酶的非水相催化(2)-免費(fèi)閱讀
【正文】 ? 新方法： 生物酶法， 在有機(jī)介質(zhì)中，脂肪酶可以催化油脂與小分子醇類的酯交換反應(yīng)，生成小分子的酯類混合物 。 （ 3） 具有較好的潤(rùn)滑性能。 脂肪酶 位置選擇性酯化反應(yīng) OC H 2 O HO HO HO HO H+ R C H 2 C O O H吡啶DM FOC H 2O HO HO HO HR C H 2 C O O葡萄糖苷 6O?；苌锸且环N可生物降解的非離子表面活性劑，它可以用脂肪酸和葡萄糖苷在脂肪酶催化下進(jìn)行選擇性酯化得到： 糖酯的合成 脂肪酶 消旋化合物選擇性酯化 + R 2 OHRR 1 C O O O HRorSR 1 C O O O HR 有機(jī)溶劑 脂肪酶 R1C O O R 2+H O O HR潛手性丙二醇以 2取代 1,3丙二醇和脂肪酸為原料，在有機(jī)溶劑介質(zhì)中用脂肪酶 (CCL)或豬肝酯酶（ PLE）催化酯化反應(yīng)，可得到較高光學(xué)純度的R或 S酯。 還應(yīng)包括酶活性位點(diǎn)上有機(jī)溶劑的脫離 。 logP混合 =X1 ?logP1+X2? logP2 Laane規(guī)律 ? 并不是所有的情況都符合 Laane等人提出的規(guī)律。 ? 極性弱的溶劑對(duì)酶的必需水影響較少 ， 強(qiáng)極性溶劑能夠溶解大量的水 ， 從而從酶表面奪取維持酶催化結(jié)構(gòu)與功能所必需的水 。 在有機(jī)反應(yīng)體系中控制水活度的方法 ，在一定溫度壓力下建立平衡 有機(jī)溶劑對(duì)酶催化反應(yīng)的影響 ? 常用的有機(jī)溶劑有辛烷，正己烷，苯，吡啶，季丁醇，丙醇，乙腈，已酯，二氯甲烷等。故此，酶分子需要一層水化層，以維持其完整的空間構(gòu)象。 化學(xué)鍵特異性 （ chemoselectivity） 是指酶選擇性地催化底物分子中不同功能基團(tuán)中某個(gè)基團(tuán)反應(yīng) ， 與傳統(tǒng)的化學(xué)催化所不同的是這個(gè)選擇性可以在沒(méi)有基團(tuán)保護(hù)下進(jìn)行催化反應(yīng) 。 在有機(jī)相中有機(jī)溶劑取代了水后情況就大不相同 ， 因?yàn)榈孜锱c酶之間的疏水作用不重要了 。 ? 在低水有機(jī)溶劑體系中 ， 酶的穩(wěn)定性與含水量密切相關(guān)；一般在低于臨界含水量范圍內(nèi) ， 酶很穩(wěn)定；含水量超出臨界含水量后酶穩(wěn)定性隨含水量的增加而急劇下降 。 另外 ， 應(yīng)用傅立葉變換紅外光譜 （ FTIR） 和環(huán)境掃描電鏡 （ ESEM） 等其他手段對(duì)在有機(jī)溶劑和水溶液中酶蛋白的結(jié)構(gòu)和酶活性進(jìn)行比較研究后也都發(fā)現(xiàn)： 在不同介質(zhì)中酶分子活性中心的改變不大 ，而酶分子結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化可能是引起酶活性變化的主要原因 。 ? 反膠束體系： ? 是表面活性劑分散于連續(xù)有機(jī)相中自發(fā)形成的納米尺度的一種聚集體。 （ 2）水互溶有機(jī)溶劑單相體系 水互溶有機(jī)溶劑單相體系是指由水和與水互溶的有機(jī)溶劑組成的反應(yīng)體系 ， 酶 、 底物 、 產(chǎn)物均勻溶解于該體系中 。 使酶在非水介質(zhì)中的催化作用研究取得了突破性的進(jìn)展 。Chapter 10 Enzymatic catalysis in Nonaqueous system 酶的非水相催化 水是酶促反應(yīng)最常用的反應(yīng)介質(zhì)。 人們對(duì)有機(jī)介質(zhì)中酶的催化作用進(jìn)行了許多研究表明酯酶 、 脂肪酶 、 蛋白酶 、 纖維素酶 、 淀粉酶等水解酶 ，過(guò)氧化氫酶 、 過(guò)氧化物酶 、 醇脫氫酶 、 膽固醇氧化酶 、多酚氧化酶 、 細(xì)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(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中起催化作用 。 這種反應(yīng)體系主要適用于在單一水溶液中溶解度很低 、 反應(yīng)速度也很慢的親脂性底物的生物轉(zhuǎn)化 。反膠束溶液是透明的熱力學(xué)穩(wěn)定的系統(tǒng)。 ? 剛 柔并存 ? 剛性：生物大分子結(jié)構(gòu)的精確性 ? 柔性：生物大分子局部區(qū)域具有一定的可運(yùn)動(dòng)性。 某些酶在有機(jī)介質(zhì)與水溶液中的熱穩(wěn)定性 酶 介質(zhì)條件 熱穩(wěn)定性 豬胰脂肪酶 三丁酸甘油酯 水， T1/2 26 h T1/2 2 min 酵母脂肪酶 三丁酸甘油酯 /庚醇 水， T1/2 = h T1/2 2 min 脂蛋白脂肪酶 甲苯， 90℃ ， 400 h 活力剩余 40％ 胰凝乳蛋白酶 正辛烷， 100℃ 水， pH , 55℃ T1/2 = 80 min T1/2 = 15 min 枯草桿菌蛋白酶 正辛烷， 110℃ T1/2 = 80 min 核糖核酸酶 壬烷， 110℃ ， 6 h 水， pH , 90℃ 活力剩余 95％ T1/2 10 min 酸性磷酸酶 正十六烷， 80℃ 水， 70℃ T1/2 = 8 min T1/2 = 1 min 腺苷三磷酸酶 ( F1ATPase) 甲苯， 70℃ 水， 60℃ T1/2 24 h T1/2 10 min 限制性核酸內(nèi)切酶 （ Hind Ⅲ ） 正庚烷， 55℃ ， 30d 活力不降低 β 葡萄糖苷酶 2丙醇， 50℃ ， 30 h 活力剩余 80％ 溶菌酶 環(huán)己烷， 110℃ 水 T1/2 =140 min T1/2 = 10 min 本章 目錄 酶活性喪失的可能原因： ? （ 1） 有機(jī)溶劑直接作用于酶 ? （ 2） 有些酶的活性會(huì)隨著某些有機(jī)溶劑濃度升高而增大，在某一濃度（最適濃度）達(dá)到最大值；若濃度再升高，則活性下降。 溶劑的改變會(huì)引起底物在水與有機(jī)溶劑兩相分配系數(shù)的改變 ， 從而導(dǎo)致在有機(jī)溶劑中底物專一性的改變 。 （ 3）其他特性 1）分子記憶 2） pH記憶和離子強(qiáng)度 有機(jī)相生物印跡酶 枯草桿菌蛋白酶溶液 含 NAcTyrNH2 凍干 除去抑制劑 枯草桿菌蛋白酶
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