酶催化反應(yīng)研究進(jìn)展1

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1、酶催化反應(yīng)研究進(jìn)展摘要：簡(jiǎn)述了酶催化優(yōu)點(diǎn)和不足及近年來(lái)五種不同體系（有機(jī)溶劑體系、反膠束體系、低共熔體系、超臨界流體體系、氣相體系）屮酶催化反應(yīng)的概況并闡明了此反應(yīng)體系的優(yōu)勢(shì)Z處及還有那些不足。且酶作為一種生物催化劑，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中，酶工程是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分，對(duì)各領(lǐng)域的技術(shù)性突破具有一定的影響。隨著酶工程不斷地技術(shù)性突破，酶在醫(yī)藥工業(yè)方面、食品工業(yè)方面、輕工業(yè)、有機(jī)合成方面等都的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。作為一項(xiàng)新技術(shù)，它對(duì)各領(lǐng)域勢(shì)必會(huì)冇一定的推進(jìn)作用。關(guān)鍵詞酶催化反應(yīng)，反應(yīng)體系，應(yīng)用Titlexxxxx（4號(hào)TimesNewRoman,

2、實(shí)詞首字母大寫）Abstractxxxxxxx（小4號(hào)TimesNewRoman,1.5倍行距，第一個(gè)字應(yīng)頂格寫）Keywords1酶催化的介紹酶是一種具有特殊三維空間構(gòu)象的蛋口質(zhì)，它能在生物體內(nèi)催化完成許多廣泛且具冇特異性的反應(yīng)。隨著生化技術(shù)的進(jìn)展,酶催化反應(yīng)越來(lái)越多地被冇機(jī)化學(xué)家作為一種手段應(yīng)用于有機(jī)合成。酶有專一的、有催化活性的性質(zhì)，它們?cè)隗w內(nèi)兒乎參與了所有的轉(zhuǎn)變過(guò)程，催化生物分子的轉(zhuǎn)化；也催化許多體內(nèi)存在的物質(zhì)發(fā)生變化，使人體得以冇正常的新陳代謝。許洪高、高彥祥等人述發(fā)明了一種酶催化反應(yīng)的裝置。1.1酶催化的優(yōu)點(diǎn)酶作為一種生物催化劑自然具備

3、其特冇的優(yōu)點(diǎn)，如酶催化效率高，專一性強(qiáng)，可減少或避免副反應(yīng)；可以利用酶通過(guò)有限的步驟實(shí)現(xiàn)許多化學(xué)方法難以完成的反應(yīng)；反應(yīng)條件溫和，可節(jié)省能源，減少設(shè)備費(fèi)用；而11酶來(lái)自生物體本身，故它是生物體可降解的無(wú)環(huán)境毒害性物質(zhì)，符合將廢棄物控制在最小限度，實(shí)現(xiàn)原子經(jīng)濟(jì)的綠色化學(xué)要求。1.2酶催化的不足盡管酶催化反應(yīng)有如此多的優(yōu)點(diǎn)，以iW作為生物催化劑在工業(yè)生產(chǎn)屮的應(yīng)用到口前為止還不是很普遍主要有以下兒個(gè)原因：在催化反應(yīng)環(huán)境中存在的熱、酸、堿、氧化劑、重金屈離子，而酶本身是生物大分子，且許多酶是胞內(nèi)酶，細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境通常比較穩(wěn)定,故可能會(huì)因催化反應(yīng)的環(huán)境中的因素

4、導(dǎo)致酶分了失活破壞酶的穩(wěn)定性；一些酶對(duì)價(jià)格通常較昂貴的輔酶冇較強(qiáng)的依賴性；在化學(xué)反應(yīng)體系中應(yīng)用酶作催化劑，酶的催化活性和選擇性往往并不I?分理想汀悔的來(lái)源及成木問(wèn)題,許多工業(yè)用酶成本較高，而口種類有限。2酶催化與有機(jī)合成反應(yīng)酶的催化效率很高，在可比較的情況下其催化效率一般是無(wú)機(jī)催化劑的10"倍且酶對(duì)底物有高度的專一性，每種酶只促進(jìn)一定的反應(yīng)，生成-定的產(chǎn)物，產(chǎn)物的純度很高。故將酶催化反應(yīng)用于一般的有機(jī)合成，并能像在有機(jī)體內(nèi)那樣可在溫和條件卜?高效地催化反應(yīng)的進(jìn)行，是許多有機(jī)合成工作者夢(mèng)寐以求的，并為此不懈努力著，使得酶在有機(jī)合成中的應(yīng)用，已成為合成

5、方法學(xué)中的一個(gè)新的亮點(diǎn)。2.1不同反應(yīng)體系中的的酶催化反應(yīng)近年來(lái)將酶催化反應(yīng)的反應(yīng)體系分為5種，分別是有機(jī)溶劑體系、反膠束體系、低共熔體系、超臨界流體體系和氣相體系屮的酶催化反應(yīng)。2.1.1有機(jī)介質(zhì)中的酶催化反應(yīng)來(lái)自生物體內(nèi)的酶，一般認(rèn)為只能在水溶液屮發(fā)揮英催化作用，I佃冇機(jī)溶劑則被認(rèn)為是酶的變性劑，這種傳統(tǒng)觀念直到80年代中期才被打破。美國(guó)科學(xué)家首先用實(shí)驗(yàn)證明，酶能在有機(jī)溶劑中進(jìn)行酶催化反應(yīng)，從而開(kāi)辟了非水酶學(xué)這一嶄新的研究領(lǐng)域，大大擴(kuò)展了酶的應(yīng)用范圍，也為酶學(xué)研究注入了新的生機(jī)與活力。有機(jī)溶劑中的酶有兩種形式:一是分散在有機(jī)溶劑中;二是包埋在反

6、相膠團(tuán)中o無(wú)論哪種形式酶都會(huì)冇一定的水分，故冇機(jī)溶劑屮酶實(shí)際上指的是低水含量介質(zhì)中的酶。研究表明，冇機(jī)溶劑中的酶和水溶液中的酶一?樣具有高度的底物選擇性。此外,有機(jī)溶劑屮的酶述有以下一些特點(diǎn)：在有機(jī)溶劑屮，很多在水屮不溶的非極性底物可以很好地溶解；有機(jī)溶劑可促使熱力學(xué)平衡向合成方向移動(dòng)，如蛋口水解酶在水屮催化膚鍵水解，而在有機(jī)溶劑屮則催化膚鍵合成；在冇機(jī)溶劑屮，所冇冇水參與的副反應(yīng)將受到抑制"在有機(jī)溶劑中酶的熱穩(wěn)定性顯著提高，可通過(guò)提高溫度加速催化反應(yīng)進(jìn)行；反應(yīng)后產(chǎn)物純化容易，酶容易回收再利用；在冇機(jī)溶劑屮不易發(fā)牛微牛物污染低水環(huán)境可用于穩(wěn)定具有未

7、知催化性質(zhì)的構(gòu)象界構(gòu)體及在水中壽命極短的酶反應(yīng)中間體，這對(duì)弄清酶反應(yīng)機(jī)理I?分重要。有些通常用化學(xué)法難以完成的反應(yīng)，現(xiàn)在可以用冇機(jī)溶劑屮的酶來(lái)完成。2.1.2反膠束體系中的酶催化反應(yīng)反膠束是表面活性劑分子在非極性冇機(jī)溶劑中自發(fā)形成具冇熱力學(xué)穩(wěn)定性的納米級(jí)聚集體，其內(nèi)部可溶解水和其它親水性分子。反膠朿具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)特征,它能使表面活性劑分子組成的膜將油水兩相分隔開(kāi)，高度分散反膠束體系不僅為酶催化反應(yīng)捉供巨大相界而，但述可避免酶與周圍冇機(jī)溶劑直接接觸，從而使保持較高活性。且反膠束體系還可較好模擬酶的犬然環(huán)境，因此，在反膠束體系下大多數(shù)酶可保持較高活性和穩(wěn)

8、定性，有時(shí)甚至表現(xiàn)出超活性。許多研究表明反膠束體系下酶催化反應(yīng)與水介質(zhì)中相比冇著許多優(yōu)點(diǎn)。反膠束酶體系優(yōu)點(diǎn)主要包括：穩(wěn)定微