非水酶學ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-01 20:35 本頁面
【文章內容簡介】 PEG） 。 如 PEG修飾 過氧化氫酶 ， 然后在有機介質中活性顯著提高 。 磁性脂肪酶（ 磁性顆粒外包 PEG修飾的脂肪酶），它在有機介質中較穩(wěn)定，活力也較高，還可在磁場中回收。 例： 用 谷氨酸 、 十二醇 、 葡萄糖酸內酯合成的 糖脂 后修飾超氧化物歧化酶（ SOD） 。 所得的這種 SOD糖脂復合物 變成 脂溶性 的酶 ， 而不是水不溶性的 。 SOD糖脂復合物在有機介質中活性高大大 高于在水中的活性 ， 并且它對溫度 、 pH、蛋白酶水解等的 穩(wěn)定性均高于天然 SOD。 用 聚磷酸酯、脂肪酸 等修飾 SOD， 同樣得到了適合于有機介質中進行催化反應的化學修飾酶 SOD。 研究發(fā)現(xiàn)化學修飾 （ 采用脫糖基化 、PEG修飾等 ） 能夠增加 酶的表面疏水性 ，而疏水性的增加正是提高酶在有機介質中的溶解性和活力的重要原因 。 PEG修飾酶在甲苯中的活性比未修飾酶高 16倍。通過 酶蛋白甲基化 或 疏水分子 對酶蛋白的修飾，均可提高酶在有機介質中的溶解性、穩(wěn)定性和活性。 固定化酶 固定化有許多好處。固定化酶在有機溶劑中進行酶反應，必定顯示其優(yōu)越性。 酶被吸附或者固定在固相載體（水不溶性）上，就可以對抗有機介質對酶的變性能力 ，提高反應的速度和對熱的敏感性。 首先，載體通過分配效應劇烈地改變酶所處的微環(huán)境中 底物和產物的局部濃度。 例：在水溶液中 ， 底物 肉桂醇濃度 在 以上可 強烈抑制馬肝醇脫氫酶 活性 。 現(xiàn)在它在 乙酸丁酯 中 ， 使用 親水載體固定化酶 ，底物濃度高達 50mmol/L也不會發(fā)生抑制作用 。 例：研究幾種不同載體的固定化脂肪酶時發(fā)現(xiàn) ，疏水性瓊脂珠載體的固定化效果最好 。 固定化后脂肪酶在有機介質中的活性比對應酶粉高 ％ 。 由于載體上疏水基團的存在，使疏水性 底物在疏水作用下 分配到載體周圍的濃度高于 反應介質中的濃度，使酶反應速度提高。 其次， 載體影響酶分子上的結合水。 親水性高的載體會從溶劑和酶分子中奪取大量的水，造成酶部分失水而降低酶的活性；親水性低的載體不足以奪取酶的必需水，能保持它的高酶活性。 再次 ， 通過載體與酶之間形成的 多點的結合作用 ， 可穩(wěn)定酶的催化活性構象 。 例：α 胰凝乳蛋白酶與聚丙烯酰胺凝膠 共價結合后 ， 在 乙醇 中的穩(wěn)定性明顯提高 ，并且對有機溶劑的抗性隨酶與載體間共價鍵數(shù)量的 增加而增強 。 一般來說 ， 載體要選擇 疏水性基質 ， 目的是為了有利于在有機溶劑中反應 。 蛋白質工程和抗體酶技術 蛋白質工程技術和抗體酶 技術也是改變酶在有機介質中的催化活性 、 穩(wěn)定性和選擇性的重要手段之一 。 定位突變 用過渡態(tài)類似物誘導 ， 制備了具有酶活性的單克隆抗體 —— “ 抗體酶 ” 溫度 由于酶在有機溶劑中的熱穩(wěn)定性 好 于水溶液 ， 因此為了提高酶催化速度可以適當提高反應溫度 。 通過溫度的調控可以有效地提高產率。 pH和離子強度 因為在有機介質中的 最適 pH與水溶液中的最適 pH的酶反應是一樣的，所以在進行酶的凍干時，可以在最適 pH的緩沖液中凍干，再進行有機系統(tǒng)的反應。 這樣，可以使酶在有機溶劑中反應的微環(huán)境具有溶液酶的 最適 pH環(huán)境 。 反相膠束中的酶活力的調控 反相膠束中的酶活力與 體系組成（ pH、 離子強度 、 含水量和表面活性劑及有機溶劑的種類和濃度 ） 密切相關 。 體系 含水量 是影響酶活力的重要因素 。 第三節(jié) 非水介質中酶催化的應用 一、手性化合物的制備 手性化合物是指那些具有 旋光性質的化合物 ，它們的 化學組成相同 ，但是 立體結構不同 ，而成為恰如人的左右手一樣的對映體，也稱為 手性分子。 蝴蝶落在荷蘭紫菀 蝴蝶的四翅（每側兩個）具有 左右對稱 。 卡特蘭 ( Cattleya labiata )的左右對稱 注意唇瓣（舌）的上部左右并非完全對稱 對映體 的存在是自然界中的一種普遍現(xiàn)象 。 構成生物體的基本物質 ， 如； 氨基酸 、 蛋白質 、 核酸 、 糖類 等都是 手性分子 。 藥物進入生物體內 ， 不同的對映體顯示了 不同的藥理作用 。 許多藥物 、 生理活性物質 、 農藥和除草劑大部分是 手性化合物 。 手性化合物在功能材料、非線性光電材料、波導材料、導電高分子等方面也具有重要作用 。 酶作為生物催化劑可以用于手性化合物的合成和拆分 。 它具有以下優(yōu)點： 具有高對映體選擇性 ， 副反應少 ， 產物光學純度和收得率高 。 酶催化反應條件溫和 、 無環(huán)境污染 ， 酶催化手性化合物的合成 是將有潛手性的化合物和前體通過酶催化反應轉化為單一對映體的手性
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