【生物學】第六章酶的非水相催化(已修改)
2025-04-16 23:06 本頁面
【正文】 第六章 酶的非水相催化 ◆人們以往普遍認為只有在水溶液中酶才具有催化活性?！裘冈诜撬嘟橘|(zhì)中催化反應的研究:在理論上進行了非水介質(zhì)（包括有機溶劑介質(zhì)，超臨界流體介質(zhì)，氣相介質(zhì)，離子液介質(zhì)等）中酶的結(jié)構(gòu)與功能、非水介質(zhì)中酶的作用機制，非水介質(zhì)中酶催化作用動力學等方面的研究，初步建立起非水酶學（nonaqueous enzymology）的理論體系。◆非水介質(zhì)中酶催化作用的應用研究，取得顯著成果。 ◆酶在非水介質(zhì)中進行的催化作用稱為酶的非水相催化。：◆有機介質(zhì)中的酶催化是指酶在含有一定量水的有機溶劑中進行的催化反應?！暨m用于底物、產(chǎn)物兩者或其中之一為疏水性物質(zhì)的酶催化作用?！裘冈谟袡C介質(zhì)中由于能夠基本保持其完整的結(jié)構(gòu)和活性中心的空間構(gòu)象，所以能夠發(fā)揮其催化功能。◆酶在有機介質(zhì)中起催化作用時，酶的底物特異性、立體選擇性、區(qū)域選擇性、鍵選擇性和熱穩(wěn)定性等都有所改變。：◆氣相介質(zhì)中的酶催化是指酶在氣相介質(zhì)中進行的催化反應?！暨m用于底物是氣體或者能夠轉(zhuǎn)化為氣體的物質(zhì)的酶催化反應?！粲捎跉怏w介質(zhì)的密度低，擴散容易，所以酶在氣相中的催化作用與在水溶液中的催化作用有明顯的不同特點。 ：◆超臨界介質(zhì)中的酶催化是指酶在超臨界流體中進行的催化反應?！粲糜诿复呋磻某R界流體應當對酶的結(jié)構(gòu)沒有破壞作用，對催化作用沒有明顯的不良影響；具有良好的化學穩(wěn)定性，對設備沒有腐蝕性；超臨界溫度不能太高或太低，最好在室溫附近或在酶催化的最適溫度附近；超臨界壓力不能太高，可節(jié)約壓縮動力費用；超臨界流體要容易獲得，價格要便宜等。：◆離子液介質(zhì)中的酶催化是指酶在離子液中進行的催化作用?！綦x子液（ionic liquids）是由有機陽離子與有機（無機）陰離子構(gòu)成的在室溫條件下呈液態(tài)的低熔點鹽類，揮發(fā)性低、穩(wěn)定性好。酶在離子液中的催化作用具有良好的穩(wěn)定性和區(qū)域選擇性、立體選擇性、鍵選擇性等顯著特點?！粼诿傅姆撬啻呋?，研究最多的非水介質(zhì)是有機溶劑?！趱ッ浮⒅久?、蛋白酶、纖維素酶、淀粉酶等水解酶，過氧化氫酶、過氧化物酶、醇脫氫酶、膽固醇氧化酶、多酚氧化酶、細胞色素氧化酶等氧化還原酶以及醛縮酶等轉(zhuǎn)移酶中的十幾種酶都可以在適當?shù)挠袡C溶劑介質(zhì)中起催化作用。而且酶在有機介質(zhì)中的熱穩(wěn)定性比水溶液中顯著提高?！粼诶碚撋线M行了非水介質(zhì)（包括有機溶劑介質(zhì)，超臨界流體介質(zhì)，氣相介質(zhì)，離子液介質(zhì)等）中酶的結(jié)構(gòu)與功能、非水介質(zhì)中酶的作用機制，非水介質(zhì)中酶催化作用動力學等方面的研究，初步建立起非水酶學（nonaqueous enzymology）的理論體系?！舨⑦M行了非水介質(zhì)中，特別是在有機介質(zhì)中酶催化作用的應用研究，利用酶在有機介質(zhì)中的催化作用進行多肽、酯類等的生產(chǎn)，甾體轉(zhuǎn)化，功能高分子的合成，手性藥物的拆分等方面均取得顯著成果。：◆常見的有機介質(zhì)反應體系包括：(1)微水介質(zhì)（microaqueous media）體系:◆微水介質(zhì)體系是由有機溶劑和微量的水組成的反應體系，是在有機介質(zhì)酶催化中廣泛應用的一種反應體系?！粑⒘康乃饕敲阜肿拥慕Y(jié)合水，它對維持酶分子的空間構(gòu)象和催化活性至關重要。另外有一部分水分配在有機溶劑中。◆通常所說的有機介質(zhì)反應體系主要是指微水介質(zhì)體系。(2)與水溶性有機溶劑組成的均一體系：◆這種均一體系是由水和極性較大的有機溶劑互相混溶組成的反應體系?！裘负偷孜锒际且匀芙鉅顟B(tài)存在于均一體系中。由于極性大的有機溶劑對一般酶的催化活性影響較大，所以能在該反應體系的進行催化反應的酶較少。(3)與水不溶性有機溶劑組成的兩相或多相體系：◆這種體系是由水
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