磺酰亚胺类离子液体对产紫青霉菌株全细胞催化特性的影响

张馨¹, 李扬¹, 曹红²(), 欧阳巧凤^1,², 郑兰兰^1,⁴, 李春³

1. 石河子大学化学化工学院, 石河子 832003
2. 嘉兴学院生物与化学工程学院, 嘉兴 314001
3. 北京理工大学生命学院, 北京 100081
4. 喀什大学化学与环境科学学院, 喀什844006

收稿日期:2016-03-31 出版日期:2016-10-10 发布日期:2016-09-23
作者简介:联系人简介: 曹红, 女, 博士, 研究员, 主要从事生物催化与酶工程研究. E-mail:chyf_ch@126.com
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 21146012, 21266029)资助

Effect of the Ionic Liquids with Anion Tf₂N^- on the Whole Cell Catalytic Properties of Penicillium Purpurogenum Li-3 Strain^†

Zhang Xin¹, LI Yang¹, CAO Hong^2,^*(), Ouyang Qiaofeng^1,², Zheng Lanlan^1,⁴, LI Chun³

1.College of Chemistry and Chemical Engineering, Shihezi University, Shihezi 832003, China
2.College of Biological, Chemical Sciences and Engineering, Jiaxing University, Jiaxing 314001, China
3.School of Life Science and Technology, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
4. College of Chemistry and Environmental Science, Kashi University, Kashi 844006, China

Received:2016-03-31 Online:2016-10-10 Published:2016-09-23
Contact: CAO Hong E-mail:chyf_ch@126.com
Supported by:
† Supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos.21146012, 21266029)

摘要/Abstract

摘要：

研究了双三氟甲烷磺酰亚胺阴离子Tf₂N^-分别与5种不同阳离子组成的离子液体对产紫青霉菌(Penicillium purpurogenum Li-3)的生长、代谢、细胞膜透性及全细胞催化活性的影响. 结果表明, [N_1,4,4,4]Tf₂N对产紫青霉菌的生长有促进作用, [Py₁₄]Tf₂N, [Bmim]Tf₂N, [BPy]Tf₂N和[P_6,4,4,4]Tf₂N 4种离子液体对产紫青霉菌的生长则均有不同程度的抑制. 代谢活力保留值R的测定结果表明, [P_6,4,4,4]Tf₂N和[N_1,4,4,4]Tf₂N对产紫青霉菌体细胞表现出相对较高的生物相容性; 5种离子液体对菌体细胞的细胞膜透性均有改善作用. 全细胞催化反应数据显示, 最优离子液体为[Py₁₄]Tf₂N, 当其加入量为25%, 反应84 h后, 单葡萄糖醛酸基甘草次酸(GAMG)产率高达95.38%. 5种离子液体对产紫青霉菌的生长、代谢、细胞膜透性及全细胞催化活性的影响不仅与阴离子Tf₂N^-有关, 阳离子的组成、结构和性质也发挥重要的作用.

关键词: 双三氟甲烷磺酰亚胺阴离子, 阳离子, 离子液体, 产紫青霉菌, 单葡萄糖醛酸基甘草次酸

Abstract:

Penicillium purpurogenum Li-3 cells properties of growth, metabolism, permeability of cell membrane and catalysis were studied in five ionic liquids composed with anion Tf₂N^- and five different ca-tions. The results showed that, the ionic liquids [Py₁₄]Tf₂N, [Bmim]Tf₂N, [BPy]Tf₂N and [P_6,4,4,4]Tf₂N had inhibitory effect on the growth of penicillium purpurogenum Li-3 while ionic liquid [N_1,4,4,4]Tf₂N had a promoting effect. Through metabolic activity determination of retention value(R) in ionic liquids, [P_6,4,4,4]Tf₂N and [N_1,4,4,4]Tf₂N showed relatively high biocompatibility to cells. At the same time, five ionic liquids on cell membrane permeability were improved effect. Whole-cell catalysis results displayed that [Py₁₄]Tf₂N was optimal ionic liquid. When the addition of [Py₁₄]Tf₂N was 25%, after 84 h, glycyrrhetinic acid monoglucuronide(GAMG) rate and glycyrrhizin acid(GL) conversion rate were as high as 95.38% and 99.84%. Therefore, the addition of [Py₁₄]Tf₂N, greatly promoted the formation of conversion and product. It showed that the effects of five kinds of ionic liquids on cells properties of growth and metabolism, cell membrane permeability and the whole cell catalytic activity were not only related to the anion Tf₂N^-, but also played an important role in the composition, structure and properties of the cations.

Key words: Tf2N-, Cation, Ionic liquid, Penicillium purpurogenum Li-3, Glycyrrhetinic acid monoglucuronide

中图分类号:

TrendMD:

张馨, 李扬, 曹红, 欧阳巧凤, 郑兰兰, 李春. 双三氟甲烷磺酰亚胺类离子液体对产紫青霉菌株全细胞催化特性的影响. 高等学校化学学报, 2016, 37(10): 1870.

Zhang Xin, LI Yang, CAO Hong, Ouyang Qiaofeng, Zheng Lanlan, LI Chun. Effect of the Ionic Liquids with Anion Tf₂N^- on the Whole Cell Catalytic Properties of Penicillium Purpurogenum Li-3 Strain^†. Chem. J. Chinese Universities, 2016, 37(10): 1870.

图/表 4

Fig.1 Influence of ionic liquid on the cell biomassa. Aqueous; b. [Bmim]Tf2N; c. [BPy]Tf2N;d. [Py14]Tf2N; e. [N1,4,4,4]Tf2N;f. [P6,4,4,4]Tf2N.

Fig.2 Metabolic activity retention(R) of Penicillium purpurogenum Li-3 cell in different ionic liquidsa. Aqueous; b. [Bmim]Tf2N; c. [BPy]Tf2N;d. [Py14]Tf2N; e. [N1,4,4,4]Tf2N; f. [P6,4,4,4]Tf2N.

Fig.3 Strain cell membrane permeability with proteins(A) and RNA(B) in 25%(volume fraction) different ionic liquids a. Aqueous aqueous; b. [BPy]Tf2N; c. [Py14]Tf2N; d. [N1,4,4,4]Tf2N; e. [P6,4,4,4]Tf2N; f. [Bmim]Tf2N.

Fig.4 Effect of ionic liquids with different volume fraction on the yield of GAMG (A)[Bmim]Tf2N; (B)[BPy]Tf2N; (C)[Py14]Tf2N; (D)[N1,4,4,4]Tf2N; (E)[P6,4,4,4]Tf2N;a. Aqueous; volume fraction of ionic liquid: b. 6%; c. 10%; d. 14%; e. 20%; f. 25%.

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