水一有机溶剂混合体系中.PDF

维普资讯 第34卷第3期 上海师范大学学报 (自然科学版) VO1．34，No．3 2005年 9月 JournalofShanghaiNomlalUniversity(NaturalSciences) 2005 ，Sep． 水 一有机溶剂混合体系中 辣根过氧化物酶的催化反应 陈建波 ，夏春谷2，李树本2 (1．上海师范大学 生命与环境科学学院，上海 200234； 2．中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室，兰州 730000) 摘 要：运用分光光度法和傅立叶变换红外光谱研究了辣根过氧化物酶 (HRP)在 甲醇、乙腈 和二氧六环与水互溶溶剂体系中的性质变化，研究结果显示不同种类和含量的有机溶剂都使 HRP有不同程度的失活，HRP在有机溶剂中的米氏常数 (Km)增大了，但 HRP的活性点结构 没有遭到破坏，只是将活性部位从一个包埋于酶分子 内部的、疏水的环境暴露于极性的有机溶 剂中．傅立叶变换红外光谱研究结果显示在有机溶剂中酶分子的二级结构发生了变化，推测可 能是酶在有机溶剂中的活性降低 的原因． 关键词：有机溶剂；辣根过氧化物酶；傅立叶变换红外光谱 中图分类号 ：0643．32 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—5137(2005)03-0071-05 O 引 言 酶催化反应一般都在水溶液 中进行，但是有机溶剂是许多化学反应和工业化过程的常规体系，许多 酶催化反应的底物在水溶液中溶解度很小而易溶于有机溶剂，因此研究有机溶剂体系中的酶催化反应 具有十分重要的理论和应用价值 ¨ ．与水中相 比，许多酶在有机溶剂 中的催化活力通常会降低 ，其在 水溶液中的初始结构和功能也相应地会发生变化 ．对某些酶来说，不同的有机溶剂甚至会导致其催 化反应的底物专一性和对映体选择性的不同．研究非常规条件下有机溶剂体系中的酶的催化行为，不仅 使人们利用生物催化剂独有的高度选择性、反应条件温和以及极高的催化效率等优点来取代常规催化 剂完成许多极有价值的有机合成反应，或者催化许多动力学上很难进行的反应，而且还为许多重大理论 问题的研究提供了新的方法和手段．辣根过氧化物酶 (Horseradishperoxidase简称 HRP)是一种含有铁 卟啉的血红素蛋白，在过氧化氢存在下，可以催化多种有机和无机物的氧化反应．其催化反应过程如下： HRP + H2O2——— C0mp0und I CompoundI +AH2——— C0mp0undII+ ·AH CompoundII +AH2 HRP + ·AH HRP，中间化合物 I和I1分别在光谱Soret区的403nm、400nm和418nm有最大吸收 J，反应过程可 以 收稿 日期 ：2005-02—25 基金项 目：上海师范大学青年基金 (DKIA．04)． 作者简介：陈建波 (1973一)，女，上海师范大学生命与环境科学学院讲师；夏春谷 (1964一)，男，中科院兰州化学物理 研究所研究员． 维普资讯 上海师范大学学报 (自然科学版) 通过吸收峰的变化进行监测，辣根过氧化物酶因而成为研究酶催化反应的首选对象．研究结果显示 HRP是在有机溶剂中同样具有催化活力的一种酶 ，可以催化酚类、胺类的聚合反应 。J．但 HRP在有机 溶剂中的性质研究，特别是动力学和结构方面的研究很少，因此有必要对这一领域进行深入研究．我们 首次运用快速反应动力学和傅立叶变换红外光谱 ，探讨 了辣根过氧化物酶在水 一有机溶剂混合体系中 的性质变化． 2 材料与方法 2．1 试剂 辣根过氧化物酶：300活力单位／mg酶，上海西巴斯公司；无水甲醇、乙腈和二氧六环均为国产分析 试剂；过氧化氢、联苯胺 国产分析试剂，直接使