理论教育 生物催化剂在有机溶剂中的特性

生物催化剂在有机溶剂中的特性

时间:2023-11-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:因而通过选择不同性质的溶剂来调控酶的某些特性成为可能。在有机介质中进行的生物催化反应,可以省略产物的萃取分离过程,有利于提高收率。脂溶性底物和产物在有机溶剂中的高度溶解性,有利于提高底物浓度总的水平。酶在有机溶剂中的不溶性,使它们可以在反应中以固体形式存在,反应后可通过简单的过滤方法回收。在有机溶剂的存在下,一般不存在微生物污染问题。

生物催化剂在有机溶剂中的特性

(1)酶分子中肽链某一部分的折叠和去折叠激酶-底物复合物形成过程中,将发生许多微环境上的变化,如氢键的形成或断裂等,这种过程在水溶液中较强。酶在有机介质中由于水分的减少,相对来说酶分子的构象表现出比水溶液中更具有“刚性”特点。因而通过选择不同性质的溶剂来调控酶的某些特性成为可能。可以利用“生物印迹”(bio-imprinting)来调控底物专一性、立体选择性和对映选择性。

(2)在适当条件下,可以改变酶促反应的热力学平衡向有利于合成方向进行。因此,可以使用水解酶(主要是蛋白水解酶和脂肪酶)进行酯、聚酯、内酯、酰胺和肽等化合物的合成。

(3)由于引起酶变性的许多因素与水的存在有关,因此在有机介质中酶的稳定性得到显著提高。如猪胰脂肪酶(PPL)在99%的有机介质中100℃保温数10h仍保持较高的酶活性。而在此温度下,酶在水溶液中迅速失活。

(4)由于有机溶剂的存在,水量减少,大大降低了许多需要水参与的副反应,如醋酐的水解、氰醇的消旋化和酰基转移等。

(5)在有机介质中进行的生物催化反应,可以省略产物的萃取分离过程,有利于提高收率。(www.daowen.com)

(6)脂溶性底物和产物在有机溶剂中的高度溶解性,有利于提高底物浓度总的水平。同时由于底物和产物的高脂溶性,它们在酶分子表面的实际浓度较低,可以减少底物或产物对酶引起的抑制作用。

(7)酶在有机溶剂中的不溶性,使它们可以在反应中以固体形式存在,反应后可通过简单的过滤方法回收。

(8)在有机溶剂的存在下,一般不存在微生物污染问题。

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