化學功能ppt課件-資料下載頁
2025-05-06 12:13本頁面
【正文】 容易消化的牛奶則便于飲用 。 在此情況下 ， 如從微生物中提取活性最高的中性 β －半乳糖苷酶 （ 乳糖分解酶 ） ， 然后在乙酰纖維素中包埋固定化 ， 就可以連續(xù)分解牛奶中的乳糖 。 ? 在醫(yī)療方面 ， 可利用固定化酶進行診斷 。這種酶分別用于診斷用的檢測器和編入連續(xù)自動分析系統(tǒng) 。 診斷用分析檢測器用于定量分析血和尿中的葡萄糖 、 尿酸和尿素 ， 近來已經(jīng)改進為小型而且每一檢體使用時間僅 30秒以內(nèi)的高靈敏性檢測器 。 三 、 人工酶 ? 在生物體內(nèi) ， 酶是化學反應的催化劑 ，具有高催化活性和高選擇性以及無公害等特點 。 這種催化劑如果能應用在化學工業(yè)上 ， 一直需要高溫 、 高壓的生產(chǎn)過程 ， 就可以改在常溫 、 常壓下進行 ， 并且可以實現(xiàn)無公害工藝 。 ? 但是 ， 在反應過程中經(jīng)常采用有機溶劑類的化工工藝 ， 如果直接使用酶 ， 是很難使其發(fā)揮功能作用的 ， 而且耐久性也差 ， 多數(shù)場合效果不大 。 ? 因此 ， 需要合成一種功能與酶相類似 ，在非水相里又能表現(xiàn)出活性 ， 并具有耐久性的化合物 ―― 人工酶 。 人工酶的研究 ， 并不單純是用人工方法重現(xiàn)生物酶的功能 ， 其意義在于要生產(chǎn)出具有超越生物酶功能的人工酶 。 對所研究的人工酶 ， 如按其功能進行分類 ， ? 在生物體內(nèi)酶不僅是進行物質(zhì)的合成和轉(zhuǎn)換 ， 還存在許多與物質(zhì)的輸送和電子傳遞有關的酶 。 對人工酶的研究 ， 首先是把用人工方法重現(xiàn)這些酶的功能作為目標 ， 所以要在酶以外的生物體中尋找具有酶的功能 ， 或者間接與產(chǎn)生酶的功能有關的物質(zhì) ， 這些都會成為研究的對象 。 ? 因此 ， 具有這些功能的酶 ， 不僅可作為化學反應的催化劑使用 ， 還可用來開發(fā)各種功能性材料 。 例如 ， 作為典型輸氧體的血紅蛋白 ， 除用于人造血液之外 ，還可用于酶富集膜 ， 而電子輸送體的細胞色素 C3的典型化合物 ， 可用作超導材料 。 ? 對天然酶的修飾 ， 如果修飾幅度很大 ，能使之成為與原來的酶截然不同的物質(zhì) 。根據(jù)所用修飾方法 ， 既可以克服酶原來的缺點 ， 也可以改性為比原來活性更高的酶 。 其研究的順序也與人工酶的情況相同 ， 修飾天然酶也可以看作是制取人工酶的方法之一 。 ? 在開發(fā)人工酶時 ， 首先當然應該搞清準備開發(fā)的酶的結(jié)構及作用機理 ， 但人工酶的開發(fā)方法因使用目的的不同而異 ，并不一定要求具備酶的所有功能 。 對人工酶的開發(fā) ， 有以下三種方法 。 (1)重現(xiàn)酶的活性中心結(jié)構 ? 首先要搞清天然酶活性中心的立體結(jié)構 ，再以此結(jié)構為基礎 ， 尋找活性且具有經(jīng)過長時間應用仍能繼續(xù)保持其必要的最低限度的結(jié)構的化合物 ， 就可以作為人工酶加以合成 。 ? 但是實際上 ， 想把某種酶的所有功能用一種人工酶來重現(xiàn) ， 是一件極為困難的事 。 例如 ， 我們知道血紅蛋白是一種輸氧體 ， 人們對其血紅素的結(jié)構 、 珠蛋白的氨基酸排列及立體結(jié)構 ， 都做了充分的研究 ， 與氧的結(jié)合狀態(tài)也基本弄清 。因此就合成了多種和血紅蛋白相比具有同等與氧結(jié)合能力的模型化合物 。 ? 然而 ， 盡管它們在與氧的結(jié)合上相同 ，但在與一氧化碳的結(jié)合上卻與血紅蛋白完全不同 。 ? 所以就是弄清了結(jié)構 ， 也很難同時重現(xiàn)幾種功能 ， 更何況對一般的酶而言 ， 多數(shù)連一級結(jié)構也未弄清 ， 若想重現(xiàn)其所有功能就更加困難 。 但是 ， 根據(jù)使用目的 ， 也有只重現(xiàn)一種功能就可滿足需要的情況 。 例如 ， 上述血紅蛋白的模型化合物 ， 如果用作富氧膜的載體 ， 只要與氧的結(jié)合功能即可 ， 甚至對載體的適應性問題都可另作考慮 。 (2)利用與酶作用機理相同，而結(jié)構不同的化合物 ? 如找到結(jié)構與酶完全不同 ， 而作用機理與酶相同的化合物 ， 這種化合物可以當作人工酶使用 。 當前多從現(xiàn)有化合物中尋找與酶具有相同功能的化合物 ， 把這種化合物作為人工酶來進行研究 。 例如 : ? 正在用雙 （ 水楊醛 ） 乙二亞胺鈷 （ Ⅱ ）配位化合物及四亞乙基五胺銅 （ Ⅰ ） 配位化合物取代上述血紅蛋白作輸氧體 。但是 ， 預計將來在搞清酶與基體間相互作用的機理之后 ， 結(jié)合催化化學 ， 就會合成出具有與酶的功能類似的新化合物 。這種人工酶有可能比天然酶的功能還要好 。 (3)利用與酶的作用機理不同的化合物 ? 某種化合物即使作用機理與酶完全不同 ，如果所要求的反應 （ 現(xiàn)象 ） 能與天然酶相同 ， 則這種化合物也可當作人工酶來使用 。 如在人造血液上 ， 已經(jīng)用氟碳化物取代血紅蛋白作輸氧體 。 血液中氧的輸送機理 ， 是利用血紅蛋白與氧的結(jié)合作用 ， 而氟碳化物則是利用對氧的溶解性 。 ? 這是因為血液本身即使不用血紅蛋白來輸氧 ， 正如在高壓氧氣療法時所看到的一樣 ， 只要能提高氧的溶解性 ， 也可以起到與血紅蛋白相同的輸氧作用 。 氟碳化物正是著眼于這一點而開發(fā)出來的 。但是 ， 若將這種與生物體完全無關的化合物應用于人體 ， 在輸氧功能之外 ， 還必須探討該化合物對人體的毒性和體外排出性等與人體的適應性問題 。
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