有机介质中的酶反应

《有机介质中的酶反应》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第七章有机介质中的酶反应EnzymaticcatalysisinNon-aqueoussystem1Contentsofchapter6第一节有机介质中的酶促反应概述第二节有机介质中酶促反应的条件第三节有机介质对酶性质的影响第四节有机介质中酶促反应的应用GoGoGoGoGoGoGoGoGoGoGoGoGoGo2一、酶催化反应的介质二．有机相酶反应的优点三．有机相酶反应必备条件四．有机相酶反应的研究进展第一节有机介质中的酶促反应概述3一、酶催化反应的介质水是酶促反应最常用的反应介质。但对于大多数有机化合物来说，水并不是一种适宜的溶剂

2、。因为许多有机化合物(底物)在水介质中难溶或不溶。由于水的存在，往往有利于如水解、消旋化、聚合和分解等副反应的发生。是否存在非水介质能保证酶催化？？1984年，克利巴诺夫（Klibanov）等人在有机介质中进行了酶催化反应的研究，他们成功地在利用酶有机介质中的催化作用，获得酯类、肽类、手性醇等多种有机化合物，明确指出酶可以在水与有机溶剂的互溶体系中进行催化反应。4（一）酶非水相催化的分类1.有机介质中的酶催化指酶在含有一定量水的有机溶剂中进行的催化反应。适用于底物、产物两者或其中之一为疏水性物质的酶催化作用。酶在有机介质中由于能够

3、基本保持其完整的结构和活性中心的空间构象，所以能够发挥其催化功能。2.气相介质中的酶催化酶在气相介质中进行的催化反应。适用于底物是气体或者能够转化为气体的物质的酶催化反应。由于气体介质的密度低，扩散容易，因此酶在气相中的催化作用与在水溶液中的催化作用有明显的不同特点。53.超临界介质中的酶催化酶在超临界流体中进行的催化反应。超临界流体是指温度和压力超过某物质超临界点的流体。4.离子液介质中的酶催化酶在离子液中进行的催化作用。挥发性低、稳定性好。酶在离子液中的催化作用具有良好的稳定性和区域选择性、立体选择性、键选择性等显著特点。离子

4、液（ionicliquids）是由有机阳离子与有机（无机）阴离子构成的在室温条件下呈液态的低熔点盐类。6（1）非极性有机溶剂酶悬浮体系(微水介质体系)用非极性有机溶剂取代所有的大量水，使固体酶悬浮在有机相中。但仍然含有必需的结合水以保持酶的催化活性(含水量一般小于2%)。酶的状态可以是结晶态、冻干状态、沉淀状态，或者吸附在固体载体表面上。（2）与水互溶的有机溶剂水单相体系有机溶剂与水形成均匀的单相溶液体系。酶、底物和产物都能溶解在这种体系中。（3）非极性有机溶剂水两相/多相体系由含有溶解酶的水相和一个非极性的有机溶剂(高脂溶

5、性)相所组成的两相体系。（二）酶促反应有机介质体系7(4)正胶束体系正胶束是在大量水溶液中含有少量与水不相混溶的有机溶剂，加入表面活性剂后形成的水包油的微小液滴。表面活性剂的极性端朝外，非极性端朝内，有机溶剂被包在液滴内部。反应时，酶在胶束外面的水溶液中，疏水性的底物或产物在胶束内部。反应在胶束的两相界面中进行。(5)反胶束体系反胶束是指在大量与水不混溶的有机溶剂中，含有少量的水溶液，加入表面活性剂后形成油包水的微小液滴。不管采用何种有机介质反应体系，酶催化反应的介质中都含有机溶剂和一定量的水。它们都对催化反应有显著的影响。89二

6、．有机相酶反应的优点1.有利于疏水性底物的反应2.可提高酶的稳定性3.能催化在水中不能进行的反应4.可改变反应平衡移动方向5.可控制底物专一性6.可防止由水引起的副反应7.可扩大反应pH值的适应性。8.酶易于实现固定化。9.酶和产物易于回收。10.可避免微生物污染。10三．有机相酶反应具备条件1．保证必需水含量。2．选择合适的酶及酶形式。3．选择合适的溶剂及反应体系。4．选择最佳pH值。11四．有机相酶反应的研究进展1．超临界流体中的酶反应2．仿水溶剂和印迹技术121．超临界流体中的酶反应（1）概念:指温度和压力均在本身的临界点以

7、上的高密度流体，具有和液体同样的凝聚力、溶解力；然而其扩散系数又接近于气体，是通常液体的近百倍。超临界流体萃取具有很高的萃取速度。另外该流体随着温度与压力的连续变化，对物质的萃取具有选择性，而且萃取后分离也很容易。13（2）超临界流体的有关性质A.超临界流体的P-V-T性质流体名称乙烷丙烷丁烷戊烷乙烯氨CO2二氧化硫水临界温度（℃）32.396.9150.0296.79.9132.431.1157.6374.3临界压力（Mpa）4.263.83.385.1211.287.387.2822.114.88临界密度(g/cm3)0.22

8、00.2280.2320.2270.2360.4600.5250.3260.20314B.超临界CO2指纯净的CO2被加热或压缩到高于其临界点（临界温度31.1℃，临界压力7.28Mpa)时的状态。该流体具有无毒、无臭、不燃等优点。对多数酶都能适用