第九章_酶的非水相催化.pdf

1、第九章酶的非水相催化一、酶催化反应的介质二、有机介质反应体系三、有机介质反应体系影响因素四、酶在有机介质中的催化特性五、有机介质中酶催化反应的类型及其控制六、酶非水相催化的应用一、酶催化反应的介质水是酶促反应最常用的反应介质！但对于大多数有机化合物来说，水并不是一种适宜的溶剂。因为许多 有机化合物(底物)在水介质中难溶或不溶。由于水的存在，往往有利于如水解、消旋化、聚合、分解等副反应的发生。是否存在非水介质能保证酶催化1984年，克利巴诺夫（Klibanov）等人在有机介质中进行了酶催化反应的研究， 成功地利用酶有机介质中的催化作用，获得酯类、肽类、手性醇等多种有机化 合物，明确指出酶可以在水

2、与有机溶剂的互溶体系中进行催化反应。酶非水相催化的类型 1、有机介质中的酶催化 2、气相介质中的酶催化 3、超临界介质中的酶催化 4、离子液介质中的酶催化1、有机介质中的酶催化 指酶在含有一定量水的有机溶剂中进行的催化反应。 适用对象：底物、产物两者或其中之一为疏水性物质 优点：酶在有机介质中酶分子的构象表现出比水溶液中更具“刚性”立体选择性、手性选择性有机介质中酶的稳定性得到显著提高；由于有机溶剂的存在，大大降低许多需要水参与的副反应；酸酐水解、氰醇消旋化、酰基转移可以省略产物的萃取分离过程，提高收率。2、气相介质中的酶催化 酶在气相介质中进行的催化反应。 适用对象：底物是气体或者能够转化为

3、气体 的物质。 由于气体介质的密度低，扩散容易，因此酶 在气相中的催化作用与在水溶液中的催化作用有明显的不同特点。3、超临界介质中的酶催化 酶在超临界流体中进行的催化反应。 超临界流体：指物质状态超过临界点后的流体。 超临界流体的物理特性和传质特性通常介于液体和 气体之间，黏度大大低于液体的黏度，接近气体的黏度，有利于物质的扩散；其扩散系数接近于气体， 是通常液体的近百倍，可迅速渗透到物体的内部而 溶解目标物质，快速达到萃取平衡。4、离子液介质中的酶催化 酶在离子液中进行的催化作用 离子液（ionic liquids）是由有机阳离子与有机 （无机）阴离子构成的在室温条件下呈液态的低熔点盐类，挥

4、发性低、稳定性好。 酶在离子液中的催化作用具有良好的稳定性和区 域选择性、立体选择性、键选择性等显著特点。二、有机介质反应体系1、非极性有机溶剂酶悬浮体系 (微水介质体系) 用非极性有机溶剂取代所有的大量水，使固体酶悬浮在有机相中，但仍然 含有必需的结合水以保持酶的催化活性(含水量一般小于2%)； 酶的状态可以是结晶态、冻干状态、沉淀状态或者吸附在固体载体表面上2、与水互溶的有机溶剂水单相均一体系 有机溶剂与水形成均匀的单相溶液体系，酶、底物和产物都能溶解在体系中3、非极性有机溶剂水两相/多相体系由含有溶解酶的水相和一个非极性的有机溶剂相所组成的两相体系4、胶束体系 正胶束体系、反胶束体系不管

5、采用何种有机介质反应体系，酶催化反应的介质中都含有机溶剂和一定量的 水，都对催化反应有显著的影响。胶束体系 胶束，是在大量水溶液中含有少量与水不相混溶的有机溶剂，加 入表面活性剂后形成的水包油(0W)的微小液滴。表面活性剂是 由亲水憎油的极性基团和亲油憎水的非极性基团两部分组成的两 性分子，既能溶解水溶性物质又能增溶疏水性物质。 正胶束是通过表面活性剂的极性端朝外，与水结合，非极 性端朝内，有机溶剂包在液滴内部，形成一个非极性的核 心，如图(a)所示。正胶束体系中水相是连续相，有机相 (油相)是分散相。酶催化反应时，酶在胶束外面的水溶液 中，疏水性的底物或产物在胶束内部，反应在胶束的两相 界面

6、中进行。 反胶束是由水表面活性剂有机溶剂所组成的低水含量 的油包水(WO)微乳液。它是一个宏观均匀、微观多相的 热力学稳定体系，该体系是一种两亲介质，既能溶解水溶 性物质又能增溶疏水性物质，其中有机相(简称油相)是连续相，水相是分散相，油相与水相之间通过表面活性剂单 分子层隔开形成球状的反胶束微粒，如图 (b)所示。三、有机介质反应体系影响因素 1、反应体系中水对酶催化反应的影响 2、反应体系中有机溶剂对酶催化反应的影响1、反应体系中水对酶催化反应的影响酶都溶于水，只有在一定量的水存在的条件下，酶分子才能进行催化反应。所以酶在有机介质中进行催化反应时，水是不可缺少的成分之一。有机介质中的水含量

7、多少对酶的空间构象、酶的催化活性、酶的稳定性、酶的催化反应速度等都有密切关系，水还与酶催化作用的底物和反应产物的溶解度有关。总体来讲，水在酶催化反应中发挥着双重作用： 一方面，水分子直接或间接地通过氢键、疏水键及范德华力等非共 价键相互作用来维持酶的催化活性所必需的构象。 Gupta认为，无水条件下酶分子的带电基团和极性基团之间相互作 用，形成一种非活性的“封闭”结构，水的加入可削弱这种相互作用，使非活性的“封闭”结构变得“疏松”，酶分子的柔韧性增加， 并通过非共价作用力来维持酶的催化活性构象，与酶分子紧密结合 的一层左右的水分子，对酶的催化活性是至关重要的（必需水）。 不同酶与必需水结合的紧

8、密程度及所结合的必需水数量是不同的。例如：糜蛋白酶在辛烷中催化反应时需50个水分子，而多酚氧化酶、酪氨酸酶等则需要几百个水分子。 另一方面，水是导致酶的热失活的重要因素，有水存在 时，随着温度的升高酶分子会发生以下变化而失活：形成不规则结构；二硫键受到破坏；天冬酰胺和谷氨酰胺水解转化为相应的天冬氨酸和谷氨酸；天冬氨酸肽键发生水解。 因此，在有机介质的酶催化体系中，存在着最佳含水量， 该最佳含水量不仅取决于酶的种类，也与所选用的有机 溶剂有关。有机溶剂中酶活性与含水量的关系 大量实验表明，酶的催化活性与加水量的关系总是呈 曲线形，而且大都为钟罩形。水活度(Aw) 在有机介质中含有的水主要有两类，

9、一类是与酶分子 紧密结合的结合水，另一类是溶解在有机溶剂中的游 离水。 研究表明，在有机介质体系中，酶的催化活性随着结 合水量的增加而提高。在结合水量不变的条件下，体 系中水含量的变化对酶的催化活性影响不大。因此可 以认为，在有机介质体系中，结合水是影响酶催化活 性的关键因素，而水含量却受到酶分子以外的各种因 素影响。 为了更为确切地反映水与酶催化活性的关系，Halling 提出用水活度(Aw)来描述水对酶催化特性的影响。 Aw定义：在一定的温度和压力下，反应体系的水蒸气压和纯 水的蒸气压之比，直接反应了酶分子上水的多少，与其他因 素无关。即：Aw=P/Po；式中，P表示在一定温度和压力下反

10、应体系中水的蒸气压；Po表示在相同条件下纯水的蒸气压。 当体系达到平衡态时，体系中各部分的Aw值相等。 由于有机介质酶促反应体系中水的重要作用，可以通过体系 中含水量的不同，使反应向着所期望的方向发展。一方面可 以通过调节含水量，影响酶的水化程度及物理状态，使酶根 据需要表现出不同的催化活性；另外还可以通过改变体系中 的Aw而改变反应的平衡点。体系中水含量的有效控制的方法： (1)在反应的初期向反应体系中添加适量的水（最早 和最普遍采用），对反应过程中没有水产生的体系 非常适用，但是对于脂肪酶和蛋白水解酶等，由于 它们在非水介质中分别催化酯合成和肽合成反应， 副产物水随着反应的进行不断产生并且

11、进入反应体 系，该法不适用； (2)将酶、底物分别在饱和盐溶液形成的气相环境中 进行预平衡：不同的饱和盐溶液对应不同的蒸气压， 将酶与盐的饱和溶液平衡，同时将含有底物的溶剂 平衡至相同的Aw，然后混合进行反应。 (3)敞口自由挥发法： 由于反应体系中有机溶剂更容易挥发，不宜采用 (4)向反应体系中通惰性气体或干燥空气来带走反应 过程中产生的多余的水：一方面浪费能源、成本高，另一方面不容易准确控 制体系的水含量，操作过程并不要求除掉体系中所 有的水，而是控制体系水含量稳定在一个非常狭小 的范围内，而且体系中的反应介质和底物也可能被 带走，不容易被广泛接受； (5)渗透蒸发法：即通过均一的非多孔膜

12、来实现体系中水的转移，可 以连续除去反应过程中生成的水，从而使反应平衡 向合成方向移动，适用于大规模生产(6)水合盐对法： 通过直接向反应体系中加入水合盐对来控制体系水含量，一 种水合盐对可得到一个特定的水蒸气压，不同的水合盐对产 生不同的水含量。由水合盐与其无水形式构成的盐对可以对 体系中的Aw起缓冲作用。 以Na2HPO4为例说明其作用原理，体系中加入Na2HPO4，假 定反应过程中有水生成，当反应进行到一定程度，体系中积累足够多的水时部分Na2HPO4结合水形成Na2HPO42H20形式，从而体系中的盐以Na2HPO4Na2HPO42H20盐对的形 式存在，随着体系中水的积累，无水盐不断

13、转化为二水盐， 在全部转化之前体系Aw不变。当无水盐全部转化为二水盐后，水的进一步产生和积累会引起体系Aw的提高，直至水的量足以使二水盐转化为七水盐，形成Na2HPO42H20 Na2HPO47H20盐对，从而将体系Aw维持在另一水平。讨论：水活度对酶活性的影响（1）通常最佳水含量会随着溶剂极性增加而增 加： 溶剂和底物性质对酶活性也有着直接或间接的影响， 底物对水也有强的吸附； 脂肪酶在己烷中催化丁酸和丁醇的酯化反应时，当反 应物浓度增加到0.37molL时得到一个恒定的最佳水 活度0.78。（2）酶因为结构不同导致维持酶所具有的活性构象所 必需的水量也不同： 大部分酶需要较高的水活度才能表

14、现出较好的活性：-葡 萄糖苷酶、酪氨酸酶Aw0.7才能测出催化活性；-胰凝乳蛋白 酶每个分子需要数十个水分子活化，而酪氨酸酶、醇脱氢酶每 个分子需要几百个水分子才能活化； 同一种酶若来源不同所需的水量也会有显著不同：Rhizopus arrhizus脂肪酶（低Aw）、Pseudomonas sp脂肪酶（随着 Aw的增加活性提高）、Candida rugosa脂肪酶（Aw较宽）； 在不同的反应中酶所需要的最适水量也不同：酯化反应中， 水作为酰基酶的一个亲核试剂与醇底物竞争，随着水活度的增 加，酶底物的Km值会提高许多倍(1020倍)。（3）酶中水的位置也要正确： 枯草杆菌蛋白酶经超声波处理后酶活

15、显著提高，可能是由于 结合在酶蛋白中的水分子重新排布造成的；（4）酶活性位点的运动性随着水的加入显著增加（水能提高蛋白质结构区域的柔性及其活性位点的极 性）： 乙醇脱氢酶、枯草杆菌蛋白酶、四氢呋喃中细胞色素C、胶 原蛋白、弹性蛋白、溶菌酶（5）蛋白质分子的极性和带电基团的水合作用对于酶 的催化是必要的： 由于在干的状态下，酶分子的带电基团和极性基团互相作用产 生一个失活的锁住的构象，水与这些功能基团形成氢键，屏蔽 离子化基团之间的静电作用，并且中和了折叠多肽链中的肽单 元和极性侧链基团之间的偶极相互作用。静电相互作用在控制 有机介质中酶的催化行为方面可能起主要作用。 通过向溶剂中加入各种“氢键

16、形成物”(例如甘油、乙二醇和 甲酰胺)验证了这个假设，其中加入3甲酰胺会使在辛醇(含1 水)中的多酚氧化酶的活性提高35倍。2、反应体系中有机溶剂对酶催化反应的影响有机溶剂是有机介质反应体系中的主要成分 之一。常用的有机溶剂可分为两大类： 一是水溶性有机溶剂，如甲醇、乙醇、丙醇、 正丁醇、甘油、丙酮、乙腈等； 二是水不溶性的有机溶剂，如石油醚、己烷、 庚烷、苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、乙醚、 戊醚等。（1）有机溶剂对酶结构的影响： 破坏酶的空间结构甚至引起酶的变性失活：碱性磷酸酶悬浮于乙腈中20h（60以上的酶不可逆变性失 活）；悬浮在丙酮中36h（75以上的酶呈现不可逆失活） 对酶的表面结构和

17、活性中心产生一定的影响 但其整体结构和活性中心基本上保持完整：脂肪酶、蛋白酶、多酚氧化酶等有机介质酶反应体系中的有机溶剂本身对酶促 反应主要通过以下三种途径发生作用：直接与酶发生作用干扰氢键和疏水键等改变酶的构 象，从而导致酶的活性被抑制或失活： a、枯草杆菌蛋白酶晶体原有119个与酶分子结合水分 子，悬浮在乙腈中后，与酶分子结合的水分子只有99 个，有12个乙腈分子结合到酶分子中，其中有4个是 原来水分子结合位点； b、辣根过氧化物酶在甲醇中催化时，甲醇分子可以 进入酶的活性中心，与卟啉铁配位结合。有机溶剂和能扩散的底物或反应产物相互作用， 影响正常反应的进行；有机溶剂还可以直接和酶分子周围

18、水相互作用： 一般认为在非水相反应体系中极性强的有机溶剂对酶 的催化活性不利，因为它们会剥夺酶表面微环境中的必需水而使酶失活，所以在多数情况下，酶在疏水性 强的有机溶剂中保持较高的活性。 研究证明在非水介质中加入乙二醇、多元醇聚合物、 大环有机物均可起到稳定酶或增强其活性及选择性的 作用。（2）有机溶剂对酶活力的影响： Laane深入研究了溶剂的理化性质与酶活力的相关性，其中包 括希尔德布兰德溶解度参数()、介电常数()、偶极距()以及 分配系数的对数(lgP)等，发现lgP与酶活力之间具有最好的相 关性：lgP越大，溶剂的疏水性越强；lgP越小，溶剂的亲水性 越强。将常用的30多种有机溶剂根

19、据其在水中的溶解度分为三 类：常用有机溶剂的分类及对酶活性影响规律酶在不同性质有机溶剂中的催化反应研究结果表明，酶 活力与lgP之间存在以下相关性： 在lgP2的极性溶剂中，酶具较低催化活力，极性溶剂会强 烈地扰动水与催化剂之间的相互作用，导致酶二级结构（a-螺 旋和-折叠）及高级结构出现脱稳而活性丧失； 在2lgP4的中等极性溶剂中，酶常常表现出中等催化活力， 具有较弱的水扰动能力，影响的程度与酶的特性和体系性质 有关； 在lgP4的非极性溶剂中，酶有较高的催化活力，非极性溶 剂通常不会扰动酶的必需水层。（3）有机溶剂对底物和产物分配的影响： 酶在有机介质中进行催化反应，酶的作用底物首先必须

20、进入必 需水层，然后才能进入酶的活性中心进行催化反应。反应后生 成的产物也首先分布在必需水层中，然后才从必需水层转移到 有机溶剂中，而产物也必须移出必需水层，酶催化反应才能继续进行下去。有机溶剂能改变酶分子必需水层中底物和产物的浓度。 如果有机溶剂的极性很小，疏水性太强，则疏水性底物虽然在 有机溶剂中溶解度大，浓度高，但难于从有机溶剂中进入必需水层，与酶分子活性中心结合的底物浓度较低，而降低酶的催 化速度； 如果有机溶剂的极性过大，亲水性太强，则疏水性底物在有机 溶剂中的溶解度低，底物浓度降低，也使催化速度减慢。（4）有机溶剂对酶活性和选择性的调节有机溶剂对酶活性的调节原因分析说明减少或消除的

21、措施扩散性限制大多数如此认为充分搅动酶反应体系或使用小颗粒酶活性中心的封闭只造成几倍的酶活力下降严重时可采用晶体酶酶蛋白构象变化在冻干酶过程中或其他脱使用保护剂，或在有机相中使用两性水过程中易产生分子制备酶的复合体底物脱离溶剂，束对疏水性溶剂会使酶活力选择合适溶剂，产生合适溶剂与底物缚能力差减少l00倍左右的作用过渡态的不稳定性过渡态部分暴露在溶剂中选择能够产生与过渡态相适合的溶剂产生的不稳定性有机溶剂对酶选择性的调节： 有机溶剂中酶结构的刚性增强，从而为有机溶剂调节 酶功能提供了一种可能的手段，也即利用有机溶剂的 性质来调节酶的选择性（溶剂工程）。 酶在不同介电常数的有机溶剂中，其分子结构刚

22、性程 度不同。在低介电常数的有机溶剂如乙腈中柔性要比 高介电常数的有机溶剂如二嗯烷中要高。当酶处于高 介电常数的有机溶剂中时酶分子柔性降低，S-型异构 体遇到的空间障碍减少，酶反应活性增大，导致酶的 对映体选择性减小。四、酶在有机介质中的催化特性酶在有机介质中起催化作用时，由于有机溶剂的极性与水有很大差别，对酶的表面结构、活性中心的结合部位和底物性质都会产生一定的影响，从而显示出与水相介质中不同的催化特性： 底物特异性 对映体选择性 区域选择性 键选择性 热稳定性 pH“记忆”与pH “忘记”底物特异性（底物专一性） 酶在水溶液中进行催化反应，具有高度的底物专一性，是酶 催化反应的显著特点之一

23、。在有机介质中，由于酶分子活性 中心的结合部位与底物之间的结合状态发生某些变化，致使 酶的底物特异性发生改变。有机溶剂具有不同的极性，所以 在有机介质中，酶的底物专一性会发生改变。例如胰蛋白酶等蛋白酶在催化N-乙酰-L-丝氨酸乙酯和N-乙 酰-L-苯丙氨酸乙酯的水解反应时： 在水溶液中，后者比前者催化水解的速度快104倍； 在辛烷介质中，前者比后者催化水解的速度快20倍。底物介质水解速度水N-乙酰-L丝氨酸乙酯胰蛋白酶N-乙酰-L-苯丙氨酸乙酯辛烷对映体选择性 酶的对映体选择性又称为立体选择性或立体异构专一性，是酶 在对称的外消旋化合物中识别一种异构体能力大小的指标。酶 立体选择性的强弱可以用

24、立体选择系数(KLD)的大小来衡量。Kcat式中，KLD立体选择系数；KmLLL-型异构体；KLD=DD-型异构体；Km米氏常数；KcatKcat酶的转换数KmD 立体选择系数越大，酶催化的对映体选择性越强 外消旋化合物：两种对映异构体以等量的形式共同存在于 晶格中，形成均一的结晶。 产生的主要原因：由于两个不同构型对映异构分子之间的 亲和力大于同构型分子之间的亲和力，结晶时两个不同构 型对映异构分子等量析出，共存于同一晶格中。 酶在水溶液中立体选择性强； 酶在疏水性强的有机溶剂中，立体选择性差。 原因： 这种选择性是由底物的两种对映体把水分子从酶分子中置换出 来的能力决定的； 有机介质的疏水

25、性加大，L型底物置换水的过程在热力学上不利 酶对映体选择性的意义在于： 蛋白酶在水溶液中对L-氨基酸起作用； 在有机介质中对D-氨基酸起作用； 因此在合成手性药物时可以利用酶的对映体选择性这种特性来选择酶反应的介质。区域选择 酶在有机介质中进行催化时，具有区域选择性，即酶能够选择底物 分子中某一区域的基团优先进行反应。酶区域选择性的强弱可以用 区域选择系数Ks.t的大小来衡量。区域选择系数与立体选择系数相 似，只是以底物分子的区域位置s,t代替异构体的构型L，D。KcatKmsKs,t=KcatKmt 例如脂肪酶催化1，4-二丁酰基-2-辛基苯与丁醇之间 的转酯反应: 在甲苯介质中，区域选择系

26、数K4,1=2，表明酶优先作 用于底物C4位上的酰基； 在乙腈介质中，区域择系数K4,1=0.5，则表明酶优先 作用于底物C1位上的酰基。 从而得出在两种不同的介质中区域选择系数相差4倍。1,4-二丁酰基-2-辛基苯 +丁醇K4，1脂肪酶甲苯2转脂反应乙腈0.5键选择性 即在同一个底物分子中有2个以上的化学键都可以与酶反应时， 酶对其中一种化学键优先进行反应。 键选择性与酶的来源和有机介质的种类有关。例如脂肪酶催化6-氨基-1-己醇酰化反应，底物分子中的氨 基和羟基都可能被酰化分别生成肽键和酯键： 采用黑曲霉脂肪酶催化时，羟基酰化占绝对优势； 采用毛霉脂肪酶催化时，氨基酰化占绝对优势； 在不同

27、的有机介质中，氨基酰化与羟基酰化程度也有所不同。黑曲霉脂肪酶6-氨基-1-已醇毛霉脂肪酶占优羟基酰化生成肽键氨基酰化生成酯键热稳定性许多酶在有机介质中热稳定性比在水溶液中的热稳定性更好。胰脂肪酶在水溶液中100时很快失活；而在有机介质中，在相同的温度条件下半衰期却长达数小时。 酶在有机介质中的热稳定性还与介质中的水含量有关，通常情况下， 随着介质中水含量的增加，其热稳定性降低。细胞色素氧化酶在甲苯中的水含量从0.3增加到l.3时，半衰期从4h减少到1.7min。 在有机介质中，酶的热稳定性之所以增加，可能是由于有机介质中 缺少引起酶分子变性失活的水分子所致。因为水分子会引起酶分子 中天冬酰胺和

28、谷氨酰胺的脱氨基作用，还可能会引起天冬氨酸肽键 的水解、半胱氨酸的氧化、二硫键的破坏等。某些酶在有机介质与水溶液中的热稳定性酶介质条件热稳定性猪胰脂肪酶三丁酸甘油酯T1/2 26h水， pH7.0T1/2 2 min酵母脂肪酶三丁酸甘油酯/庚醇T1/2=1.5h水，pH7.0T1/2 2 min脂蛋白脂肪酶甲苯，90，400 h活力剩余40胰凝乳蛋白酶正辛烷，100T1/2 = 80 min水，pH 8.0, 55T1/2 = 15min枯草杆菌蛋白酶正辛烷，110T1/2 = 80min核糖核酸酶壬烷，110，6 h活力剩余95水，pH 8.0, 90T1/2 24h( F1-ATPase)

29、水， 60T1/2 10 min限制性核酸内切酶正庚烷，55，30d活力不降低（Hind ）-葡萄糖苷酶2-丙醇，50，30 h活力剩余80溶菌酶环己烷，110T1/2=140min水T1/2= 10minpH“记忆”与pH “忘记” 在水溶液中，pH值是影响酶催化的重要因素。因为在 水溶液中缓冲液的pH值决定了酶分子活性中心基团的 解离状态和底物分子的解离状态，从而影响酶与底物 的结合和催化反应。 然而在有机溶剂中，不存在质子获得或丢失的条件， 那么，在有机介质中，pH值是如何影响催化反应呢？pH“印记”或pH“记忆” 在有机介质反应中，酶所处的pH环境与酶的冻干或吸附到载 体之前所使用的缓

30、冲液pH值相同。因为酶在冻干或吸附到载 体之前，先置于一定pH值的缓冲液中，缓冲液的pH值决定了 酶分子活性中心基团的解离状态。当酶分子从水溶液转移到 有机介质中时，酶分子保留了原有的pH印记，原有的解离状 态保持不变，即酶分子在缓冲液中所处的pH状态仍然保持在 有机介质中。 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值接近或相同。 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。pH“忘记” 由于受到有机相缓冲液的影响，控制着有机介质中酶的解 离状态，使酶分子的pH“印记”特性不再起作用，酶完全 “忘记”干燥前

31、它所处的溶液pH。 研究表明，在含有微量水的有机介质中，某些疏水性的酸 与其相对应的盐组成的混合物，或者某些疏水性的碱与其 相对应的盐组成的混合物可以作为有机相缓冲液使用，以 中性或离子对的形式溶解于有机溶剂中，这两种存在形式 比例控制着有机介质中酶的解离状态。 有些酶在有机介质中催化的最适pH值与水溶液中催化的最 适pH值有较大差别，需要在实际应用时加以调节控制。五、有机介质中酶催化反应的类型及其控制（1）有机介质中酶催化反应的类型 转移反应 醇解反应 合成反应 氧化还原反应 裂合反应（1）转移反应脂肪酶R1COOR2+R3COOH R1COOR3+R2COOH转酯反应（2）醇解反应CH2-C=OCH2-COOH假单胞脂肪酶R1-CHO +R2OH R1-CHCH2-C=OCH2-COOR2(3)合成反应R1COOH+R2OH脂肪酶R1COOR2+HOH酯酶蛋白酶R1CHCOOH+R2CHCOOH H2NCHCONHCHCOOH+H2ONH2NH2R1R2（4）氧化还原反应RCHO+NADH+H+ RCH2OH+NAD+醇脱氢酶R1COR2+NADH+H+ R1CH(OH)R2+NAD+（5）裂合反应醇腈酶RCHO+HCN RCH(OH)CN（2）