《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》：Purification, characterization and thermodynamic evaluation of
Stutzerimonas xanthomarina H2103 lipase for enantiopure resolution of ibuprofen
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时间：2026年10月29日来源：Biocatalysis and Agricultural Biotechnology 4.6
三酰甘油酰基酯水解酶，通常称为脂肪酶（EC 3.1.1.3），能够催化甘油三酯的水解，将其转化为脂肪酸和甘油，并通过高效地进行酯化和酯交换反应来实现这一过程。细菌脂肪酶主要因其高稳定性、广泛的底物特异性以及易于生产和基因操作等优点而被用于工业应用（Gupta et al., 2004; Hasan et al., 2006; Borrelli and Trono, 2015）。Fortune? Business Insights 报告称，全球脂肪酶市场价值为 474.79 百万美元。预计到 2026 年底，脂肪酶的市值将达到 501.98 百万美元，到 2034 年有望达到 809.90 百万美元，在预测期内复合年增长率（CAGR）为 6.16%（https://www.fortunebusinessinsights.com/microbial-lipase-market-115822）。
产生脂肪酶的微生物可以从各种石油污染场地和油坊工业废水中分离得到。这些脂肪酶可以是胞内的、胞外的或周质空间的，并且容易受到理化和营养条件的影响。细菌脂肪酶在制药（Uttatree et al., 2010）、化学（Sarethy et al.,2011）、食品（Adrio and Demain, 2014）、生物燃料生产（Treichel et al., 2010）、洗涤剂（Dey et al., 2014）和生物修复（Fang et al., 2022）等领域有多种应用。这些酶最具影响力的应用之一是在外消旋药物的对映选择性拆分中生产单一对映体药物。
大多数脂肪酶具有一个非常具有战略意义的结构特征，即所谓的“盖”，由一条或两条覆盖酶活性位点的 α-螺旋肽组成。这条多肽链可以将脂肪酶完全隔离于反应介质之外，只有在被激活后，活性位点才暴露于反应介质中，这使其成为理想的工业催化剂（Ou et al., 2021）。
丙酸衍生物——非甾体抗炎药（NSAID）布洛芬，通常通过 Friedel-Crafts 烷基化反应生产，得到含有 (R) 和 (S) 两种构型的布洛芬外消旋混合物。只有 (S)-对映体是具有抗炎活性的药理学活性形式，而 (R)-型则没有（Nguyen et al., 2006; Kourist and Brundiek, 2011）。此外，Williams 等人（1986）发现 (R)-布洛芬在大鼠脂肪组织中积累和沉积，这引起了生物富集的严重关注。另外，另一种 NSAID 氟比洛芬的 (S)-对映体的活性是 (R)-氟比洛芬的 30 倍（Tang et al., 2010）。因此，光学纯药物在临床治疗中更受青睐（Ou et al., 2021）。(S)-布洛芬的作用机制基于抑制 COX-1 和 COX-2 酶，从而减少前列腺素的合成（José et al., 2021）。(R)-布洛芬的不良反应包括胃肠道异常和疼痛。此外，(S)-布洛芬由于相反的生理效应，可以减少药物的有效剂量。虽然传统的拆分技术（如钯基催化（Ha and Paek, 2021）、膜分离（Fernandes et al., 2017）、色谱法（Shen and Okamoto, 2015）和 ELLE，即对映选择性液液萃取（Reeve et al., 2006））虽然有效，但往往伴随着高昂的生产成本、操作限制和环境问题。使用膜分离的主要问题是膜污染和稳定性差（Lorenz and Seidel-Morgenstern, 2014）；色谱分离效果较好，但需要大量溶剂，这反过来增加了总成本（Yuan et al., 2019）。同样，钯基催化剂使用一些特殊化学品，增加了财务负担（Stefanache et al., 2015）。另一方面，ELLE 在经济上可行且技术上易于管理，但缺乏高通用性的手性萃取剂（Holbach et al., 2015）。因此，为了满足对符合绿色化学基本原则的可持续、环保产品日益增长的需求，用于合成活性药物成分（APIs）的生物催化剂引起了人们的兴趣（Degórska, et al. 2024）。在工业过程中，生物催化剂可以被积极用于提高效率和缩短反应时间。
一些重组脂肪酶和来自 荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）、洋葱伯克霍尔德菌（Burkholderia cepacia）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和 皱褶假丝酵母（Candida Rugosa）的一系列细菌脂肪酶被报道在通过酯化和水解反应拆分布洛芬方面表现出优异对映选择性（Luo et al., 2006; Dul?ba et al., 2022; Sharma et al., 2001; James et al., 2003）。最近的研究也强调了酶固定化和离子液体在提高稳定性和对映选择性以生产对映体纯药物方面的作用（Wolny et al., 2022; Hongwei et al., 2005）。
Contesini and de Oliveira Carvalho, 2006; Eyring and Stearn, 1939; G?KBULUT and Arslano?lu, 2013; González-González et al., 2022; Kourist et al., 2011; Microbial Lipase Market SizeShare & Industry Analysis,; Shen and Okamoto, 2016; Stefanache et al., 2025。
