酶非水相催化ppt課件(2)-在線(xiàn)瀏覽
2025-02-22 20:21本頁(yè)面
【正文】 1）有機(jī)溶劑對(duì)結(jié)合水的影響 ? 一些相對(duì)親水性的有機(jī)溶劑能夠奪取酶表面的必需水而導(dǎo)致酶失活。 ? 提高酶分子的親水性，可以限制酶在有機(jī)溶劑中的脫水作用。 ? 溶劑能改變酶分子必需水層中底物或產(chǎn)物的濃度。 故選擇 2≦ lgp≦ 5的有機(jī)溶劑作為有機(jī)介質(zhì)為宜。 ? 有機(jī)溶劑會(huì)改變底物存在狀態(tài)。 底物特異性 酶在有機(jī)溶劑中對(duì)底物的 化學(xué)結(jié)構(gòu) 和立體結(jié)構(gòu) 均有嚴(yán)格的 選擇性 。 一、底物專(zhuān)一性 (1)有機(jī)介質(zhì)中酶活性中心結(jié)合部位與底物的結(jié)合狀態(tài)發(fā)生改變 ,致使酶的底物特異性發(fā)生改變 : ? 水溶液中底物與酶活性中心結(jié)合靠疏水作用 。 (2)不同的有機(jī)介質(zhì)，酶的底物專(zhuān)一性也不一樣 : ? 極性較強(qiáng)的有機(jī)溶劑中 ,疏水性較強(qiáng)的底物易反應(yīng) 。 對(duì)映體選擇性 酶的對(duì)映體選擇性是指酶識(shí)別 外消旋化合物 中某種構(gòu)象對(duì)映體的能力 。 疏水性強(qiáng) 的有機(jī)溶劑中酶的 立體選擇性差 。 二、對(duì)映體選擇性（ enantioselectivity) 對(duì)映體選擇性 意義 ： 例如：某些 蛋白水解酶 在有機(jī)溶劑中可以合成 D－ 氨基酸的肽 ， 而在水溶液中酶只選擇 L氨基酸 。 用 2代表底物分子的區(qū)域位置； 區(qū)域選擇系數(shù)： K1， 2=（ kcat/Km)1/ （ kcat/Km)2 例： 1,4二丁?；?2辛基苯 丁醇 脂肪酶 轉(zhuǎn)脂反應(yīng) + 甲苯 乙腈 K4， 1 2 四、鍵選擇性（ chemoselectivity) ? 即同一個(gè)底物分子中有 2種以上化學(xué)鍵可與酶反應(yīng)，酶對(duì)其一優(yōu)先反應(yīng)。 例如： 豬胰脂肪酶 （ PPL） 在苯中催化酯交換反應(yīng)時(shí) ， （ 1） 酶活性隨溫度升高 （ 20～ 70℃ ） 而增加 ， （ 2） 在 70℃ 連續(xù)反應(yīng) 7次 （ 每次 96 h） 后酶活力仍保持 60％ ， （ 3） 在 100℃ 時(shí)的半衰期可達(dá)數(shù)十小時(shí) ， 而 在水中 100℃ 幾乎馬上失活 。 六、 pH值特性 ? 在有機(jī)介質(zhì)中酶所處的 pH環(huán)境與酶在凍干或吸附到載體上之前所使用的緩沖液 pH值相同，稱(chēng)為 pH印記 或 pH記憶（ pHimprinting） 。 第四節(jié) 有機(jī)介質(zhì)中酶催化反應(yīng)的 條件及其控制 ? 酶在有機(jī)介質(zhì)中的催化反應(yīng)受各種因素影響，主要有酶、底物、有機(jī)溶劑種類(lèi)、水含量、溫度、 pH值和離子強(qiáng)度等。 （ 2）蛋白酶可在有機(jī)介質(zhì)中催化氨基酸進(jìn)行合成反應(yīng)，生成多肽 轉(zhuǎn)移反應(yīng) ? 如脂肪酸催化酯與有機(jī)酸反應(yīng)生成另一種酯與有機(jī)酸 ,即 轉(zhuǎn)酯反應(yīng) ： 醇解反應(yīng) ? 假單胞脂肪酶催化酸酐醇生成二酸單酯化合物 即酸酐水解反應(yīng) ,例 : 氨解反應(yīng) 如脂肪酶催化酯類(lèi)進(jìn)行不對(duì)稱(chēng)氨解反應(yīng)： R苯丙氨酸甲酯 酰胺 叔丁醇 異構(gòu)反應(yīng) ? 如消旋酶催化一種異構(gòu)體為另一種異構(gòu)體 例 氧化還原反應(yīng) （ 1）單加氧 （ 2）雙加氧 （ 3）催化醛類(lèi)或酮類(lèi)還原成醇類(lèi) （ 1）單加氧 （ 2）雙加氧 （ 3）催化醛類(lèi)或酮類(lèi)還原成醇類(lèi) 裂合反應(yīng) ? 如醇腈酶催化醛與氫氰酸的反應(yīng) 二、酶的選擇 不同酶具不同結(jié)構(gòu)和特性，同一種酶由于來(lái)源、處理法不同特性亦有差別； 酶反應(yīng)速度與酶濃度成正比； 另注意酶的穩(wěn)定性、底物專(zhuān)一性 ,對(duì)映體選擇性、區(qū)域選擇性、鍵選擇性等 三、底物的選擇和濃度控制 有機(jī)劑與水中酶的底物專(zhuān)一性不同； 底物濃度對(duì)酶催化速度有明顯的影響； 有機(jī)介質(zhì)中要考慮底物在有機(jī)溶劑和必需水層中的分配情況； 高濃度底物會(huì)對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生不利影響。 ? 極性過(guò)弱 ,底物難以進(jìn)入必需水層 。 ? 與水混溶的二氧六環(huán)介質(zhì) ,辣根過(guò)氧化酶 (HRP)催化對(duì)苯基苯酚的聚合反應(yīng) ,隨著二氧六環(huán)的含量增加 ,酶催化得到的聚合物的分子量也增加 ,80%時(shí)最大。 Lam和 Keinan的實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持此結(jié)論； 七、 pH值的控制 ? 酶在有機(jī)介質(zhì)中的最適 PH值通常與在水溶液中催化的最適 pH相同或接近； ? 可通過(guò)調(diào)節(jié)緩沖液 pH的方法調(diào)節(jié)有機(jī)介質(zhì)中酶催化的 pH值； ? 酶在冷凍干燥過(guò)程中， pH狀態(tài)有變化； ? 希令（ hilling)發(fā)現(xiàn)緩沖液對(duì)冷凍干燥過(guò)程中 pH值和酶活力有影響，故加入一定量的蔗糖、甘露醇等冷凍干燥保護(hù)劑； ? 在酶液凍干之前或催化過(guò)程采取保護(hù)措施； ? 加有機(jī)相緩沖液可對(duì)有機(jī)介質(zhì)中酶反應(yīng)的 pH調(diào)節(jié)。 ? 過(guò)去手性藥物多較是以消旋體形式出售。 ? 1992年美國(guó)食品與藥物管理局（ FDA）明確要求含手性因素的化學(xué)藥物，必須說(shuō)明其二個(gè)對(duì)映體在體內(nèi)的不同生理活性，藥理作用和藥物代謝動(dòng)力學(xué)情況。 ? 目前，世界上批準(zhǔn)上市約 61種。 β －阻斷劑類(lèi)手性藥物 非甾體抗炎劑類(lèi)手性藥物 5－羥色
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