Ⅶ(2)-nonaqueous enzymology

《Ⅶ(2)-nonaqueous enzymology》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、第六章酶的非水相催化(2)NonaqueousEnzymology(2)第一节酶非水相催化的研究概述第二节有机介质中水和有机溶剂对酶催化反应的影响第三节酶在有机介质中的催化特性第四节有机介质中酶催化反应的条件及其控制第五节有机介质中酶促反应应用举例1第四节有机介质中酶催化反应的条件及其控制一、有机介质中酶催化反应的类型二、酶的选择三、底物的选择和浓度控制四、有机溶剂的选择五、水含量的控制六、温度的控制七、pH值的控制2脂肪酶（Lipase,EC3.1.1.3,甘油酯水解酶），全称为三酰基甘油酰基水解酶（Triacy

2、lglycerolacylhydrolase），它们是一类特殊的酯键水解酶，主要水解由甘油和水不溶性长链脂肪酸形成的甘油三酯。脂肪酶的另一个重要特征是它们只能在两相界面-油（或脂）水界面上起作用，对均匀分散的或水溶性底物不起作用，即使有作用也很缓慢一、有机介质中酶催化反应的类型3一、有机介质中酶催化反应的类型１合成反应酯化反应（脂肪酶）,有机酸和醇进行酯类的合成反应.生物柴油的合成4２转移反应（酯转化反应）合成功能性酯类３醇解反应合成单脂肪酸甘油酯(重要的多醇类非离子型表面活性剂:用于食品,乳制品,化妆品、牙膏和护

3、发素等日用化学品中.5４氨解反应脂肪酶在叔丁醇介质中外消旋苯丙氨酸甲酯进行不对称氨解，合成R-苯丙氨酰胺6蛋白酶催化的氨基酸合成反应，两者都生成生成水75氧化还原反应二甲基苯酚　　　　　　　　　　　二甲基二羟基苯二羟基苯　　　　　　　　　　己二烯二酸86异构反应消旋酶催化一种异构体转化为一种异构体，生成外消旋化合物。７裂合反应9二酶的选择1、酶种类的选择：脂肪酶、蛋白酶、次黄嘌呤氧化酶、过氧化氢酶，过氧化物酶等。各种酶的来源多样,性质不同.产脂肪酶的微生物有65个属，其中细菌28个属，放线菌有4个属，酵母菌有10个

4、属，其他真菌有23个属10酶种类及来源的选择根据催化反应的类型应具有对有机介质变性的潜在能力，在有机介质中能保持其催化活性构象。除与酶有关，还与酶-底物、产物-溶剂间关系有关。112．酶形式的选择（1）酶粉(冻干粉)：容易聚集成团,影响催化效率.(注意底物、水、酶等的加入顺序)冻干过程中容易活性降低，加入稳定剂。12二．酶的选择（２）化学修饰酶：改善酶的耐有机溶剂的能力或其它特性。例如：SOD酶经糖脂修饰后变成脂溶性，它对温度、pH、蛋白酶水解的稳定性均高于天然SOD。13二．酶的选择（３）固定化酶(有机相催化中，

5、吸附法制备的固定化酶优势明显)：把酶吸附在不溶性载体上（如硅胶、硅藻土、玻璃珠等）制成固定化酶，其对抗有机介质变性的能力、反应速度、热稳定性等都可提高。14有机相中固定化后载体对酶的影响A.载体能通过分配效应剧烈地改变酶微环境中底物和产物的局部浓度。例：在水溶液中，底物肉桂酸浓度在0.1mmol/L以上可强烈抑制马肝酸脱氢酶，但在乙酸丁酯中使用亲水载体固定化酶，底物浓度高达50mmol/L也不会发生抑制作用。产物抑制15B.载体影响酶分子上的结合水通过选择合适的载体可使体系中的水进行有利分配。16C.通过载体与酶之

6、间形成的多点结合作用，可稳定酶的催化活性构象。例：α-胰凝乳蛋白酶与聚丙烯酰胺凝胶共价结合后，在乙醇中的稳定性明显提高，并且对有机溶剂的抗性随酶与载体间共价键数量的增加而增强。17D.酶动力学影响一个酶同时催化的两个反应的相对速度。例在低水活度下把胰凝乳蛋白酶固定在聚酰胺载体上，水解反应被抑制却有利于醇解反应。18三、底物的选择和浓度控制根据酶的专一性来选择底物.底物浓度对酶催化反应速度有显著影响。酶在有机介质中进行催化，要考虑底物在有机溶剂和必需水层中的分配情况。疏水性强底物有机溶剂中溶解度大，浓度高，但难于通过

7、酶表面的必需水层，酶分子活性中心结合的底物较低。酶的催化速度可能受到影响。而亲水性强的底物，有机溶剂中的浓度低，酶分子活性中心结合的底物也不可能高。底物浓度太高，可能对反应还有抑制作用。19四、有机溶剂的选择水溶性有机溶剂：甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、甘油、丙酮、乙晴等（亲水性溶剂，logP？）水不溶性的有：石油醚、己烷、庚烷、苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、乙醚、戊醚等（疏水性溶剂，logP？）20极性过强（lgP<2）溶剂，会夺取较多的酶分子表面结合水，影响酶分子的活性，而且使疏水性底物的溶解度降低，降低酶反应速度。极

8、性过弱（lgP>5）的溶剂，虽然对酶分子必需水的夺取较少，疏水性底物溶解度高，但底物难以进入酶分子的水分子层。（5