第八章酶的非水相催化学习教案

1、会计学1第八章酶的非水相催化第八章酶的非水相催化(cu hu)第一页，共51页。第1页/共51页第二页，共51页。第2页/共51页第三页，共51页。第3页/共51页第四页，共51页。第4页/共51页第五页，共51页。第5页/共51页第六页，共51页。第6页/共51页第七页，共51页。有机介质中的酶催化有机介质中的酶催化 有机介质中的酶催化是指酶在含有一定量水的有机介质中的酶催化是指酶在含有一定量水的有机溶剂中进行的催化反应。适用于底物、产物两有机溶剂中进行的催化反应。适用于底物、产物两者或其中之一为疏水性物质的酶催化作用。酶在有者或其中之一为疏水性物质的酶催化作用。酶在有机介质中由于能够基本保

2、持其完整的结构和活性中机介质中由于能够基本保持其完整的结构和活性中心的空间心的空间(kngjin)(kngjin)构象，所以能够发挥其催化功构象，所以能够发挥其催化功能。能。气相介质中的酶催化气相介质中的酶催化 酶在气相介质中进行的催化反应。适用于底物酶在气相介质中进行的催化反应。适用于底物是气体或者能够转化为气体的物质的酶催化反应。是气体或者能够转化为气体的物质的酶催化反应。 由于由于(yuy)(yuy)气体介质的密度低，扩散容易，因此气体介质的密度低，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。明显的不同特点。第7页

3、/共51页第八页，共51页。超临界介质中的酶催化超临界介质中的酶催化(cu hu)(cu hu) 酶在超临界流体中进行的催化酶在超临界流体中进行的催化(cu hu)(cu hu)反应。反应。超临界流体是指温度和压力超过某物质超临界点的流超临界流体是指温度和压力超过某物质超临界点的流体。体。 离子液介质中的酶催化离子液介质中的酶催化(cu hu)(cu hu) 酶在离子液中进行的催化酶在离子液中进行的催化(cu hu)(cu hu)作用。离子液作用。离子液（ionic liquidsionic liquids）是由有机阳离子与有机（无机）阴离）是由有机阳离子与有机（无机）阴离子构成的在室温条件下

4、呈液态的低熔点盐类，挥发性低、子构成的在室温条件下呈液态的低熔点盐类，挥发性低、稳定性好。酶在离子液中的催化稳定性好。酶在离子液中的催化(cu hu)(cu hu)作用具有良好作用具有良好的稳定性和区域选择性、立体选择性、键选择性等显著特的稳定性和区域选择性、立体选择性、键选择性等显著特点。点。 第8页/共51页第九页，共51页。第9页/共51页第十页，共51页。第10页/共51页第十一页，共51页。第11页/共51页第十二页，共51页。第12页/共51页第十三页，共51页。第13页/共51页第十四页，共51页。酶分子紧密结合的一层左右的水酶分子紧密结合的一层左右的水分子，即水化层分子，即水化

5、层n不同不同(b tn)酶与必需水结合的酶与必需水结合的紧密程度，以及所结合的必需水紧密程度，以及所结合的必需水数量是不同数量是不同(b tn)的的n必需水是维持酶分子间次级键所必需水是维持酶分子间次级键所必需的，是维持酶构象的必需的，是维持酶构象的“润滑润滑剂剂”第14页/共51页第十五页，共51页。过于过于“柔性柔性”，因变构而失活，因变构而失活n同一种酶，反应系统的最适含水同一种酶，反应系统的最适含水量与有机溶剂的种类、酶的纯度、量与有机溶剂的种类、酶的纯度、固定化酶的载体性质和修饰性质固定化酶的载体性质和修饰性质等因素有关等因素有关第15页/共51页第十六页，共51页。第16页/共51

6、页第十七页，共51页。第17页/共51页第十八页，共51页。第18页/共51页第十九页，共51页。n水性底物在有机溶剂中溶解度太水性底物在有机溶剂中溶解度太低低第19页/共51页第二十页，共51页。第三节第三节 酶在有机介质酶在有机介质(jizh)中的催化特性中的催化特性第20页/共51页第二十一页，共51页。第21页/共51页第二十二页，共51页。第22页/共51页第二十三页，共51页。第23页/共51页第二十四页，共51页。第24页/共51页第二十五页，共51页。n(biomin)的的“必需水必需水”只要在特只要在特定的定的 pH 和离子强度下，酶分子和离子强度下，酶分子活性中心周围的基因

7、才能处于活性中心周围的基因才能处于最佳的离子化状态，当酶分子最佳的离子化状态，当酶分子从水溶液转移到有机介质时，从水溶液转移到有机介质时，原有的解离状态不变，被保持原有的解离状态不变，被保持在有机介质中在有机介质中第25页/共51页第二十六页，共51页。第26页/共51页第二十七页，共51页。第27页/共51页第二十八页，共51页。第28页/共51页第二十九页，共51页。第29页/共51页第三十页，共51页。第30页/共51页第三十一页，共51页。酶酶催化的反应催化的反应应应 用用脂肪酶脂肪酶肽键的生成肽键的生成青霉素青霉素 G 前体肽合成前体肽合成酯合成、转酯化酯合成、转酯化各种酯类化合物的

8、生产各种酯类化合物的生产聚合聚合二酯的选择性聚合二酯的选择性聚合酰基化酰基化甘醇的酰基化甘醇的酰基化水解水解植物油脱胶（去除磷脂）植物油脱胶（去除磷脂）氨解氨解苯甘氨酸甲酯的拆分苯甘氨酸甲酯的拆分蛋白酶蛋白酶肽合成肽合成合成多肽合成多肽酰基化酰基化糖类酰基化糖类酰基化羟基化酶羟基化酶氧化氧化甾体药物生物转化甾体药物生物转化过氧化物酶过氧化物酶聚合聚合酚类、胺类化合物的聚合酚类、胺类化合物的聚合多酚氧化酶多酚氧化酶氧化氧化芳香族化合物的羟基化芳香族化合物的羟基化醇脱氢酶醇脱氢酶酯化酯化有机硅醇的酯化有机硅醇的酯化第31页/共51页第三十二页，共51页。 手性（手性（chirality）化合物，是

9、指化学组成化合物，是指化学组成(z chn)相同，而其相同，而其立体结构互为对映体的立体结构互为对映体的两种异构体化合物。两种异构体化合物。 手性药物，是指只手性药物，是指只含单一对映体的药物。含单一对映体的药物。第32页/共51页第三十三页，共51页。对映体对映体 A对映体对映体 B实实 例例疗效显著疗效显著疗效很弱或无效疗效很弱或无效S-(+)-neproxen（萘普生）的疗效是（萘普生）的疗效是 R-(-)-neproxen 的的28倍倍具有疗效具有疗效毒副作用毒副作用R-thalidomide（反应停）具有镇静作用；而（反应停）具有镇静作用；而 S-thalidomide 却能导致婴儿

10、畸胎却能导致婴儿畸胎具有药效具有药效 A具有相反药效具有相反药效 A5-(二甲丁基二甲丁基)-5-乙基巴比妥左旋体乙基巴比妥左旋体对神经系统对神经系统有镇静作用；而其有镇静作用；而其右旋体右旋体却有兴奋作用，但比却有兴奋作用，但比左旋体的镇静作用弱得多左旋体的镇静作用弱得多具有药效具有药效 A具有药效具有药效 B（与（与A无关）无关）S-trtoquinol（喘速宁）具有扩张支气管的药（喘速宁）具有扩张支气管的药效；而效；而 R-trtoquinol 具有抑制血小板凝集的作具有抑制血小板凝集的作用用具有药效具有药效 A具有互补性药效具有互补性药效 AS-propranolol（心得安）（心得安

11、）具有阻断具有阻断 -受体的受体的作用，而作用，而 R-propranolol 具有抑制具有抑制 Na+ 通道的通道的作用，因此外消旋体用药效果更好作用，因此外消旋体用药效果更好第33页/共51页第三十四页，共51页。 反应反应(fnyng)停是抗妊娠反应停是抗妊娠反应(fnyng)的的镇静药沙利度胺的俗称。孕妇在怀孕一二个月之镇静药沙利度胺的俗称。孕妇在怀孕一二个月之间，服用了反应间，服用了反应(fnyng)停的母亲生出畸形儿。停的母亲生出畸形儿。这种婴儿手脚比正常人短，甚至根本没有手脚。这种婴儿手脚比正常人短，甚至根本没有手脚。截至截至 1963 年，在世界各地由于服用该药物而诞年，在世界

12、各地由于服用该药物而诞生了生了 12000 多名畸形婴儿。这种药物的多名畸形婴儿。这种药物的 (R)-构型构型是安全有效的，而是安全有效的，而 (S)-构型被妊娠妇女服用后却构型被妊娠妇女服用后却能造成短肢畸胎。能造成短肢畸胎。第34页/共51页第三十五页，共51页。第35页/共51页第三十六页，共51页。第36页/共51页第三十七页，共51页。第37页/共51页第三十八页，共51页。领域领域应应 用用领域领域应应 用用医疗医疗外科手术缝合线外科手术缝合线伤口涂料伤口涂料人造血管制品人造血管制品药物缓释控释体系药物缓释控释体系骨骼替代品和固定物骨骼替代品和固定物工业工业无污染、可降解包装材料无

13、污染、可降解包装材料除锈剂、抗菌剂载体除锈剂、抗菌剂载体农业农业可降解农用薄膜可降解农用薄膜肥料、杀虫剂、除草剂控释材肥料、杀虫剂、除草剂控释材料料第38页/共51页第三十九页，共51页。第39页/共51页第四十页，共51页。第40页/共51页第四十一页，共51页。第41页/共51页第四十二页，共51页。自由基聚合自由基聚合(jh)阶段阶段自由基链传递自由基链传递(chund)阶段阶段第42页/共51页第四十三页，共51页。 酶法合成的聚酚具有较高的三阶非酶法合成的聚酚具有较高的三阶非线性光学系数线性光学系数(xsh) X(3)，是重要的非，是重要的非线性光学材料。线性光学材料。第43页/共51页第四十四页，共51页