【生物學】第六章酶的非水相催化(編輯修改稿)
2025-05-01 23:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 劑的極性越強，越容易奪取酶分子結(jié)合水，對酶活力的影響就越大。極性系數(shù)lg P 2的極性溶劑一般不適宜作為有機介質(zhì)酶催化的溶劑使用。(5)有機溶劑對底物和產(chǎn)物分配的影響：◆有機溶劑與水之間的極性不同，在反應過程中會影響底物和產(chǎn)物的分配，從而影響酶的催化反應?！粲袡C容劑能改變酶分子必需水層中底物和產(chǎn)物的濃度?！粢话氵x用2≤lg P≤5的有機溶劑作為有機介質(zhì)為宜。：◆在有機介質(zhì)中，由于酶分子活性中心的結(jié)合部位與底物之間的結(jié)合狀態(tài)發(fā)生某些變化，致使酶的底物特異性會發(fā)生改變。 ◆不同的有機溶劑具有不同的極性，所以在不同的有機介質(zhì)中，酶的底物專一性也不一樣?！笤跇O性較強的有機溶劑中，疏水性較強的底物容易反應；而在極性較弱的有機溶劑中，疏水性較弱的底物容易反應。：◆酶的對映體選擇性（enantioselectivity）又稱為立體選擇性或立體異構(gòu)專一性，是酶在對稱的外消旋化合物中識別一種異構(gòu)體的能力大小的指標?！裘噶Ⅲw選擇性的強弱可以用立體選擇系數(shù)（KLD）的大小來衡量。立體選擇系數(shù)越大，表明酶催化的對映體選擇性越強?！袅Ⅲw選擇系數(shù)與酶對L型和D型兩種異構(gòu)體的酶轉(zhuǎn)換數(shù)（Kcat）和米氏常數(shù)（Km）有關(guān)。即： ( Kcat/Km)L KLD = (Kcat/Km)D式中，KLD ：立體選擇系數(shù)L: L型異構(gòu)體D: D型異構(gòu)體Km: 米氏常數(shù)。即酶催化反應速度達到最大反應速度一半時的底物濃度。Kcat: 酶的轉(zhuǎn)換數(shù)。是酶催化效率的一個指標。指每個酶分子每分鐘催化底物轉(zhuǎn)化的分子數(shù)。◆酶在有機介質(zhì)中催化，與在水溶液中催化比較，由于介質(zhì)的特性發(fā)生改變，而引起酶的對映體選擇性也發(fā)生改變。◆酶在水溶液中催化的立體選擇性較強，而在疏水性強的有機介質(zhì)中，酶的立體選擇性較差。：◆酶在有機介質(zhì)中進行催化時，具有區(qū)域選擇性（regioselectivity）, 即酶能夠選擇底物分子中某一區(qū)域的基團優(yōu)先進行反應。◆酶區(qū)域選擇性的強弱可以用區(qū)域選擇系數(shù)Krs 的大小來衡量。區(qū)域選擇系數(shù)與立體選擇系數(shù)相似，只是以底物分子的區(qū)域位置1，2，代替異構(gòu)體的構(gòu)型L,D。即：K1，2 =(Kcat/Km)1 /(Kcat/Km)2 ：◆酶在有機介質(zhì)中進行催化的另一個顯著特點是具有化學鍵選擇性?！翩I選擇性與酶的來源和有機介質(zhì)的種類有關(guān)。： ◆許多酶在有機介質(zhì)中的熱穩(wěn)定性比在水溶液中的熱穩(wěn)定性更好?！裘冈谟袡C介質(zhì)中的熱穩(wěn)定性還與介質(zhì)中的水含量有關(guān)。通常情況下，隨著介質(zhì)中水含量的增加，其熱穩(wěn)定性降低?！粼谟袡C介質(zhì)中，酶的熱穩(wěn)定性之所以增強，可能是由于有機介質(zhì)中缺少引起酶分子變性失活的水分子所致。◆某些酶在有機介質(zhì)與水溶液中的熱穩(wěn)定性如表71所示。 表71 某些酶在有機介質(zhì)與水溶液中的熱穩(wěn)定性 酶 介質(zhì)條件 熱穩(wěn)定性豬胰脂肪酶三丁酸甘油酯水， T1/2 26 hT1/2 2 min酵母脂肪酶三丁酸甘油酯/庚醇水，T1/2 = hT1/2 2 min脂蛋白脂肪酶甲苯，90℃，400 h活力剩余40％胰凝乳蛋白酶正辛烷，100℃水，pH , 55℃T1/2 = 80 minT1/2 = 15 min枯草桿菌蛋白酶正辛烷，110℃T1/2 = 80 min核糖核酸酶壬烷，110℃，6 h水，pH , 90℃活力剩余95％T1/2 10 min酸性磷酸酶正十六烷，80℃水，70℃
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