腈水解酶法生物催化,是指利用腈水解酶作为生物催化剂,在温和条件下催化腈类化合物水解为羧酸的技术体系。与传统强酸、强碱或高温水解工艺相比,腈水解酶法生物催化技术反应条件更温和,通常可在水相、中性或弱酸弱碱条件下进行,具有选择性高、副反应少、环境负荷低等特点。
腈水解酶归属于C-N水解酶超家族,广泛分布于真菌、细菌和植物体内,活性中心具备保守的半胱氨酸、谷氨酸、赖氨酸催化三联体结构,能够直接催化腈类物质中的氰基(—CN)水解,生成对应羧酸与氨。依据底物偏好性划分,腈水解酶可分为脂肪族腈水解酶、芳香族腈水解酶与杂环腈水解酶三类,分别实现脂肪族腈、芳香族腈以及含有氮、硫等杂原子杂环腈类底物的选择性转化。
根据新思界产业研究中心发布的
《2026-2030年全球及中国腈水解酶法生物催化行业研究及十五五规划分析报告》显示,腈水解酶法生物催化技术广泛应用于医药中间体合成、农化中间体、特种精细化学品和环境治理等领域。医药中间体合成是现阶段该技术规模最大的应用场景。腈水解酶具备优异的化学、区域及立体选择性,在高附加值羧酸类化合物制备方面具备突出价值。环境治理是该技术的另一重要应用方向。乙腈废水会危害生态环境与人体健康,传统化学水解工艺需要高温、强酸碱等严苛条件,易生成大量副产物与无机废弃物;腈水解酶能够直接催化腈基水解生成羧酸,副产物少,绿色优势显著。
从我国腈水解酶法生物催化技术相关研究成果来看,2024年7月,浙江工业大学在《化工学报》上发表论文,利用腈水解酶立体选择性催化3-氰基己腈合成关键手性中间体(R)-3-氰基己酸,再通过加氢、环化、手性拆分等步骤合成布瓦西坦;采用腈水解酶PgNIT,通过催化口袋和亚基界面改造获得突变体F164W/I202R,产物光学纯度由野生型的86%提升至97%。
新思界
行业分析人士表示,从企业布局来看,2025年2月,安徽瑞邦生物科技有限公司获得“一种烟酸生产用腈水解酶固定化技术生产设备”专利授权,通过搅拌与交联剂实现酶固定化,并可在过程中同步清洗,避免杂质附着影响存储,同时设有软垫,防止搅拌叶片高速转动时对酶颗粒造成机械损伤。
2026年3月,普洛药业股份有限公司与浙江工业大学等单位合作承担的“高选择性生物催化腈水合与水解的分子机制及应用研究”,入选2025年度国家自然科学基金联合基金生命健康重大专项。
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