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正文內(nèi)容

非水酶學(xué)ppt課件(編輯修改稿)

2025-02-01 20:35 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 PEG) 。 如 PEG修飾 過氧化氫酶 , 然后在有機(jī)介質(zhì)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(jī)介質(zhì)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(nèi)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(fù)合物 變成 脂溶性 的酶 , 而不是水不溶性的 。 SOD糖脂復(fù)合物在有機(jī)介質(zhì)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(jī)介質(zhì)中進(jìn)行催化反應(yīng)的化學(xué)修飾酶 SOD。 研究發(fā)現(xiàn)化學(xué)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(jī)介質(zhì)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(jī)介質(zhì)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(jī)溶劑中進(jìn)行酶反應(yīng),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(jī)介質(zhì)對酶的變性能力 ,提高反應(yīng)的速度和對熱的敏感性。 首先,載體通過分配效應(yīng)劇烈地改變酶所處的微環(huán)境中 底物和產(chǎn)物的局部濃度。 例:在水溶液中 , 底物 肉桂醇濃度 在 以上可 強(qiáng)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(dá) 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(shí)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(jī)介質(zhì)中的活性比對應(yīng)酶粉高 % 。 由于載體上疏水基團(tuán)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(yīng)介質(zhì)中的濃度,使酶反應(yīng)速度提高。 其次, 載體影響酶分子上的結(jié)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(diǎn)的結(jié)合作用 , 可穩(wěn)定酶的催化活性構(gòu)象 。 例:α 胰凝乳蛋白酶與聚丙烯酰胺凝膠 共價(jià)結(jié)合后 , 在 乙醇 中的穩(wěn)定性明顯提高 ,并且對有機(jī)溶劑的抗性隨酶與載體間共價(jià)鍵數(shù)量的 增加而增強(qiáng) 。 一般來說 , 載體要選擇 疏水性基質(zhì) , 目的是為了有利于在有機(jī)溶劑中反應(yīng) 。 蛋白質(zhì)工程和抗體酶技術(shù) 蛋白質(zhì)工程技術(shù)和抗體酶 技術(shù)也是改變酶在有機(jī)介質(zhì)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(dǎo) , 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(jī)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(dāng)提高反應(yīng)溫度 。 通過溫度的調(diào)控可以有效地提高產(chǎn)率。 pH和離子強(qiáng)度 因?yàn)樵谟袡C(jī)介質(zhì)中的 最適 pH與水溶液中的最適 pH的酶反應(yīng)是一樣的,所以在進(jìn)行酶的凍干時(shí),可以在最適 pH的緩沖液中凍干,再進(jìn)行有機(jī)系統(tǒng)的反應(yīng)。 這樣,可以使酶在有機(jī)溶劑中反應(yīng)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(diào)控 反相膠束中的酶活力與 體系組成( pH、 離子強(qiáng)度 、 含水量和表面活性劑及有機(jī)溶劑的種類和濃度 ) 密切相關(guān) 。 體系 含水量 是影響酶活力的重要因素 。 第三節(jié) 非水介質(zhì)中酶催化的應(yīng)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(zhì)的化合物 ,它們的 化學(xué)組成相同 ,但是 立體結(jié)構(gòu)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(cè)兩個(gè))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(gòu)成生物體的基本物質(zhì) , 如; 氨基酸 、 蛋白質(zhì) 、 核酸 、 糖類 等都是 手性分子 。 藥物進(jìn)入生物體內(nèi) , 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(zhì) 、 農(nóng)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(dǎo)材料、導(dǎo)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(diǎn): 具有高對映體選擇性 , 副反應(yīng)少 , 產(chǎn)物光學(xué)純度和收得率高 。 酶催化反應(yīng)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(yīng)轉(zhuǎn)化為單一對映體的手性
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