【正文】 燥前或沉淀前所在緩沖液中的 pH時(shí)的狀態(tài) ? 應(yīng)用：控制有機(jī)相中酶催化的最適 pH 反應(yīng)體系中水對(duì)酶催化反應(yīng)的影響 ? 一．必需水 ? 二．酶的選擇 ? 三．溶劑及反應(yīng)體系的選擇 ? 四． pH選擇和離子強(qiáng)度的影響 反應(yīng)體系中水對(duì)酶催化反應(yīng)的影響 ? 酶都溶于水，只有在一定量的水存在的條件下，酶分子才能進(jìn)行催化反應(yīng)。存在 最適水含量 。 根據(jù)酶分子的特性和有機(jī)溶劑的特性的不同，保持其空間結(jié)構(gòu)完整性的情況也有所差別 。 2. 有機(jī)溶劑對(duì)底物和產(chǎn)物的影響 從微觀上看，酶催化反應(yīng)過程中，底物分子必須首先從有機(jī)溶劑中進(jìn)入酶蛋白的必需水層中，與酶形成底物酶復(fù)合物后進(jìn)行酶促反應(yīng)，反應(yīng)后產(chǎn)物從水層中移出再進(jìn)入有機(jī)相。 （ 3）有機(jī)溶劑對(duì)酶活性和選擇性的調(diào)節(jié) 1）有機(jī)溶劑對(duì)酶活性的調(diào)節(jié) ? 酶在有機(jī)溶劑中所表現(xiàn)出的催化活力要比在水相中低。 非水介質(zhì)中酶催化的主要影響因素 有機(jī)介質(zhì)中酶催化反應(yīng)的條件及其控制 ? 酶在有機(jī)介質(zhì)中可以催化多種反應(yīng)，主要包括：合成反應(yīng)、轉(zhuǎn)移反應(yīng)、醇解反應(yīng)、氨解反應(yīng)、異構(gòu)反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、裂合反應(yīng)等。 脂肪酶 內(nèi)酯合成反應(yīng) ?羥基酸或它的酯在 脂肪 酶催化下，發(fā)生分子內(nèi)環(huán)化作用得到內(nèi)酯化合物。 （ 6） 具有可再生性能。副產(chǎn)物甘油和水難于回收，不但對(duì)產(chǎn)物形成抑制，而且甘油對(duì)固定化酶有毒性，使固定化酶使用壽命短。 反應(yīng)時(shí)間短，成本低。 R = H 或烷基寡聚物二聚物 內(nèi)酯有機(jī)溶劑脂肪酶 有機(jī)溶劑 有機(jī)溶劑 脂肪酶 脂肪酶mH O ( C H 2 )nOCO ROOC( C H 2 )nO( C H2)nCO( C H2)nOCO( C H 2 )nOCO H( C H2)nO ROC生物柴油 生物柴油是利用生物油脂生產(chǎn)的有機(jī)燃料，是由動(dòng)物、植物或微生物油脂與小分子醇類經(jīng)過酯交換反應(yīng)而得到的脂肪酸酯類物質(zhì)。許多國家和地區(qū)也都制定了有關(guān)手性藥物的政策和法規(guī)。 選擇有機(jī)溶劑的原則 （ 1）有機(jī)溶劑對(duì)必需水的影響，也就是溶劑的疏水性和親水性質(zhì)會(huì)對(duì)每產(chǎn)生影響 （ 2）對(duì)底物的影響 （ 3）應(yīng)屬于“惰性”，不應(yīng)參加反應(yīng) （ 4）在整個(gè)生物催化的下游過程中的分離與純化的難程度 有機(jī)溶劑酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 1. 有機(jī)溶劑中酶促催化機(jī)制 ? 有機(jī)相中酶促反應(yīng)的過程、機(jī)制與常規(guī)情況相同，復(fù)合米氏方程、乒乓機(jī)制。 最常用 、 最可靠的方法是：用有機(jī)溶劑極性參數(shù) LogP描述有機(jī)溶劑的極性與酶活力之間的關(guān)系 。因此應(yīng)選擇好所使用的溶劑，控制好介質(zhì)中的含水量，或者經(jīng)過酶分子修飾提高酶分子的親水性， 避免酶在有機(jī)介質(zhì)中因脫水作用而影響其催化活性 。 干燥的酶水合過程： ? （ 1） 與酶分子表面帶電基團(tuán)結(jié)合達(dá)到 （水/酶） ? （ 2） 與表面的極性基團(tuán)結(jié)合 () ? （ 3） 凝聚到表面相互作用較弱的部位（ ~） ? （ 4） 酶分子表面完全水化，被一層水分子覆蓋。有機(jī)介質(zhì)中的水含量多少對(duì)酶的 空間構(gòu)象 、酶的 催化活性 、酶的 穩(wěn)定性 、酶的 催化反應(yīng)速度 等都有密切關(guān)系，水還與酶催化作用的 底物和反應(yīng)產(chǎn)物的溶解度 有關(guān)。 有機(jī)溶劑能夠改變酶的對(duì)映體特異性和潛手性特異性 。 酶的這些特異性包括底物特異性 、 對(duì)映體選擇性 、 潛手性選擇性 、 位置選擇性和化學(xué)鍵選擇性 。 2．非水介質(zhì)中酶的性質(zhì) 由于受到非水介質(zhì)的影響 ， 改變底物存在的狀態(tài)及酶與底物相結(jié)合的自由能 ， 這些都會(huì)影響到非水介質(zhì)中酶某些主要的性質(zhì) ， 如熱穩(wěn)定性 、 底物特性 、立體選擇性 、 區(qū)域選擇性和化學(xué)鍵選擇性等 。 低共熔狀態(tài)是由兩種或多種固體化合物混合而得到的具有一個(gè)最低共熔點(diǎn)的狀態(tài) ， 在低共熔固 固體系中進(jìn)行的酶促反應(yīng)的特點(diǎn)是靠反應(yīng)底物形成低共熔點(diǎn) ， 由于反應(yīng)體系的液固體積比遠(yuǎn)小于水溶液或有機(jī)溶劑 ， 從而反應(yīng)底物濃度高 、 反應(yīng)速度快 、 產(chǎn)物濃度和收率高 。在空間上酶與有機(jī)溶劑的分離可保證酶不直接與有機(jī)溶劑接觸而處于事宜的水相環(huán)境中，水相中有限的有機(jī)溶劑會(huì)大大降低對(duì)酶的抑制作用，同時(shí)，反應(yīng)中產(chǎn)物 及時(shí)轉(zhuǎn)移將促進(jìn)反應(yīng)有利于產(chǎn)物生成的方向進(jìn)行。 并進(jìn)行了非水介質(zhì)中 ， 特別是在有機(jī)介質(zhì)中酶催化作用的運(yùn)用研究 ，利用酶在有機(jī)介質(zhì)中的催化作用進(jìn)行多肽 、 酯類等的生產(chǎn) ， 在淄體轉(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 。 是否存在非水介質(zhì)能保證酶催化？？ 1984年，克利巴諾夫（ Klibanov）等人在有機(jī)介質(zhì)中進(jìn)行了酶催化反應(yīng)的研究，他們成功地在利用酶有機(jī)介質(zhì)中的催化作用，獲得酯類、肽類、手性醇等多種有機(jī)化合物，明確指出酶可以在水與有機(jī)溶劑的互溶體系中進(jìn)行催化反應(yīng) 。 由于水的存在，往往有利于如水解、消旋化、聚合和分解等副反應(yīng)的發(fā)生。 在理論上進(jìn)行了非水相介質(zhì)中酶的結(jié)構(gòu)和功非水介質(zhì)中酶的作用機(jī)制 ，非水相介質(zhì)中酶催化作用動(dòng)力學(xué)等方面的研究 ， 初步建立起非水酶學(xué)的理論體系 。底物和產(chǎn)物溶解于有機(jī)相中，酶溶解于水相中，有機(jī)相一般為非極性的、親脂性的溶劑。 （ 6）低共熔混合體系 低共熔酶促反應(yīng)是繼有機(jī)相沒促反應(yīng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新的酶促反應(yīng)技術(shù) 。 Zacs認(rèn)為酶在疏水 （ 1%） 的有機(jī)溶劑 ， 與蛋白質(zhì)分子形成分子間氫鍵的水分子極少 ， 此時(shí)蛋白質(zhì)分子內(nèi)氫鍵起主要作用 ， 蛋白質(zhì)變得 “ 剛硬 ” （ rigidity） ， 活動(dòng)的自由度的變小 ， 限制了疏水環(huán)境下的蛋白質(zhì)構(gòu)象像熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化 ， 能夠維持著和水溶液中同樣的結(jié)構(gòu)與構(gòu)象 ， 不變形而且還能表現(xiàn)出催化活性 。 超活性產(chǎn)生機(jī)理 （ 2）酶的特異性 當(dāng)一種溶劑轉(zhuǎn)入另一種溶劑時(shí) ， 酶的特異性發(fā)生了改變 。 立體選擇性 從有