酶的非水相催化(2)(已改無錯字)
2023-02-06 09:42:30 本頁面
【正文】 . 有機(jī)溶劑對酶必需水的影響 ? 有機(jī)溶劑可以通過作用于酶分子水合的水分子而 直接影響酶的結(jié)構(gòu)與功能 。 ? 極性弱的溶劑對酶的必需水影響較少 ， 強(qiáng)極性溶劑能夠溶解大量的水 ， 從而從酶表面奪取維持酶催化結(jié)構(gòu)與功能所必需的水 。 ? 疏水性溶劑不易吸收酶的必需水 ， 因此破壞酶的結(jié)構(gòu)和活性的可能性較少 。 有機(jī)溶劑中酶的失水與溶劑的疏水參數(shù)（ LogP）和介電常數(shù)有關(guān)，與系統(tǒng)中底物的極性、底物濃度和含水量均有關(guān)系。 2. 有機(jī)溶劑對底物和產(chǎn)物的影響 從微觀上看，酶催化反應(yīng)過程中，底物分子必須首先從有機(jī)溶劑中進(jìn)入酶蛋白的必需水層中，與酶形成底物酶復(fù)合物后進(jìn)行酶促反應(yīng)，反應(yīng)后產(chǎn)物從水層中移出再進(jìn)入有機(jī)相。 3. 有機(jī)溶劑對酶的影響 （ 1）溶劑的極性 相同的酶在不同的有機(jī)溶劑中酶活力的不同說明 ， 有機(jī)溶劑的性質(zhì)與酶活力之間存在著一定的規(guī)律 。 最常用 、 最可靠的方法是：用有機(jī)溶劑極性參數(shù) LogP描述有機(jī)溶劑的極性與酶活力之間的關(guān)系 。 P值為某溶劑在正辛醇和水中的分配系數(shù) 。 LogP越大 ， 溶劑的疏水性越強(qiáng) ， LogP越小 ， 溶劑的親水性越強(qiáng) 。 logP混合 =X1 ?logP1+X2? logP2 Laane規(guī)律 ? 并不是所有的情況都符合 Laane等人提出的規(guī)律。 （ 2）有機(jī)溶劑對酶結(jié)構(gòu)、活性中心的影響 盡管在有機(jī)溶劑中酶的總體結(jié)構(gòu)和活性中心的結(jié)構(gòu)都是保持完整 ， 但是酶分子本身的動態(tài)結(jié)構(gòu) 、 表面結(jié)構(gòu)和活性中心發(fā)生了變化 。 與有機(jī)溶劑對酶分子的動態(tài)結(jié)構(gòu) 、 表面結(jié)構(gòu)相比 ，對酶的活性中心影響所引起催化功能的改變更加敏感和重要 。 （ 3）有機(jī)溶劑對酶活性和選擇性的調(diào)節(jié) 1）有機(jī)溶劑對酶活性的調(diào)節(jié) ? 酶在有機(jī)溶劑中所表現(xiàn)出的催化活力要比在水相中低。 2）有機(jī)溶劑對酶選擇性的調(diào)節(jié) ? 同一種酶在不同溶劑中，對映體的選擇性也有不少差異。 選擇有機(jī)溶劑的原則 （ 1）有機(jī)溶劑對必需水的影響，也就是溶劑的疏水性和親水性質(zhì)會對每產(chǎn)生影響 （ 2）對底物的影響 （ 3）應(yīng)屬于“惰性”，不應(yīng)參加反應(yīng) （ 4）在整個生物催化的下游過程中的分離與純化的難程度 有機(jī)溶劑酶促反應(yīng)動力學(xué) 1. 有機(jī)溶劑中酶促催化機(jī)制 ? 有機(jī)相中酶促反應(yīng)的過程、機(jī)制與常規(guī)情況相同，復(fù)合米氏方程、乒乓機(jī)制。 ? Klibanov采用同位素標(biāo)記底物的方法證明枯草芽孢桿菌蛋白酶催化過程的過渡態(tài)與反應(yīng)介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。 非水相體系對酶反應(yīng)速度的影響 （ 1）底物、產(chǎn)物和其他效應(yīng)物在載體之間的遷移擴(kuò)散速度受到限制 （ 2）由于載體的疏水親水及電荷性質(zhì)使固定化酶的微環(huán)境與宏觀反應(yīng)體系不同 （ 3）若使用固定化酶，酶分子在固定化過程中的扭曲影響三維構(gòu)象 2. 有機(jī)溶劑如何影響表觀米氏常數(shù) 首先 ， 酶活性位點(diǎn)與底物結(jié)合 ， 包括底物脫溶劑過程 。 還應(yīng)包括酶活性位點(diǎn)上有機(jī)溶劑的脫離 。 底物與有機(jī)溶劑相互作用的越緊 ， 酶的活性位點(diǎn)與底物的結(jié)合越不利 。 水活度或水含量的增加會導(dǎo)致酶催化反應(yīng)中某種底物 Km值的變化。 非水介質(zhì)中酶催化的主要影響因素 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)中可以催化多種反應(yīng)，主要包括：合成反應(yīng)、轉(zhuǎn)移反應(yīng)、醇解反應(yīng)、氨解反應(yīng)、異構(gòu)反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、裂合反應(yīng)等。 ? 主要應(yīng)控制的條件有 ? 酶的種類和濃度 ? 底物的種類和濃度 ? 有機(jī)溶劑的種類 ? 水含量 ? 溫度 ? pH ? 離子強(qiáng)度 本章 目錄 非水介質(zhì)中酶催化反應(yīng)的應(yīng)用 酶 催化反應(yīng) 應(yīng)用 脂肪酶 肽合成 青霉素 G前體肽合成 酯合成 醇與有機(jī)酸合成酯類 轉(zhuǎn)酯 各種酯類生產(chǎn) 聚合 二酯的選擇性聚合 酰基化 甘醇的?；? 蛋白酶 肽合成 合成多肽 酰基化 糖類?；? 羥基化酶 氧化 甾體轉(zhuǎn)化 過氧化物酶 聚合 酚類、胺類化合物的聚合 多酚氧化酶 氧化 芳香化合物的羥基化 膽固醇氧化酶 氧化 膽固醇測定 醇脫氫酶 酯化 有機(jī)硅醇的酯化 手性藥物兩種對映體的藥理作用 藥物名稱 有效對映體的作用 另一種對映體的作用 普萘洛爾（ Propranolol） 萘普生（ Neproxen） 青霉素胺（ Penicillamine） 羥基苯哌嗪 (Dropropizine) 反應(yīng)停（ Thalidomide） 酮基布洛芬（ Ketoprofen） 喘速寧（ Trtoquinol） 乙胺丁醇（ Ethambutol） 萘必洛爾（ Kebivolol） S構(gòu)型，治療心臟病 ,β 受體阻斷劑 S構(gòu)型，消炎、解熱、鎮(zhèn)痛 S構(gòu)型，抗關(guān)節(jié)炎 S構(gòu)型，鎮(zhèn)咳 S構(gòu)型，鎮(zhèn)靜劑 S構(gòu)型，消炎 S構(gòu)型，擴(kuò)張支氣管 S,S構(gòu)型，抗結(jié)核病 右旋體，治療高血壓 ,β 受體阻斷劑 R構(gòu)型，鈉通道阻滯劑 R構(gòu)型，療效很弱 R構(gòu)型，突變劑 R構(gòu)型，有神經(jīng)毒性 R構(gòu)型，致畸胎 R構(gòu)型，防治牙周病 R構(gòu)型，抑制血小板凝集 R,R構(gòu)型，致失明 左旋體，舒張血管 1992年，美國 FDA明確要求對于具有手性特性的化學(xué)藥物，都必需說明其 兩個對映體在體內(nèi)的不同生理活性、藥理作用以及藥物代謝動力學(xué)情況 。許多國家和地區(qū)也都制
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