课件：酶的非水相催化ctgu.ppt

从生物质到生物柴油 生物柴油生产装备 美国生物柴油发展趋势 生物柴油的生产方法 目前生物柴油主要是用化学法生产，采用酸、碱催化油脂与甲醇之间的转酯反应，而生成脂肪酸甲酯。反应时间短，成本低。但在反应过程中使用过量的甲醇，而使后处理过程变得较为繁杂。能耗高；色泽深，在高温下容易变质；酯化产物难于回收；生产过程有废碱液排放 新方法：生物酶法，在有机介质中，脂肪酶可以催化油脂与小分子醇类的酯交换反应，生成小分子的酯类混合物。条件温和，醇用量小、无污染排放。缺点：对甲醇及乙醇的转化率低，一般仅为40%～60%，酶的使用寿命短。副产物甘油和水难于回收，不但对产物形成抑制，而且甘油对固定化酶有毒性，使固定化酶使用寿命短。 本章 目录 思 考 题 1、何谓酶的非水相催化，非水相中酶的特性和酶促反应的特点是什么？ 2、为什么在非水相中酶仍然可以保持催化活性和稳定性？ 3、什么是必需水和水活度，水如何影响非水相中酶的特性？ 4、分析lgP与酶活性之间的关系。 5、在有机溶剂中如何调节酶的催化活性和选择性？ 何谓酶的非水相催化，非水相中酶的特性和酶促反应的特点是什么？ 酶在非水介质中进行的催化作用称为酶的非水相催化。 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。如底物专一性发生变化，具有对映体选择性、区域选择性、化学键选择性；热稳定性提高，储存稳定性提高；最适pH相近。 1．有利于疏水性底物的反应， 能催化在水中不能进行的反应。 2．可提高酶的热稳定性。 3．可改变反应平衡移动方向。 4. 可控制底物专一性。 5. 酶和产物易于回收。 6. 可避免微生物污染。 非水相中酶促反应的特点 为什么在非水相中酶仍然可以保持催化活性和稳定性？ 在适宜的非水相中，合适的水分含量维持了酶分子的完整空间构象，使得酶分子结构具有一定的柔性，极性适宜的有机溶剂使得酶分子的刚性增加，因此，在非水相中酶仍然可以保持催化活性和稳定性。 什么是必需水和水活度，水如何影响非水相中酶的特性？ 紧紧吸附在酶分子表面，维持酶催化活性所必需的最少水量，称为必需水。 水活度是指非水相酶反应体系中水的逸度与纯水的逸度之比。 非水相酶反应体系中水含量为水活度在0.5—0.6之间时酶的活性最高，若水含量过高，则酶的稳定性降低。 分析lgP与酶活性之间的关系 在非水相酶反应体系中，有机溶剂的极性越强（lgP 2） ，越容易夺取酶分子结合水，对酶活力的影响就越大；有机溶剂的疏水性越强（lgP ＞5），酶反应底物和产物的分配受到影响，对酶活力的影响就越大。所以，通常选用2 ≤ lgP ≤ 5 的溶剂作为催化反应介质。 后面内容直接删除就行 资料可以编辑修改使用 资料可以编辑修改使用 主要经营：网络软件设计、图文设计制作、发布广告等 公司秉着以优质的服务对待每一位客户，做到让客户满意！ 致力于数据挖掘，合同简历、论文写作、PPT设计、计划书、策划案、学习课件、各类模板等方方面面，打造全网一站式需求 * * * * 在低水有机溶剂体系中，酶的稳定性与含水量密切相关； 一般在低于临界含水量范围内，酶很稳定；含水量超出临界 含水量后酶稳定性随含水量的增加而急剧下降。 6、pH值特性 ◆在有机介质反应中，酶所处的pH 环境与酶在冻干或吸附到载体上之前所使用的缓冲液 pH 值相同。这种现象称之为pH印记（pH-imprinting）或称为pH记忆。 ◆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 值接近或者相同。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。 有机相酶反应的优点 1．有利于疏水性底物的反应， 能催化在水中不能进行的反应。 2．可提高酶的热稳定性。 3．可改变反应平衡移动方向。 4. 可控制底物专一性。 5. 酶和产物易于回收。 6. 可避免微生物污染。 6.4 有机介质中酶催化反应的条件及其控制 ◆酶在有机介质中可以催化多种反应，主要包括：合成反应、转移反应、醇解反应、氨解反应、异构反应、氧化还原反应、裂合反应等。 ◆酶在有机介质中的各种催化反应受到各种因素的影响：酶的种类和浓度、底物的种类和浓度、有机溶剂的种类，水含量、温度、pH和离子强度等。 酶种类的选择：应具有对有机介质变性的潜在能力，在有机介质中能保持其催化活性构象，还要特别注意酶的稳定性、底物专一性、对映体选择性、区域选择性、键选择性等。 酶形式的选择： ⑴ 酶粉：a-胰凝乳蛋白酶在酒精中转酯反应，催化活性随反应体系中酶量