mvc view to pdf itextsharp : Adding text fields to a pdf software application dll winforms windows html web forms 9783540884149-c13-part1657

Microbial Transformation of Nitriles to High-Value Acids or Amides 
63
aliphatic a,w-dinitrile is initially converted to an w-cyanoalkylamide by the nitrile 
hydratase, and the w-cyanoalkylamide is subsequently attacked by the amidase to 
the corresponding w-cyanocarboxylicacid ammonium salt, implying that the regi-
oselectivity of the system originated from nitrile hydratase (Scheme 17). Typically, 
a chemoenzymatic process for the preparation of 1,5-dimethyl-2-piperidone from 
2-methylglutaronitrile with greater than 98% regioselectivity at 100% conversion 
has been demonstrated using immobilized A. facilis 72W cells [156] (Scheme 18). 
Besides, purification and characterization of the regioselective aliphatic nitrilase 
from  this  strain  was  carried  out;  furthermore,  the  nitrilase  gene  was  cloned, 
sequenced and over-expressed in Escherichia coli, yielding a recombinant microor-
ganism which more efficiently hydrolyzed aliphatic dinitriles to cyanocarboxylic 
acids in comparision with the wild type [157]. Thus, five- or six-membered ring 
lactams could be obtained from the sole product  of regioselective conversion of 
dinitriles by means of nitrilase in Acidovorax facilis72W.
As exemplified, a biocatalytically commercial scale process for the highly regiose-
lective hydration of adiponitrile to 5-cyanovaleramide, which is required in the first 
step of manufacture of a new herbicide, has been demonstrated using Pseudomonas 
chlororaphis  B23  cells  immobilized  in  calcium  alginate  beads[158].  In  terms  of 
enzyme stability and productivity  of 5-cyanovaleramide, it  was proved that  it was 
superior to all other whole-cell microbial catalysts which were examined (Scheme 19
Scheme 17
Regioselective hydrolysis of aliphatic a,w-dinitriles by nitrilase in A. facilis 72W or 
nitrile hydratase/amidase in C. testosteroni 5-MGAM-4D
R
(CH
2
)nCN
CN
R
(CH
2
)nCO
2
NH
4
+
CN
H
2
R
(CH
2
)
n
N
R
O
nitrilase
or nitrle hydratase
and amidase
(n=, 2) (R=H, CH3)
NH
or CH
3
NH
2
Scheme 18
Regioselective hydrolysis of 1,5-dimethyl-2-piperidone from 2-methylglutaronitrile 
by immobilized A. facilis 72W
CN
CN
CO
2
NH
4
+
CN
O
N
CH
3
NH
2
Pd/C
H
2
nitrilase
CH
3
Scheme 19
Regioselective hydrolysis of adiponitrile by P. chlororaphis B23
C
C
N
C
C
N
N
O
NH
2
Adding text fields to a pdf - insert text into PDF content in C#.net, ASP.NET, MVC, Ajax, WinForms, WPF
XDoc.PDF for .NET, providing C# demo code for inserting text to PDF file
add text to pdf file online; how to enter text in a pdf document
Adding text fields to a pdf - VB.NET PDF insert text library: insert text into PDF content in vb.net, ASP.NET, MVC, Ajax, WinForms, WPF
Providing Demo Code for Adding and Inserting Text to PDF File Page in VB.NET Program
add text pdf; how to insert text into a pdf
64 
J. Chen et al.
[21]. Desymmetrization of prochiral dinitriles was also investigated by Crosby, Turner 
and  their  co-workers,  in  whose  study,  O-substituted-3-hydroxyglutaronitriles  were 
converted using different Rhodococcus whole-cell catalysts and obtained the corre-
sponding monocyanocarboxylic acids in good enantiomeric excess [159]. It is also 
interesting to note that biotransformation of a disubstituted malononitrile catalyzed by 
R. rhodochrous 21197 yielded an amido-acid with excellent enantioselectivity [160].
Regarding di- and tri-nitrile degradation, Asano et al. described it in the early 1980s 
[161–163]. Besides, Rhodococcus sp. AJ270 efficiently hydrolyzed a variety of 
dinitriles with excellent regioselectivity. Aliphatic dinitriles NC[CH
2
]
n
CN underwent 
regieselective hydrolysis to give the mono acids with up to four methylenes between 
the nitrile groups, whereas those bearing n > 4 gave the diacids with good yield (Table 7). 
Significant  regioselectivity  was  discovered  using  a  range  of  a,w-dinitriles 
NC[CH
2
]
n
X[CH
2
]
n
CN with an ether or sulfide linkage as substrates. These compounds 
were efficiently transformed into the mono acids when an oxygen is placed b, g or d 
to the nitrile or b or g-sulfur substituent is present (Table 8). As an efficient and robust 
Table 7
Conversion of NC[CH
2
]nCN 1 into NC[CH
2
]
a
CO
2
H 2 and/
or HO
2
C[CH
2
]nCO
2
H 3 by Rhodococcus sp. AJ270
Substrate (n)
Reaction condition
Product yield (%)
1
Amount (mmol) Time (h) 2
3
2
5
3
30
-
2
5
24
17
-
3
5
3
41
-
3
5
16
35
-
4
5
3
41
4
4
5
24
28
23
4
5
48
-
26
5
5
3
-
46
5
5
48
-
74
6
5
48
-
78
7
5
48
-
88
8
5
48
-
89
Table 8
Conversion of NC[CH
2
]nX[CH
2
]nCN 4 into NC[CH
2
]nX[CH
2
]
a
CO
2
H 5 and/or 
HO
2
C[CH
2
]nX[CH
2
]nCO
2
H 6 by Rhodococcus sp. AJ270
Substract
Reaction conditions
Product yield (%)
n
X
Amount 
(mmol)
Time (h)
5
6
4
2
O
3
48
61
-
-
3
O
5
1
35
Trace
35
3
O
3
72
-
70
-
4
O
3
2
73
-
-
(continued)
VB.NET PDF Text Box Edit Library: add, delete, update PDF text box
Add Password to PDF; VB.NET Form: extract value from fields; VB.NET PDF - Add Text Box to PDF Page in VB Provide VB.NET Users with Solution of Adding Text Box to
how to add text to a pdf in preview; how to enter text in pdf file
C# PDF Text Box Edit Library: add, delete, update PDF text box in
Provide .NET SDK library for adding text box to PDF document in .NET WinForms application. Adding text box is another way to add text to PDF page.
add text to pdf document in preview; add text pdf professional
Microbial Transformation of Nitriles to High-Value Acids or Amides 
65
Substract
Reaction conditions
Product yield (%)
n
X
Amount 
(mmol)
Time (h)
5
6
4
4
O
3
120
75
5
-
5
O
3
2
-
25
60
5
O
3
48
-
97.5
-
2
S
3
1
45
-
10
2
S
3
48
-
60
-
3
S
3
2
52
-
29
3
S
3
96
83
-
-
4
S
3
2
-
83
Trace
4
S
3
96
-
86
-
2
NPh
2
64
93
-
-
2
NC
6
H
4
Cl-p
2
168
71
-
26
2
NC
6
H
4
OMe-p
2
72
91
-
-
3
NPh
1.5
168
-
-
95
3
NC
6
H
4
OMe-p
1.5
168
-
-
92
4
NPh
1.5
168
-
-
94
5
NPh
1.5
168
-
-
99
Table 8
(continued)
nitrile-amide converting organism, the strain also effectively catalyzed the hydrolysis 
of a variety of miscellaneous aliphatic dinitirles into mono acids with the exception of 
o-phenylenediacetonitrile where  o-phenylenediacetamide  was  derived as the  major 
product  (Table 9).  Finally, efficient regiocontrol was  also accessible when m- and 
p-dicyanobenzenes were used as substrates [164, 165] (Table 10).
Other nitrile-converting enzyme from Rhodococcus genus also exhibited regi-
oselectivity. Nitrilase of R. rhodochrous NCIMB 11216 showed regioselectivity 
to some extent as well. The extent of conversion with saturated aliphatic dini-
triles  was  very  low,  whereas  hydrolysis  of  unsaturated  aliphatic  dinitriles 
occurred  at  similar  rates  to  that  of  aromictic  mononitriles.  Greater  structural 
rigidity of these compounds caused by the presence of a double or the aromatic 
ring could possibly accounted for the above observed phenomenon. In case of 
the hydrolysis of dicyanobenzenes,  it proceeded also  at a  relatively low  rate, 
among  which  1,  4-dicyanobenzene  bearing  most  spatially  separated  nitrile 
groups were converted to mononitrile at the highest rate. However, biotransfor-
mation  of  1,3-dicyanobenzene  turned  out  to  be  somewhat  different  with  the 
addition of different inducers. The propionitriles-induced cells hydrolyzed not 
only  3-cyanobenzoate but also  both the  nitrile groups in 1,3-dicyanobenzene, 
yielding diacids. In sharp contrast, benzonitrile-induced cells were incapable of 
hydrolyzing 3-cyanobenzoate, so the process halted at the formation of mononi-
trile. Besides, 2-cyanophenylacetic acid could be prepared from a-cyano-o-tol-
unitrile by both of the nitrilases [99].
Dadd et al. assessed the biotransformation of 2-, 3- and 4-(cyanomethyl) ben-
zonitriles employing R. rhodochrous LL100-21. As a result, 2-(cyanophenyl) acetic 
VB.NET PDF Page Insert Library: insert pages into PDF file in vb.
Support adding PDF page number. Offer PDF page break inserting function. DLLs for Adding Page into PDF Document in VB.NET Class. Add necessary references:
adding text fields to pdf acrobat; adding text to a pdf in acrobat
VB.NET PDF Text Add Library: add, delete, edit PDF text in vb.net
Password to PDF; VB.NET Form: extract value from fields; VB.NET PDF - Annotate Text on PDF Page in Professional VB.NET Solution for Adding Text Annotation to PDF
how to add a text box to a pdf; how to add text fields to a pdf document
66 
J. Chen et al.
Table 9
Conversions of miscellaneous dinitriles into acids by Rhodococcus sp. AJ270
Condition
Product and yield 
Substrate 
Concentration (mM) T(h)   
CN
CN
24 
CN
CO
2
H
80%
NC
CN
2
24
R
1
R
2
R
1
=CN, R2=COOH 65% 
R
1
=COOH, R2=CN 16% 
CN
CN
24 
R2
R
1
R1=R2=CN 13% 
R
1
=CN, R2=COOH 11% 
R
1
= R2=CONH
2
65% 
CN
CN
30 
CN
CO
2
H
67%
CN
NC
30 
CO
2
H
NC
69%
CN
NC
1.5 
39 
CO
2
H
NC
99%
NC
CN
14 
NC
CO
2
H
67%
NC
CN
14 
NC
CO
2
H
86%
acid was formed as the sole product by propionitrile or benzonitrile induced cells 
which may be explained by the hypothesis that aliphatic side chain of the compound 
prevented the hydrolysis of the aromatic cyano group owing to steric hindrance. 
Conversely, these cells led 3- and 4-(cyanomethyl) benzonitriles to 3- and 4-(cyanome-
thyl) benzoic acid as the major products with other products of relatively low con-
centrations. More interestingly, acetonitrile induced cells resulted in a mixture of 
VB.NET PDF Library SDK to view, edit, convert, process PDF file
Support adding protection features to PDF file by adding password, digital signatures and redaction feature. Various of PDF text and images processing features
how to insert text into a pdf using reader; adding text to pdf in acrobat
C# PDF Annotate Library: Draw, edit PDF annotation, markups in C#.
Provide users with examples for adding text box to PDF and edit font size and color in text box field in C#.NET program. C#.NET: Draw Markups on PDF File.
adding text to a pdf form; how to enter text into a pdf
Microbial Transformation of Nitriles to High-Value Acids or Amides 
67
different  products from  2-,  3- and  4-(cyanomethyl)  benzonitriles indicating less 
regioselectivity in such case [28].
5.1.8  Conversions of Nitriles Bearing Labile Functional Groups
Biocatalysts have been applied in the hydrolysis of nitriles containing other labile 
groups which are unable to survive under harsh chemical conditions. Attempts were 
made  by  Klempier  et  al. to  selectively  hydrolyze  nitriles  with  acetal  and  ester 
groups in the molecule using R. rhodochrous NCIMB 11216 (Fig. 8). While the 
former functional moieties were inert to the catalyst during the hydrolysis, cleavage 
of the latter ones (leading to cyano acids and diacids) reduced the product yields, 
which was caused by the ubiquitous esterase activity [166]. Hence, suppressing the 
esterase activity of this strain was of significant importance, such as by modifica-
tion of the growth media or employing RNAi technology. Alternatively, purified 
enzymes turned out to be more preferable.
Substrate 
Conversion time (h) 
Product and yield (%) 
CN
CN
52% 
CN
CO
2
H
12%
CN
CN
70
NH
O
O
12%
CN
CN
24
CN
CO
2
H
71%
CN
CN
20
CN
CO
2
H
81%
Table 10
Conversions of aromatic dinitriles into acids Rhodococcus sp. AJ270
C# PDF insert image Library: insert images into PDF in C#.net, ASP
application? To help you solve this technical problem, we provide this C#.NET PDF image adding control, XDoc.PDF for .NET. Similar
adding text fields to a pdf; add text block to pdf
C# Create PDF Library SDK to convert PDF from other file formats
Create fillable PDF document with fields. toolkit, if you need to add some text and draw Besides, using this PDF document metadata adding control, you can add
how to insert text box in pdf document; how to add a text box in a pdf file
68 
J. Chen et al.
Excellent chemoselectivity was also observed for the hydrolysis of cyanoben-
zoates  catalyzed  by  whole  cells  of  R.  equi  A4.  Monomethyl  isophthalate  and 
monomethyl  terephthalate  could be  obtained  from methyl-3-cyanobenzoate  and 
methyl-4-cyanobenzoate,  respectively,  via  resting  cells  of  the  strain [167]. 
Moreover,  this  strain  are  also  capable  of  chemoselectively  hydrolysing  methyl 
(R,S)-3-benzoyloxy-4-cyanobutanoate  and  methyl  (R,S)-3-benzyloxy-4-cyano-
Fig. 9
Bioconversion of 17a-cyanomethyl-17b-hydroxy-estra-4,9-dien-3-one by whole cells of 
R. erythropolis
O
CH
2
CN
CH
2
CN
CH
2
CN
OH
HO
OH
2-24 h
+
HO
OH
2-27 d
O
OH
2-27 d
HO
OH
HO
OH
CH
2
CONH
2
CH
2
CONH
2
CH
2
CONH
2
EtO
COOH
OEt
EtOOC
COOH
COOEt
N
COOH
COOEt
COOEt
COOH
COOEt
HOOC
COOMe
CONH
2
COOMe
HOOC
COOMe
H
2
NOC
COOH
O
Me
O
O
OR
NH
2
O
Me
O
O
OR
OH
O
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(R=Bz, Bn)
(R=Bz, Bn)
Fig. 8
Production of amides and acids from nitriles bearing labile functional groups by whole 
cells  of  R.  rhodochrous  NCIMB  11216  (1–3,  5,  6,  9),  R.  equi  A4  (3,  4,  7,  8,  10,  11)  and 
Rhodococcus sp. AJ270 (3)
Microbial Transformation of Nitriles to High-Value Acids or Amides 
69
butanoate into monomethyl (R,S)-3-benzoyloxyglutarate and monomethyl (R,S)-3-
benzyloxyglutarate,  respectively [168]  (Fig. 8).  Hydrolysis  of  the  progestin 
dienogest  (17a-cyanomethyl-17b-hydroxy-estra-4,  9-dien-3-one)  was  performed 
by the nitrile hydratase-containing microorganism R. erythropolis. Along with the 
slow  hydrolysis  of  cyano  group,  aromatization  of  ring  A  and  hydroxylation 
occurred as well. After prolonged fermentation, the 17a-acetamido derivatives of 
estradiol and of 9(11)-dehydroestradiol were formed. Three of the metabolites were 
also prepared synthetically [169]. Rhodococcus sp. AJ270 also made it possible to 
synthesize  some  carboxylic  acids  and  amides  from the  nitrile  bearing  sensitive 
groups (Fig. 9[164].
5.2  Biodegradation and Bioremediation
Due to the intrinsic nature of nitriles as highly toxic, carcinogenic and mutagenic, 
it is necessary to control and monitor the discharge of these organonitriles into the 
environment. Typical examples of these compounds include acetonitrile, acryloni-
trile and benzonitrile that are widely used in laboratories and industries as solvents 
and extractants, or used as an ingredient in pharmaceuticals, plastics, synthetic rub-
bers, drug intermediates (chiral synthons), herbicides and pesticides (e.g., dichlobe-
nil, bromoxynil, ioxynil, buctril), etc. Recent awareness of environmental pollution 
caused by chemical-based industries has necessitated the development of enzyme-
based process as alternatives to currently employed chemical processes. Moreover, 
bioconversion and biotransformation becomes partial or total replacement of cur-
rently employed toxic chemical process due to the distinct advantages of biotrans-
formation [9].  Hence, their decomposition  and detoxification by convenient  and 
efficient methods is fairly urgent and challenging. More importantly, biodegrada-
tion and bioremediation, a convenient and cost-effective method, has the capability 
of eliminating these compounds by degrading them into harmless intermediates or, 
to a more desired form, carbon dioxide and water [170].
To the best of our knowledge, the huge potential of nitrile-converting enzymes 
has been explored in biodegradation of nitriles by many researchers. A variety of 
microorganisms, were demonstrated to be effective on metabolism of some orga-
nonitriles.  As  previously  reported,  a  considerable  number  of  nitrile-converting 
whole-cell  biocatalysts  have  been  applied  to  the  removal  of  acrylonitrile  waste 
effluents from the manufacture of acrylamide. A mixed culture of bacteria includ-
ing different nitrile hydrolyzing enzymes that degrade effluent from the manufac-
ture of acrylonitrile containing acrylonitrile, fumaronitrile, succinonitrile, etc. are 
grown in batch and continuous culture on these components of waste completely 
degraded all of the components [171].
Very recently, researchers from Singapore successfully enriched a whole consor-
tium from the activated sludge of a pharmaceutical wastewater treatment plant and 
investigated its capability of biodegradation of saturated (acetonitrile), unsaturated 
(acrylonitrile), and aromatic (benzonitrile) organonitrile compounds [172].
70 
J. Chen et al.
Due to the potency and efficiency of biodegradation, similar studies were also 
conducted in China, especially in Taiwan, and moreover, some achievements were 
obtained [173–175].  Nitrile-converting  enzymes  have  also  participated  in  the 
cyano group-containing  herbicide  decomposition. A  bromoxynil-degrading  soil 
microorganism Agrobacterium radiobacter was used for degradation of the herbi-
cide under nonsterile batch and continuous conditions. The efficacy of degradation 
was enhanced by addition of ferrous, cobaltous or cupric ions [176].
6   Cloning and Expression of Nitrile-Amide  
Converting Enzymes
Cloning and overexpression stands out as a promising method for the production of 
the desirable enzymes in sufficient quantities. So are the nitrile-amide converting 
enzymes, and there appeared numerous reports with respect to cloning and expres-
sion of  these enzymes which are now  accessible in  sufficient quantities. As for 
nitrile hydratase,  both  the  H-  and  L-nitrile  hydratases  genes, composed  of  two 
subunits of different sizes, have been cloned from R. rhodochrous J-1. The amino 
acid sequences of each subunit of the H- and L-NHases from R. rhodochrous J-1 
showed generally significant similarities to those from Rhodococcus sp. N-774, but 
the arrangement of the coding sequences for two subunits is reverse. Each of the 
NHase genes was expressed in E. coli cells under the control of lac promoter only 
when they were cultured in the medium supplemented with CoCl
2
[177]. The stere-
oselective nitrile hydratase from P. putida 5B has been over-produced in E. coli. A 
clearly enhanced enzyme activity six times higher than the native strain and same 
stereoselectivity was observed [178].
In China, researchers have carried out similar work and some progress has been 
made. To  obtain a  recombinant  Rhodococcus or  Nocardia with not  only higher 
enzymatic activity  but  also better operational stability and  product tolerance for 
bioconversion of  acrylamide  from  acrylonitrile,  an active and stable  expression 
system of nitrile hydratase (NHase) was tried to construct as the technical platform 
of genetic manipulations. Two NHase genes, NHBA and NHBAX, from Nocardia 
YS-2002  were  successfully  cloned  into  E.  coli  and  Pichia  pastoris  system, 
however, expression level remained extremely low and the protein was unstable. 
To solve this problem, a possible genetic strategy, site-directed mutagenesis of the 
a-subunit of the NHase was carried out. After the successful mutagenesis, E. coli 
XL1-Blue  (pUC18-NHBAM)  was  screened  and  the  NHase  activity  was  much 
higher than that of the prototype [179].
Along with the nitrile hydratase, some amidases have undergone the cloning 
and expression. Recently, Cheong et al. have undertaken the research concerning 
cloning of a wide-spectrum amidase from Bacillus stearothermophilus BR388 in 
E. coli and improving amidase expression using directed evolution. As a desired 
result, this mutant, prepared by PCR-based random mutagenesis which resulted 
in the substitution of arginine for histidine at position 26, demonstrated a 23-fold 
increase in amidase activity compared to the wild-type [88]. The amidase gene 
Microbial Transformation of Nitriles to High-Value Acids or Amides 
71
from  the  hyperthermophilic archaeon  Sulfolobus  solfataricus  has been cloned, 
sequenced, and overexpressed in E. coli and the recombinant thermophilic pro-
tein was expressed as a fusion protein with an N-terminus six-histidine-residue 
affinity tag [86].
In the case of nitrilase, the cloning of this enzyme first occurred in E. coli and 
encoded a bromoxynil-degrading activity from Pneumoniae subsp. ozaenae [180]. 
In the previous studies, four nitrilases have been cloned from A.thaliana [181]. 
The corresponding gene of a regioselective aliphatic nitrilase from A. facilis 72W was 
cloned and over-expressed in E. coli, yielding a microorganism that efficiently and 
regioselectively catalyzes the conversion of aliphatic dinitriles to cyanocarboxylic 
acids. However,  it  was observed  that,  though  a markedly increased quantity  of 
nitrilase protein was obtained, the majority is present as inclusion bodies and is 
inactive. The phenomenon was consistent with the outcome obtained when nitrilase 
from  C.  testosterone  was  expressed  in  E.  coli,  although  this  was  significantly 
improved with the co-expression of groESL chaperones [60]. R. rhodochrous J-1, 
appeared promising as a versatile nitrile-amide producing bacterium. Hence, it was 
investigated extensively, recent studies focusing on the molecular level. Komeda 
et al. demonstrated that the 1.4-kb downstream region from a nitrilase gene (nitA) 
was found to be required for the isovaleronitrile-dependent induction of nitrilase 
synthesis. Sequence analysis of the 1.4-kb region revealed the existence of an open 
reading frame (nitR) of 957 codes for a transcriptional regulator in nitA expression 
[182]. In China, researchers from Tongji University introduced a series of work 
concerning cloning and sequencing of nitrilase from an efficient degrader Nocardia 
sp. C-14-1. Southern blotting showed that there was a single nitrilase gene in the 
genome of C-14-1. Meanwhile, DNA sequencing and analysis suggested that there 
was a fragment of 1,143 bp DNA sequence encoded the nitrilase [183]. Besides, it 
was found that the expression of the Vitreoscilla hemoglobin (vgb) gene in vivo 
could improve the fermentation density and then contribute the extracellular secre-
tion of the product of bromoxynil-specific nitrilase (bxn) gene. The recombination 
plasmid pPIC9K-vgb-bxn was constructed and transformed into P. pastoris GS115. 
The results of PCR and SDS-PAGE indicated that the vgb gene and bxn gene had 
integrated into the genome of P. pastoris GS115 and expressed in efficient level 
[184]. Subsequently, the bxn gene encoding bromoxynil-specific nitrilase was 
cloned from genomic DNA of Klebsiella ozaenae by PCR and over-expressed in 
E. coli DE3. The recombinant accessibility made it a promising candidate for elimi-
nating bromoxynil to non noxious substances [185]. It could be concluded that the 
cloning and over-expression of the encoding genes resulted in a better understand-
ing of enzyme function and the reaction mechanism, which in turn would lead to 
improvements in biotechnological applications.
Protein engineering of nitrilase have also been practiced to improve the substrate 
and product tolerance and specific activity. A high-activity biocatalyst based on an 
A. facilis 72W nitrilase was developed, where protein engineering and optimized 
protein expression in an E. coli transformant host were used to improve microbial 
nitrilase specific acticity for glycolonitrile by 33-fold compared to the wild-type 
strain [186]. Gene site saturation mutagenesis (GSSM) evolution technology was 
employed to improve enantioselectivity of nitrilase-catalyzed desymmetrization of 
72 
J. Chen et al.
3-hydroxyglutaryl nitrile to afford (R)-4-cyano-3-hydroxybutyric acid, an interme-
diate to the cholesterol-lowering drug Lipitor [187]. Changing Ala to His in posi-
tion 190 provided a 10% increase in the enantiomeric excess at the commercially 
relevant 3 M substrate reaction concentration.
7  Conclusions and Future Prospects
The past few decades have witnessed the fast development of nitrile-amide convert-
ing enzymes, both their reaction mechanisms and applications in manufacture of a 
series of pharmaceuticals and chemicals. Formerly, great contribution was made by 
hydrolases such as esterases and lipases in the production of enantiopure synthons. 
Nowadays, with the discovery of numerous nitrile-amide converting microorgan-
isms and their extremely fast development, these enzymes are becoming more and 
more  appreciated by organic chemists and  are showing  competency to  compete 
with esterases and lipases. Besides their synthetic value, these enzymes also play 
an important role in protecting the environment due to the capability of removal 
highly toxic nitrile compounds which are rather detrimental to human beings, animals 
and plants. In order to exploit fully their biotechnological potential, researches 
concerning the following aspects should be carried out in the following ways: (1) 
Overcoming some disadvantages of the nitrile-converting biocatalysts, such as nar-
row  substrate  specificity,  low thermostability  and pH stability, low tolerance  of 
substrate and product, undesired and unsatisfied enantioselectivity. (2) Screening 
and discovery of new nitrile-amide converting enzymes with promising and attrac-
tive  properties.  As  previously  demonstrated,  microorganisms  producing  nitrile-
amide converting enzymes turned out to be dominantly from prokaryotic ones and 
eukaryotic organisms constitute only a small part. The latter ones, however, were 
always neglected as an excellent source of nitrilase, nitrile hydratase and amidase. 
Moreover, these  organisms may  provide some  different properties like excellent 
thermostability, regio-, enantio- selectivity, and improved stability in some acidic 
and alkaline media, which are favored  by some  process. (3) Employing  genetic 
engineering to alter some undesired properties of wild type strain. Bearing these in 
mind, researchers would make great progress in techniques related to screening, 
cultivation, protein and genetic engineering and hence it is possible to isolate novel 
enzymes with extremophilic characteristics.
Despite the advantages of nitrile-amide converting enzymes catalyzed synthesis 
of a range of industrially useful acids and amides, a paucity of them have achieved 
success in industrial application, with the commercial production of acrylamide and 
nicotinamide being the most successful. Manufacture of many other substances has 
been proved to be accomplished by these enzymes, especially the processes involve 
the  regioselective and enantioselective  hydrolysis  of some prochiral  compounds 
and racemic nitriles. These compounds, nevertheless, are difficult if not impossible 
to convert by means of traditional chemical methods. Chemical hydrolysis of many 
nitriles with labile substituents catalyzed by acid or base is also virtually impossible 
Documents you may be interested
Documents you may be interested