酶非水相催化ppt課件-展示頁
2025-01-14 20:21本頁面
【正文】 的完整性 、 活性位點的極性和穩(wěn)定性 。 ? 每分子凝乳蛋白酶只需 50分子的水，每分子多酚氧化酶卻需 102個水分子 ? 原因 :必需水是維持酶分子結構中氫鍵、鹽鍵等副鍵所必需的。 ? 必需水 :維持酶分子完整空間構象所必需的最低水量 。 二、水對有機介質中酶催化的影響 ? 有機溶劑中酶的催化活力與反應系統(tǒng)的含水量密切相關 。 酶在膠束外面的水溶液中 ,疏水性的底物或產物在膠束內部 ,反應在膠束的兩相界面中進行。 正膠束體系 大量水溶液中含有少量與水不相混溶的有機溶劑，加入表面活性劑后形成的水包油的微小液滴。 與水不溶性有機溶劑組成的兩相或多相體系 ? 由水和疏水性較強的有機溶劑組成的兩相或多相反應體系； ? 游離酶、親水性底物或產物溶解于水相，疏水性底物或產物溶解于有機溶劑相。 ? 水與有機劑含量均較大。 ? 酶以凍干粉或固定化酶的形式懸浮于有機介質中，是常見的有機反應體系。 ? 微量的水主要是酶分子的結合水 ,對維持酶分子空間構象和催化活性至關重要。 第二節(jié) 有機介質中水和有機溶劑 對酶催化反應的影響 微水介質體系； 與水溶性有機溶劑組成的均一體系； 與水不溶性有機溶劑組成的兩相或多相體系； （正）膠束體系； 反膠束體系。 ? 離子液 (Ionic liquid )是由有機陽離子與有機（無機）陰離子構成的、在室溫下呈液態(tài)的低熔點鹽類，揮發(fā)性低，穩(wěn)定性好。 常用的超臨界流體有： CO2, SO2 C2H4, C2H6 C3H8 C4H10 等。 超臨界流體是 指溫度和壓力超過某物質的超臨界 點的流體。 ? 特性：氣體介質的密度低，擴散容易，與在水相中明顯不同。 二、氣相介質中的酶催化 ? 指酶在氣相介質中進行的催化反應。 ? 特性 :酶的底物特異性、立體選擇性、區(qū)域選擇性、鍵選擇性、熱穩(wěn)定性等有所改變。 ? 適用范圍 :底物、產物兩者或其一為疏水性物質的酶催化作用。 第一節(jié) 酶非水相催化的研究概況 受非水介質的影響，其催化特性與在水相中不同。第七章 酶非水相催化 觀念的改變 ? 有關酶的催化理論是基于酶在水溶液中的催化反應建立起來的。 ? 近年來，進行了非水介質的酶結構與功能、酶作用機制、酶作用動力學的研究，建立起非水酶學（ nonaqueous enzymology)。 酶的非水相催化主要包括 : 一、有機介質中的酶催化； 二、氣相介質中的酶催化； 三、超臨界流體介質中的酶催化； 四、離子液介質中的酶催化 一、有機介質中的酶催化 ? 指酶在含有一定量水的有機溶劑中進行的催化反應。 ? 原因 :酶在有機介質中基本能保持結構的完整。 ? 應用：多肽、酯類、甾體轉化、功能高分子合成、手性藥物拆分的研究。 ? 適用范圍：底物是氣體或能轉化為氣體的物質的酶催化反應。 三、超臨界流體介質中的酶催化 酶在超臨界流體中進行的催化反應。 要求： 超臨界流體對酶結構無破壞；具良好化學穩(wěn)定性；溫度不可太高太低；壓力不可太高；易獲得等。 四、離子液介質中的酶催化 ? 指酶在離子液中進行的催化作用。 ? 特性：酶在其中有良好的穩(wěn)定性、區(qū)域選擇性、立體選擇性、鍵選擇性。 一、有機介質反應體系 微水介質體系 ? 是由有機溶劑和微量的水組成的反應體系。 ? 另一部分水分配在有機溶劑中。 與水溶性有機溶劑組成的均一體系 ? 由水與極性較大的有機溶劑互相混溶組成的反應體系。 ? 適用的酶較少。 ? 固定化酶在界面； ? 催化反應在兩相界面進行； ? 適于底物或產物兩者或其中一種屬于疏水化合物的催化反應。 表面活性劑的極性端朝外 ,非極性端朝內 ,有機溶劑被包在液滴內部。 反膠束體系 ? 反膠束 : 在與水不互溶的大量有機溶劑中 ,加入表面活性劑后形成的油包水的微小水滴； ? 1997年首次報道酶在反相膠束中具有活性 (已發(fā)現(xiàn) 40多種酶 )； ? 酶分子處在反膠束內，穩(wěn)定性好； ? 反膠束與生物膜有相似之處，適用于處在生物膜表面或與膜結合的酶的結構、催化特性和動力學性質的研究。 ? 系統(tǒng)含水量 :結合水 (酶粉水合 、 固定載體和其他雜質 )、 游離水 (溶于有機溶劑 ) ? 與酶結合的水量是影響酶的活力 、 穩(wěn)定性以及專一性的決定因素 水對酶分子空間構象的影響 ? 無水下酶空間構象被破壞 ,故需一層水化層 。 ? 不同的酶所需求的必需水的量差別較大 。 ? 典型的非水酶體系中水含量通常只占 %， 但其微小差距會導致酶催化活力的較大改變 。 三、有機溶劑對有機介質中酶催化的影響 ? 直接或間接影響酶的活性和穩(wěn)定性。 ? 通過與水、酶、底物和產物的相互作用來影響酶的特性。 有些酶在有機溶劑作用下，其結構受到破壞； 有的酶分子則保持完整； （
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