Abstract HNL catalysis is usually carried out in a biphasic solvent and at low pH to suppress the non-enzymatic synthesis of racemic cyanohydrins. However, enzyme stability under these conditions remain a challenge. We have investigated the effect of different biocatalytic parameters, i.e., pH, temperature, buffer concentrations, presence of stabilizers, organic solvents, and chemical additives on the stability of Baliospermum montanum hydroxynitrile lyase (BmHNL). Unexpectedly, glycerol (50 mg/mL) added BmHNL biocatalysis had produced >99% of (S)-mandelonitrile from benzaldehyde, while without glycerol it is 54% ee. Similarly, BmHNL had converted 3-phenoxy benzaldehyde and 3,5-dimethoxy benzaldehyde, to their corresponding cyanohydrins in the presence of glycerol. Among the different stabilizers added to BmHNL at low pH, 400 mg/mL of sucrose had increased enzyme’s half-life more than fivefold. BmHNL’s stability study showed half-lives of 554, 686, and 690 h at its optimum pH 5.5, temperature 20 °C, buffer concentration, i.e., 100 mM citrate-phosphate pH 5.5. Addition of benzaldehyde as inhibitor, chemical additives, and the presence of organic solvents have decreased both the stability and activity of BmHNL, compared to their absence. Secondary structural study by CD-spectrophotometer showed that BmHNL’s structure is least affected in the presence of different organic solvents and temperatures.

中文翻译：

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提高褐地草羟腈裂解酶在生物催化中的酶稳定性和活性的研究

摘要 HNL 催化通常在双相溶剂和低 pH 条件下进行，以抑制外消旋氰醇的非酶促合成。然而，这些条件下的酶稳定性仍然是一个挑战。我们研究了不同生物催化参数（即 pH 值、温度、缓冲液浓度、稳定剂的存在、有机溶剂和化学添加剂）对 Baliospermum montanum 羟基腈裂解酶 (BmHNL) 稳定性的影响。出乎意料的是，添加了甘油 (50 mg/mL) 的 BmHNL 生物催化已经从苯甲醛中产生了 >99% 的 (S)-扁桃腈，而没有甘油则为 54% ee。类似地，BmHNL 在甘油存在下将 3-苯氧基苯甲醛和 3,5-二甲氧基苯甲醛转化为相应的氰醇。在低 pH 值下添加到 BmHNL 的不同稳定剂中，400 毫克/毫升的蔗糖使酶的半衰期增加了五倍以上。BmHNL 的稳定性研究表明，在其最适 pH 5.5、温度 20 °C、缓冲液浓度（即 100 mM 柠檬酸-磷酸盐 pH 5.5）下，半衰期分别为 554、686 和 690 小时。与不存在相比，添加苯甲醛作为抑制剂、化学添加剂和有机溶剂的存在降低了 BmHNL 的稳定性和活性。CD-分光光度计的二级结构研究表明，在不同有机溶剂和温度存在下，BmHNL的结构受到的影响最小。与不存在相比，化学添加剂和有机溶剂的存在降低了 BmHNL 的稳定性和活性。CD-分光光度计的二级结构研究表明，在不同有机溶剂和温度存在下，BmHNL的结构受到的影响最小。与不存在相比，化学添加剂和有机溶剂的存在降低了 BmHNL 的稳定性和活性。CD-分光光度计的二级结构研究表明，在不同有机溶剂和温度存在下，BmHNL的结构受到的影响最小。