【正文】 枯草桿菌蛋白酶溶液 不含 NAcTyrNH2 凍干 枯草桿菌蛋白酶 （ 1） （ 2） 在辛烷中催化酯化反應(yīng)的速度比較： 反應(yīng)（ 1）中得到的酶比反應(yīng)（ 2）中得到的酶高 100倍 在水溶液中其活性 ： 相同 有機(jī)相生物印跡酶 酶在含有其配體的緩沖液中，肽鏈與配體之間的氫鍵等相互作用使酶的構(gòu)象改變，這種新構(gòu)象除去配體后在無水有機(jī)溶劑中仍可保持，并且酶通過氫鍵能特異地結(jié)合該配體，這種方法叫生物印跡。 維持酶分子完整的空間構(gòu)象所必需的最低水量稱為必需水（ essential water） 。 ? 在水溶液中，酶分子均一地溶解于水溶液中，可以較好地保持其完整的空間結(jié)構(gòu)。 ? 疏水性溶劑不易吸收酶的必需水 ， 因此破壞酶的結(jié)構(gòu)和活性的可能性較少 。 （ 2）有機(jī)溶劑對酶結(jié)構(gòu)、活性中心的影響 盡管在有機(jī)溶劑中酶的總體結(jié)構(gòu)和活性中心的結(jié)構(gòu)都是保持完整 ， 但是酶分子本身的動態(tài)結(jié)構(gòu) 、 表面結(jié)構(gòu)和活性中心發(fā)生了變化 。 底物與有機(jī)溶劑相互作用的越緊 ， 酶的活性位點(diǎn)與底物的結(jié)合越不利 。 脂肪酶 消旋化合物的拆分 乙酸異丙酯乙酸乙烯醇酯 P S L 消旋化合物 RRSS++R C O O C H 3O A cR C O O C H 3O HR C O O C H 3O HR C O O C H 3O A cR C O O C H 3O H有機(jī)溶劑有機(jī)介質(zhì)中用脂肪酶 (PSL)催化酯化用于 γ 羥基 α ,β 不飽和酯的拆分。 （ 4） 具有較好的安全性能。 條件溫和，醇用量小、無污染排放。 能耗高；色澤深，在高溫下容易變質(zhì)；酯化產(chǎn)物難于回收；生產(chǎn)過程有廢堿液排放。 生物油脂的來源：菜子油，豆油，椰子油，棕櫚油、蓖麻油、棉籽油，葵花籽 油，廢食用油等 優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 具有良好的環(huán)境屬性 （ 2） 具有較好的低溫發(fā)動機(jī)啟動性能。目前提出注冊申請和正在開發(fā)的手性藥物中，單一對映體藥物占絕大多數(shù)。 非水相體系對酶反應(yīng)速度的影響 （ 1）底物、產(chǎn)物和其他效應(yīng)物在載體之間的遷移擴(kuò)散速度受到限制 （ 2）由于載體的疏水親水及電荷性質(zhì)使固定化酶的微環(huán)境與宏觀反應(yīng)體系不同 （ 3）若使用固定化酶，酶分子在固定化過程中的扭曲影響三維構(gòu)象 2. 有機(jī)溶劑如何影響表觀米氏常數(shù) 首先 ， 酶活性位點(diǎn)與底物結(jié)合 ， 包括底物脫溶劑過程 。 LogP越大 ， 溶劑的疏水性越強(qiáng) ， LogP越小 ， 溶劑的親水性越強(qiáng) 。 1. 有機(jī)溶劑對酶必需水的影響 ? 有機(jī)溶劑可以通過作用于酶分子水合的水分子而 直接影響酶的結(jié)構(gòu)與功能 。該參數(shù)直接反應(yīng)酶分子上水分的多少，與體系中水含量及所用溶劑無關(guān)。在無水的條件下，酶的空間構(gòu)象被破壞，酶將變性失活。 酶可以選擇性地催化底物中某個(gè)區(qū)域的基團(tuán)反應(yīng) ， 稱為位置特異性 （ regioselectivity） 。 它取決于底物疏水性能的差異 。 在這兩種情況下 ， 水通過對 Asn/Gln殘基脫氨和肽鍵的水解對蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象變化運(yùn)動起關(guān)鍵作用 。 非水相生物酶促反應(yīng)的特點(diǎn) 1. 可以將加水分解反應(yīng)轉(zhuǎn)為其逆反應(yīng) 2. 熱穩(wěn)定性比水中要高 3. 改變酶對底物的轉(zhuǎn)移性 4. 從低沸點(diǎn)的溶劑中可以容易地分離純化產(chǎn)物 5. 能抑制依賴于水的某些不利反應(yīng) 6. 沒有微生物的污染 7. 固定化酶方法簡單，在非水系統(tǒng)中酶不易脫離吸附的表面 非水介質(zhì)中酶的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 1．非水介質(zhì)中酶的結(jié)構(gòu) 采用 X線衍射技術(shù)比較枯草桿菌蛋白酶結(jié)晶結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)三維結(jié)構(gòu)變化很小 、 活性保持完整 ， 用固態(tài) N磁共振 （ solidNMR）對溶菌酶活性部位組氨酸 N標(biāo)記在丙酮和水中化學(xué)位移研究結(jié)果相同 ， 用電子順磁共振 （ EPR） 技術(shù)證明在有機(jī)溶劑中乙醇脫氫酶保持天然的構(gòu)象 。表面活性劑分子式有疏水性尾部和親水性頭部兩部分組成，在含水的有機(jī)溶劑中，它們疏水性基團(tuán)與有機(jī)溶劑接觸，而親水性頭部形成極性內(nèi)核，從而組成一個(gè)反相膠束，水分子聚集在反相膠束內(nèi)核中形成小水池，里面容納了酶分子。 雖然宏觀地看在此體系中酶是干的狀態(tài) ， 但是其表面必須有能保證酶的催化活性的殘余的結(jié)合水 。 這些結(jié)果表明 ， 只要條件適合 ， 酶可以在有機(jī)介質(zhì)催化疏水性底物進(jìn)行反應(yīng)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物 。 但對于大多數(shù)有機(jī)化合物來說，水并不是一種適宜的溶劑。 而且酶在有機(jī)介質(zhì)中的熱穩(wěn)定比在水溶液中顯著提高 。 有些酶在水 有機(jī)溶劑單相體系中反應(yīng)選擇性會增加 。 反膠束體系的制備 （ 5）超臨界流體體系 除了親脂性有機(jī)溶劑外 ， 超臨界氣體 ， 如二氧化碳 、氟利昂湖泊無機(jī)化合物等都可以作為酶催化親脂性底物的溶劑 ， 酶在這些溶劑中就像在親脂性有機(jī)溶劑中一樣穩(wěn)定 。 苯乙酸復(fù)合物模型中活性位點(diǎn)示意圖 圖 苯乙酸復(fù)合物模型中活性 位點(diǎn)示意圖 Scheme Environment of the active site in the phenylacetic acid plex. （ Jing, H. J. Mol. Catal. BEnzym., 2022, (11):4553.） The phenylacetic acid ligand is shown as a ball and stick representation, with the important residues in the binding site highlighted as liquorice. The mesh represents a solventaccessibility surface for the protein calculated using a 1radius probe. PGSO結(jié)合活性位點(diǎn)的電子云密度圖 圖 PGSO結(jié)合活