酶工程与生物催化

２０１　１　镪　乞　报　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃａｔａｌｙｓｉｓ　Ｖｌｏ１．３２　Ｎｏ．６　

文章编号：０２５３－９８３７（２０１１）０６．１０５１—０５　Ｄｏｌ：ｌ０．３７２４／ＳＰＪ．１０８８　２Ｏ】１．０１２Ｉ１　

离子液体中　一葡萄糖苷酶生物催化合成　

王梦亮　，郭春侠　

山西大学应用化学研究所，山西太原０３０００６　红景　天甙　研究论文：１０５１～１０５５　

摘要：比较了聚乙　醇修饰的∥一葡萄糖苷酶在三种离子液体（［ｂｍｉｍ］ＰＦ６，［ｂｍｉｍ］ＢＦ４，［ｂｍｉｍ］Ｔｆ２Ｎ）及两种常用有机溶剂（１，４一　二氧六环、正己炕）中的催化性能，确定了适宜的反应介质；考察了底物浓度、温度、体系含水量和反应时问等因素对　．葡萄　糖苷酶催化合成红景天甙反应的影响．结果表明．在最佳反应介质［ｂｍｉｍ］ＰＦ６存在下，底物酪醇浓度为７０　ｍｍｏｌ／Ｌ，体系含水量　２％，于５０。Ｃ，反应２４　ｈ时，高达８８．５％的酪醇转化为红景天甙（即６１．９３　ｍｍｏｌ／Ｌ）．与有机溶剂相比，以ｆｂｍｉｍ］ＰＦ６为反应介质　对酶促合成红景天甙的反应过程具有明显的强化作用．　关键词：离子液体；　一葡萄糖苷酶；红景天甙；生物催化；酪醇　中图分类号：０６４３　文献标识码：Ａ　

收稿日期：２０１０－１２－０８．接受日期：２０１１－０３—０９．　通讯联系人．电话：（０３５１）７０１６ｌ０１；传真（０３５１）７０１６０７８；电子信箱：ｍｌｗａｎｇ＠ＳＸＵ．ｅｄｕ．ｃｎ　基金来源：山西省催化技术平台建设（２００８０９１００１）．　

Ｂｉｏｃａｔａｌｙｔｉｃ　Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　Ｓａｌｉｄｒｏｓｉｄｅ　ｂｙ　ｆｌ－Ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ　ｉｎ　Ｉｏｎｉｃ　Ｌｉｑｕｉｄｓ　

ＷＡＮＧ　Ｍｅｎｇｌｉａｎｇ　，ＧＵＯ　Ｃｈｕｎｘｉａ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＡｐｐｌｉｅｄ　Ｃｈｅｍｉｓｌ　．Ｓｈａｎｘｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉｙｕａｎ　０３０００６，Ｓｈａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ　

杂多酸催化剂

1. 含义

杂多酸(盐) 是高效催化荆, 既兼有配合物和金属氧化物较充分。结构特征,

又兼有强酸性和氧化还原性, 所以不仅可用作氧化3 杂多酸的酸型催化作用还原催化剂和酸催化荆, 还可作为两者兼有的双功能催化剂。杂多酸是很强的Bo s扭对酸, 它的催化机理与一般酸催化另夕除多酸(盐) 还具有结构稳定、再生速度快、活性高、不剂里一样. 但可能由于杂多阴离子半径大表面电荷密度小, 很难腐蚀设备、污染小、可修饰性强等优点, 被认为是分子筛之后溶剂化使它成为一种比通常含氧酸根咖N O犷,5 0 弓气PO弓,等嗽最有研究价值和开发前景的一类催化剂

2. 分类

杂多阴离子是由中心原子与氧原子组成的多面体(一般四面体、八面体和十二面体)和由配原子与氧原子组成的八面通过共梭及共用顶角配位而成。根据其组成和结构将其分为: Keggin和Anderson和silver,Wauggh,Dawson等，Dawson构是杂多化合物中最稳定结构, 相应的它们易合成、性质也稳杂多酸及其盐的氧化能力是饥配位的> 钥配位的> 钨配位的。钒。因此对Keggin和Anderson型杂多酸及其盐的研究较多，较充分。

3. 催化原理

杂多酸是很强的酸, 它的催化机理与一般酸催化，剂里一样. 但可能由于杂多阴离子半径大表面电荷密度小, 很难溶剂化使它成为一种比通常含氧酸根，度更大的减, 从而易于形成底物—阴离子中间体, 提高催化设备、无污染等优点而且人们发现它右佑稀烃炔烃水合、烷基环氧化物开环、醋类的醉交换等酸催化反，应中都具有更高的流招引比。其中丙烯水合反应在日本已实现了工业化。

4 应用

载体在催化剂中所起的几方面作用:#增加有效表面和提;∃提高催化剂的耐磨性和热稳定性,延长催化剂的使用寿命;%提供活性中心;&载体与活性组分作用形成新化合物或固体,产生新的化合物形态及晶体结构,引起催化剂活性的变化;∋增加催化剂的抗毒性能延长催化剂的使用;(均相催化剂的载体化。

酶工程：由酶学与化学工程技术、基因工程技术、微生物学技术相结合而产生的一门新的技术科学。它利用酶的催化作用，在一定的生物反应器中，将相应的原料转化成所需的产品。

锁钥学说（酶的专一性）：酶与底物分子或底物分子的一部分之间，在结构上有严格的互补关系

诱导契合学说：酶分子的构象与底物原来并非恰当吻合，只有当底物分子与酶分子相互碰撞时，可诱导底物的构象发生变化，使其与底物配合，然后才结合形成中间络合物，进而引起底物分子发生相应的化学变化。

酶：由生物体细胞合成的具有选择性催化功能的生物大分子( 包括蛋白质和核酸）

单纯酶(simple enzyme)：仅由氨基酸残基构成的酶。

结合酶(全酶)(conjugated enzyme)：由蛋白部分(酶蛋白apoenzyme)和非蛋白部分(辅助因子cofactor)组成

辅酶（coenzyme）：与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的方法除去。

辅基（prosthetic group）：与酶结合紧密，不能用透析或超滤的方法除去。

酶的活性中心 ：酶蛋白上只有少数氨基酸残基参与酶对底物的结合和催化，这些相关氨基酸残基在空间上比较靠近，形成一个与酶显示活性直接有关的区域，称为酶的活性中心。

必需基团 ：酶活性中心的一些化学基团为酶发挥催化作用所必须，这些基团若经化学修饰使其改变，则酶的活性丧失，称为必需基团。

接触残基(contact residues)：和底物直接接触，参与底物的化学转变，是活性中心的重要组成部分。。

辅助残基(auxiliary residues)：使酶与底物相互结合，辅助接触残基。

结构残基（structural residues）：维持蛋白酶形成一种有规则的空间构象

非贡献残基（non-contributing residues）：不参与酶的催化功能，对酶活性的显示不起作用

结合基团： 与底物结合的部位，决定酶的专一性；

催化基团 ：促使底物发生化学变化的部位，决定反应的性质。

比较酶和Fe3+的催化效率高中生物实验

高中生物实验考点提示：

为何要选新鲜的肝脏?因为在不新鲜的肝脏中，过氧化氢酶的活性会由于细菌的破坏而降低。

该实验中所用试管应选较粗的还是较细的?为什么?应选用较粗的，因为在较细的试管中容易形成大量的气泡，而影响卫生香的复燃。

为何要选动物的肝脏组织来做实验，其他动植物的组织的研磨液能替代吗?因为肝脏组织中过氧化氢酶含量较丰富;其它动植物组织也含有少量的过氧化氢酶，所以能够替代。

相同质量的块状肝脏和肝脏研磨液，哪一个催化效果好?为什么?研磨液效果好;因为它增加过氧化氢酶与过氧化氢的接触面积。

生物姐

很多同学疑惑，生物大题都是从哪里冒出来的？每次做题感觉似曾相识，但是填空却一个也答不上来，其实这些生物大题的出题根源都是生物教材上的实验改编而成的！大家只要记住教材上上的实验细节，还愁答不上题吗？(马上点标题下蓝字"高中生物"关注可获取更多学习方法、干货)

观察类实验

在此类实验中常综合运用显微观察技术、染色技术、玻片标本制作技术等。归类如下：

实验名称观察方式观察对象显微镜玻片标本染色剂生物材料观察叶绿体原色观察叶绿体高倍临时装片无菠菜叶观察细胞

质流动细胞质(以叶绿体作参照)高倍临时装片无黑藻

嫩叶

观察质壁分离与复原紫色大液泡高倍临时装片无洋葱

表皮

观察有

丝分裂染色观察染色体高倍临时装片龙胆紫

(醋酸洋红)洋葱根尖脂肪的鉴定脂肪高倍切片→临时装片苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液花生种子

鉴别类实验

在此类实验中，常利用某种试剂对生物体或细胞中成分进行鉴别.针对不同的鉴别对象，采用不同的试剂。归类如下：

实验名称鉴定对象试剂颜色水浴加热生物材料生物组织中糖类的鉴定淀粉碘液蓝色无脱色的叶片还原糖斐林试剂

(班氏试剂)砖红色需要(加热煮沸)含糖量高的白色或近白色的植物组织、尿液、血浆

蛋白质

的鉴定蛋白质双缩脲试剂紫色无豆浆、牛奶、鸡蛋清、蛋白质类酶DNA粗提