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Keywords:

  • non-conventional biocatalysis;
  • YADH;
  • kinetic constants;
  • solvent physico-chemical parameters

Abstract

The effects of parameters including water content, the amount of celite and the co-factor regeneration system on reduction of benzaldehyde to benzyl alcohol by yeast alcohol dehydrogenase (YADH) immobilized on celite in non-conventional media were investigated. Kinetic parameters (apparent) such as Vmax, Km, and kcar for different organic solvents used (butyl acetate, hexane, heptane and i-octane) were determined. Km values for benzaldehyde increased as the solvent was varied in the following manner: butyl acetate < hexane < i-octane < heptane. The highest Km value (20.26 mmol/L) was noted in heptane and the lowest (3.24 mmol/L) in butyl acetate. The Vmax value in heptane was more than an order of magnitude higher than that in butyl acetate. Catalytic efficiencies (as expressed by kcar/Km) ranged from 0.703 × 10−4 L/mol · s for hexane to 0.171 × 10−4 L/mol · s for butyl acetate. In general, linear relationships were observed between kcar/Km and the following solvent physico-chemical constants: dielectric constant logarithm of the saturated molar solubility of water in the organic solvents, log Sw/o, logarithm of partition coefficient of organic solvent in water/octanol two-phase system, log P, Hildebrand solubility parameter, δ, and solvatochromism of pyridinium-N-phenoxide betaine dye, ET(30).

On a étudié les effets de paramètres comme la teneur en eau, la quantité de célite et le système de régénération des cofacteurs sur la réduction du benzaldéhyde en alcool benzylique par la déshydrogénase de l'alcool de levure (YADH) immobilisée sur de la célite en milieu non traditionnel. Les paramètres cinétiques (apparents) tels que Vmax,Km etkcar ont été déterminés pour différents solvants organiques (butyl, acétate, hexane, heptane et i-octane). Les valeurs de Km pour le benzaldéhyde augmentent lorsqu'on fait varier le solvant de la façon suivante: acétate de butyle < hexane < i-octane < heptane. La plus forte valeur de Km a été notée dans l'heptane et la plus faible (3,24 mmol/L) dans l'acétate de butyle. La valeur de Vmax dans l'heptane est supérieure de plus d'un ordre de grandeur que celle de l'acétate de butyle. Les rendements catalytiques (tels qu'exprimés par kcar/Km) s'échelonnent entre 0,703 × 10−4 L/mol · s pour l'hexane et 0,171 × 10−4 L/mol · pour l'acétate de butyle. En général, on a observé des relations linéaires entre kcar/Km et les constantes physico-chimiques de solvants suivantes: la constante diélectrique, le logarithme de solubilité molaire saturée de l'eau dans les solvants organiques, log Sw/o, le logarithme du coefficient de séparation du solvant organique dans le système biphasique eau/octanol, log P,le paramètre de solubilité d'Hildebrand, δ, et, enfin, le solvatochromisme de la teinture de bétaine de pyridinium-N-phénoxyde, ET(30).