有機介質(zhì)中酶催化反映的影響因素

1、有機介質(zhì)中酶催化反映的影響因素之前我們學習了酶在有機介質(zhì)催化的多種反應(yīng)，但其實這些反應(yīng)在進行時，酶會受到各種因素的影響，主要有；1. 酶的種類和濃度2. 底物的種類和濃度3. 有機溶劑的種類4. 水含量和水活度5. 溫度6. pH7. 離子強度，等等。So,為了提高酶的催化效率和選擇性，就要加以調(diào)控以上各種條件。酶的種類和濃度1. 不同的酶具有不同的結(jié)構(gòu)和特性；同一種酶，由于來源和處理 方法不同，其特性也有差異。同時要特別注意酶的穩(wěn)定性、底 物專一性、對映體選擇性、區(qū)域選擇性、鍵選擇性等。2. 一般情況下，酶催化反應(yīng)速度與酶濃度成正比。但綜合成本等 其他因素，酶濃度必須控制在適宜范圍。底物的種

2、類和濃度1. 根據(jù)酶在有機介質(zhì)中的專一性選擇適宜底物2. 根據(jù)底物濃度對酶催化反應(yīng)速度的影響，在使用時，底物濃度 控制在較高的濃度范圍； 考慮底物在有機溶劑和必需水層中的分配情況，要根據(jù)底物的 極性，結(jié)合有機溶劑的選擇，控制好底物濃度； 由于有時產(chǎn)生高濃度底物對酶反應(yīng)有抑制作用，故要采取適宜 的方法，使底物濃度持續(xù)維持在一定的濃度范圍內(nèi)。有機溶劑的種類1. 不同的有機溶劑，極性不同，對酶分子的結(jié)構(gòu)及底物和產(chǎn)物的分 配的影響不同，進而影響酶催化反應(yīng)速度，甚至影響酶的底物專 一性、對映體選擇性、區(qū)域選擇性和鍵選擇性等。故有機溶劑的 極性選擇要適當。通常選用2lgP52lgP5的溶劑作為催化反應(yīng)介質(zhì)

3、。 2. 水與有機介質(zhì)混溶的單相反應(yīng)體系中，有機溶劑含量對酶催化有 影響。 如：與水混溶的二氧六環(huán)介質(zhì),辣根過氧化酶(HRP)催化對苯基苯 酚的聚合反應(yīng),隨著二氧六環(huán)的含量增加,酶催化得到的聚合物的 分子量也增加,80%時最大。二氧六環(huán)含量二氧六環(huán)含量/%/%聚合物相對分子質(zhì)聚合物相對分子質(zhì)量量水含量和水活度1. 當其它的影響因素不變時，體系的水含量或水火活度對酶催化 反應(yīng)速度（酶活性）有影響，而且只有達到最適水含量或水活 度，酶催化反應(yīng)速度最大（酶活性最高）。2. 最適水含量通常隨溶劑極性增大（lgP減小）而增大，而最適水 活性與溶劑的極性無關(guān)。故在實際應(yīng)用時應(yīng)當控制反應(yīng)體系的 水活度在最適

4、水和度的范圍內(nèi)。（水活度更能確切地反映水對 酶催化反應(yīng)速度（酶活性）的影響）水含量水含量反應(yīng)速度反應(yīng)速度21341-1-已烷已烷2-2-四氯甲烷四氯甲烷3-3-甲苯甲苯4-4-苯苯溫度1. 溫度升高能加快化學反應(yīng)速度與過高的溫度會引起酶失活兩方面綜合，故在實際 使用時，酶催化反應(yīng)的溫度通?？刂圃谧钸m溫度范圍內(nèi)。2. 微水有機介質(zhì)中，含水量低，酶的熱穩(wěn)定性增強，其最適溫度高于水溶液中催化 的最適溫度，確定其最適溫度。3. 溫度升高，酶的立體選擇性降低；反之升高。Lam和Keinan的實驗結(jié)果支持此結(jié) 論；手性分子的拆分。為此，要控制適宜的反應(yīng)溫度，使酶催化反應(yīng)在較高的反 應(yīng)速度以及較強的立體選擇性條件下進行。pH和離子強度1. 由于pH會直接影響酶的催化活性，故pH通?？刂圃谧钸mpH范圍 內(nèi)。2. 酶在有機介質(zhì)中的最適PH值通常與在水溶液中催化的最適pH相 同或接近。3. 可通過調(diào)節(jié)緩沖液pH的方法調(diào)節(jié)有機介質(zhì)中酶催化的pH值。 酶雖有pH印記現(xiàn)象，但在冷凍干燥過程中，pH狀態(tài)有變化。 如：希令（hilling)發(fā)現(xiàn)緩沖液對冷凍干燥過程中pH值和酶活 力有影