(2.5)--[7]chapter7酶工程酶工程酶工程.ppt

*1.有机溶剂对酶结构与功能的影响溶剂与底物竞争酶的活性中心结合位点，溶剂为非极性，影响更明显，溶剂分子能渗透入酶的活性中心,封闭活性中心，使其失活。有机溶剂*一些相对亲水性的有机溶剂能够夺取酶表面的必需水而导致酶失活。2.有机溶剂对酶活性的影响有机溶剂*酶失水的情况与溶剂的极性参数lgP有关。P：指溶剂在正辛烷与水两相中的分配系数，lgP越大，极性越小；lgP2的极性溶剂中，由于溶剂极性强，易夺取酶分子表面水层而降低酶的活力。lgP4，酶具有较高活力，此类溶剂较理想。2.有机溶剂对酶活性的影响*３、溶剂对底物和产物分配的影响溶剂能改变酶分子必需水层中底物或产物的浓度。有机溶剂极性小，疏水性强，疏水性底物难进入必需水层；故选择2≦lgp≦5的有机溶剂作为有机介质为宜。有机溶剂极性强，亲水性强，疏水性底物在有机溶剂中溶解度太低；SS*有机溶剂导致酶失活的原因总结*第三节酶在有机介质中的催化特性（略）有机溶剂的存在,改变了疏水相互作用的精细平衡,从而影响到酶的结合部位；同时改变底物存在状态，结果影响酶的底物专一性,立体选择性,区域选择性和化学键选择性和酶的稳定性。酶在水溶液中的立体选择性比在有机溶剂中强，如蛋白酶在水溶液中只对L-氨基酸起作用，而在有机介质中可用D-氨基酸为底物合成手性药物。*有机溶剂中酶的热稳定性比水溶液中高；热力学稳定性*第四节

有机介质中酶催化反应的类型及影响因素(略)一、有机介质中酶催化反应的类型二、有机介质中酶催化反应的影响因素酶在有机介质中的催化反应受各种因素影响，主要有酶、底物、有机溶剂种类、水含量、温度、pH等。*pH特性酶在有机介质中催化反应的最适pH值通常与酶在水溶液中反应的最适pH值接近或者相同。Why？现象：脂肪酶催化三丁酸甘油与正庚醇的转酯反应，酶的反应速度与其冷冻干燥前水溶液的的pH密切相关，反应的最适pH接近于水溶液中的最适pH。*当酶分子从水溶液转移到有机介质时，由于有机溶剂不存在质子失去或者获得，因此原有的解离状态不变，得以保持。pH特性——pH-imprinting*pH特性——pH-imprinting在有机介质反应中，酶所处的pH环境与酶在冻干或吸附到载体上之前所使用的缓冲液pH值相同。这种现象称之为pH印记（pH-imprinting）或称为pH记忆。利用酶的这种pH印记特性，可以通过控制缓冲液中pH值的方法，达到控制有机介质中酶催化反应的最适pH值。*第五节有机介质中酶催化的应用有些酶，如脂肪酶、蛋白酶、多酚氧化酶等，在有机溶剂中整体结构和活性中心基本保持完整，可以在有机介质中催化反应。脂肪酶是分解天然油脂的酶，在一定条件下催化甘油三酯水解，脂肪酶只能在非水相系统，即油-水界面上进行催化作用，对水溶底物不起作用。脂肪酶在非水酶学中扮演了重要角色。脂肪酶*一、手性药物的拆分手性化合物指化学组成相同而立体结构互为对映体的两种异构化合物；手性药物指只含单一对映体的药物；已经发现很多手性药物的对映体具有不同的药理作用。药物名称S构型R构型普萘洛尔治疗心脏病钠通道阻滞剂青霉素胺消炎解热镇痛突变剂反应停镇静剂致畸胎*反应停事件!!!—“左手右手一个不小心”1961年欧洲出现了孕妇服用多消旋体的“反应停”后，产生多起畸形胎事件。有机介质中酶催化在手性药物的拆分方面具有广阔的应用前景。*酶催化具有高度立体和底物选择性，获得单一异构体的纯度可达99%，天然存在的酶分子都是由L-型氨基酸组成，因此酶分子自身也是具有手性特征的催化剂。当手性药物的两种异构体同时达到酶分子表面时，只有一种异构体能与酶分子结构相互匹配，使得该异构体与酶分子紧密结合，从而发生特异性的催化反应。一、手性药物的拆分*二、生物柴油的生产-燃烧你的卡路里生物柴油是动物、植物或微生物油脂与小分子醇类经酯交换反应而得的脂肪酸酯类物可代替柴油；*在有机介质中，脂肪酶可以催化油脂与小分子醇类的酯交换反应，生成小分子的酯类混合物。二、生物柴油的生产-燃烧你的卡路里脂肪酶*第一节酶非水相催化的主要内容和特点第二节有机介质中水和有机溶剂对酶催化反应的影响第三节酶在有机介质中的催化特性第四节有机介质中酶催化反应的类型与影响因素第五节酶非水相催化的应用本节要点重点：掌握非水催化的类型；掌握水、有机溶剂对酶催化的影响；概念：酶的非水相催化、必需水、水活度、pH印迹本节学习要求：*透析水在有机相中充酶促反应的微环境，底物要实