酶非水相催化ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-01 20:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 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)中的催化反應(yīng)受各種因素影響，主要有酶、底物、有機(jī)溶劑種類、水含量、溫度、 pH值和離子強(qiáng)度等。 一、有機(jī)介質(zhì)中酶催化反應(yīng)的類型 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) 合成反應(yīng) 有機(jī)介質(zhì)中水含量極微，可催化水解反應(yīng)的逆反應(yīng)； （ 1）脂肪酶或酯酶催化有機(jī)酸和醇進(jìn)行酯的合成反應(yīng)： 意義 :酶催化酯合成可合成手性化合物 ,且酶的立體選擇性主要是選擇立體異構(gòu)的醇。 （ 2）蛋白酶可在有機(jī)介質(zhì)中催化氨基酸進(jìn)行合成反應(yīng)，生成多肽 轉(zhuǎn)移反應(yīng) ? 如脂肪酸催化酯與有機(jī)酸反應(yīng)生成另一種酯與有機(jī)酸 ,即 轉(zhuǎn)酯反應(yīng) ： 醇解反應(yīng) ? 假單胞脂肪酶催化酸酐醇生成二酸單酯化合物 即酸酐水解反應(yīng) ,例 : 氨解反應(yīng) 如脂肪酶催化酯類進(jìn)行不對稱氨解反應(yīng)： R苯丙氨酸甲酯 酰胺 叔丁醇 異構(gòu)反應(yīng) ? 如消旋酶催化一種異構(gòu)體為另一種異構(gòu)體 例 氧化還原反應(yīng) （ 1）單加氧 （ 2）雙加氧 （ 3）催化醛類或酮類還原成醇類 （ 1）單加氧 （ 2）雙加氧 （ 3）催化醛類或酮類還原成醇類 裂合反應(yīng) ? 如醇腈酶催化醛與氫氰酸的反應(yīng) 二、酶的選擇 不同酶具不同結(jié)構(gòu)和特性，同一種酶由于來源、處理法不同特性亦有差別； 酶反應(yīng)速度與酶濃度成正比； 另注意酶的穩(wěn)定性、底物專一性 ,對映體選擇性、區(qū)域選擇性、鍵選擇性等 三、底物的選擇和濃度控制 有機(jī)劑與水中酶的底物專一性不同； 底物濃度對酶催化速度有明顯的影響； 有機(jī)介質(zhì)中要考慮底物在有機(jī)溶劑和必需水層中的分配情況； 高濃度底物會對反應(yīng)產(chǎn)生不利影響。 四、有機(jī)溶劑的選擇 ? 有機(jī)劑的極性要選擇恰當(dāng)： ? 極性過強(qiáng) ,奪取較多酶表面水分子 ,使疏水性底物溶解度降低 。 ? 極性過弱 ,底物難以進(jìn)入必需水層 。 ? 故取中間 : 2≤lgP≤5 ? 與水混溶的有機(jī)介質(zhì)其含量對酶催化有影響。 ? 與水混溶的二氧六環(huán)介質(zhì) ,辣根過氧化酶 (HRP)催化對苯基苯酚的聚合反應(yīng) ,隨著二氧六環(huán)的含量增加 ,酶催化得到的聚合物的分子量也增加 ,80%時最大。 二氧六環(huán)含量 /% 聚合物相對分子質(zhì)量 五、含水量的控制 當(dāng)其它因素不變時，系統(tǒng)含水量對酶活性有影響，只有在最適含水量時酶才有最高活力； 最適水含量通常隨溶劑極性增大（ lgP減小）而增大； 1 水含量 反應(yīng)速度 2 1 3 4 1已烷 2四氯甲烷 3甲苯 4苯 六、溫度的控制 微水有機(jī)介質(zhì)中含水量低，酶的熱穩(wěn)定性增強(qiáng)，其最適溫度高于水溶液中催化的最適溫度； 溫度低，酶的立體選擇性高。 Lam和 Keinan的實驗結(jié)果支持此結(jié)論； 七、 pH值的控制 ? 酶在有機(jī)介質(zhì)中的最適 PH值通常與在水溶液中催化的最適 pH相同或接近； ? 可通過調(diào)節(jié)緩沖液 pH的方法調(diào)節(jié)有機(jī)介質(zhì)中酶催化的 pH值； ? 酶在冷凍干燥過程中， pH狀態(tài)有變化； ? 希令（ hilling)發(fā)現(xiàn)緩沖液對冷凍干燥過程中 pH值和酶活力有影響，故加入一定量的蔗糖、甘露醇等冷凍干燥保護(hù)劑； ? 在酶液凍干之前或催化過程采取保護(hù)措施； ? 加有機(jī)相緩沖液可對有機(jī)介質(zhì)中酶反應(yīng)的 pH調(diào)節(jié)。 第五節(jié) 酶非水相催化的應(yīng)用 酶 催化反應(yīng) 應(yīng)用 脂肪酶 肽合成 青霉素 G前體肽合成 酯合成 醇與有機(jī)酸合成酯類 聚合 二酯的選擇性聚合 蛋白酶 肽合成 合成多肽 ?；? 糖類的?；? 羥基化酶 氧化 甾體轉(zhuǎn)化 過氧化物酶 聚合 酚類、胺類聚合 多酚氧化酶 氧化 芳香化合物羥基化 膽固醇氧化酶 氧化 膽固醇測定 醇脫氫酶 酯化 有機(jī)硅醇的酯化 酶非水相催化應(yīng)用 一、手性藥物的拆分 ? 手性化合物指化學(xué)組成相同而立體結(jié)構(gòu)互為對映體的兩種異構(gòu)化合物； ? 手性藥物指只含單一對映體的藥物； ? 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)很多手性藥物的對映體具有不同的藥理作用。 ? 過去手性藥物多較是以消旋體形式出售。 ? 1961年歐洲出現(xiàn)了孕婦服用多消旋體的 “ 反應(yīng)停 ” 后，產(chǎn)生多起畸形胎事件。 ? 1992年美國食品與藥物管理局（ FDA）明確要求含手性因素的化學(xué)藥物，必須說明其二個對映體在體內(nèi)的不同生理活性，藥理作用和藥物代謝動力學(xué)情況。 ? 1994年以來
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