酶工程第七章酶的非水相催化
酶在有机介质中的催化反应优点
影响因素
水的作用
必需水与低水系统
酶在绝对无水的条件下,是不可能具有催化活力的
必需水:把维持酶催化活性所必须的最少量的水称为必需水。
加入适量的水,能使酶活性中心的极性及其柔性提高,从而使酶活性急剧上升,过量的水则会引起酶活性中心内部水簇的形成,从而改变酶活性中心构象导致酶活性下降
有机溶剂的选择
有机溶剂与酶活性
对吸附在酶分子上的水分的影响,溶剂可以夺走吸附在酶分子表面的必需水,破坏了维持酶蛋白构象的氢键和疏水作用,降低了酶的活性和稳定性。
对底物和产物的影响,有机溶剂可以直接与底物、产物分子发生反应,或者可以通过底物和产物在水相和有机相的分配,从而影响其在酶分子表面的水层中的浓度来改变酶的活性。
对酶的直接影响,溶解于水层中的溶剂分子可以抑制处于水中的酶或使酶失活,酶与两相界面的直接接触也可导致酶的失活。
如何定量描述有机溶剂的极性? 目前普遍采用的是溶剂的疏水参数lgP
一种溶剂在辛醇/水两相之间的分配系数的常用对数值。
lgP越大,则溶剂的疏水性越强,酶在此介质中反应活性越高。
酶在lgP>4的非极性介质中保持较高的活性和稳定性;在lgP2—4的介质中具有中等活性;在lgP <2时,溶剂极性大,酶的催化活性较差。