酶的非水相催化(2)
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酶的改性:通过各种方法改进酶的催化特性的技术过程,主要包括酶分子修饰、酶固定化、酶非水相催化和酶定向进化等。
非竞争性抑制(noncompetitive inhhibition):指抑制剂与底物分别与酶分子上的不同位点结合而引起酶活性降低的抑制作用反竞争性抑制(uncompetitiv inhibition):在底物与酶分子结合生成中间复合物后,抑制剂再与中间复合物结合而引起的抑制作用裂合酶(iyases):催化一个化合物裂解成两个较小的化合物及其逆反应的酶摩尔催化活性(molar catalytic activity):指每个酶分子每分钟催化底物转化的分子数分子印记(molecular imprinting):是制备对某一特定分子(印记分子)具有选择性的聚合物的过程基因扩增(gene amplification):通过增加基因的数量来调节基因的表达的一种方式。
大分子结合修饰(macro molecules combine modifiaction):采用水溶性大分子与酶的侧链基团共价结合,使美分子的空间构象发生改变,从而改变酶的催化特性的方法侧链基团修饰(side residuse modification):采用一定的方法使酶的侧链基团发生改变,从而改变酶的催化特性的修饰方法肽链有限水修饰(peptide chain limit hydrolysis modification):在肽链的限定位点进行水解,使酶的空间结构发生某些精细的改变,从而改变酶的催化特性的方法酶的非水相催化(enzyme non-aqueous catalysis):酶在非水介质中的催化作用无性进化(asexual evolution):易错PCR技术所引起的基因突变和遗传进化仅在单一分子内发生DNA重排技术:又称为DNA改组技术,是从正突变基因文库中分离的到的同源DNA,用酶切割成随机片段,经过不加引物的多次PCR循环,使DNA的碱基序列重新排布而引起基因突变的技术过程随机引物体外重组技术(random-priming in vitro recombination RPR):采用单链DNA 为模版,配合若干条随即序列的引物进行PCR反应,产生若干个与模板不同部分的序列互补的DNA小片段,然后除去模板,这些DNA小片段互为模板和引物进行扩增,通过碱基序列的重新排布而获得全长突变基因基因家族重排(geng family shuffing)又称为基因家族改组技术,是从基因家族的若干同源出发,用酶切割成随机片段,经过不加引物的多次PCR循环,使DNA的碱基序列发生重新排布而引起基因突变的技术过程氧化还原酶(oxidoreductases):催化氧化还原反应的酶转移酶(transferases):催化某基团从供体化合物转移到受体化合物上的酶自我剪切酶(self-cleavage ribozyme):催化本身RNA进行剪切反应的R酶自我剪接酶(self-splicing ribozyme):在一定条件下催化本身RNA分子同时进行剪切和连接的R酶组成型酶(constitutive enzyme):在细胞中的含量比较恒定,环境因素对其合成速率影响不大的酶,如DNA聚合酶,RNA聚合酶,糖酵解途径的各种酶等适应型酶(adaptive enzyme)或称调节型酶(regulated enzyme):在细胞中含量变化很大,合成速率明显受环境因素影响的酶阻遏物(repressor):引起反馈阻遏作用的物质端粒(telomere):真核生物染色体的末端结构,是由富含G和T的DNA简单重复序列不断重复而成端粒酶(telomerase):催化端粒合成和延长的酶增强子(modulator):又称为调变子,是一段能高效增强或促进基因转录的DNA序列P66抗体酶(abzyme):又称为催化性抗体,是一类具有生物催化功能的抗体分子原生质体(protoplast):除去细胞壁后得到的微球体刺激剂(elector):可以促使植物细胞中的物质代谢朝着生成某些次级代谢物的方向进行,从而强化次级代谢物的生物合成,提高某些次级代谢物的主率的一种刺激物质层析聚集(chromatofocusing):将酶等两性物质的等电点特性与离子交换层析的特性结合在一起,实现组分分离的层析技术定点突变(site directed mutagenesis):在DNA序列中的某一特定位点上进行碱基的改变从而获得突变基因的操作技术PCR技术(polymer rase chain reaction),即聚合酶链反应技术,是在DNA聚合酶的作用下进行体外DNA扩增的一种分子生物学技术,该技术的基本过程包括双链DNA的热变性(解链),引物与单链DNA的退火结合,引物的延伸3个步骤酶的固定化(enzyme immobilization):采用各种方法,将酶固定在水不溶性的载体上,制备成固定化酶的过程固定化酶(immobilized enzyme):固定在载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶必需水(essential water):维持酶分子完整的空间构象所必需的最低水量水活度(water activity):是指体系中水的逸度与纯水逸度之比。
酶的非水相催化原理及应用前言酶是生物体内一类特殊的蛋白质,具有催化生物化学反应的能力。
传统上,酶的催化作用都是在水相中进行的,但近年来研究发现,酶在非水相条件下也能展现出催化的活性。
这种非水相催化的酶活性,为许多化学合成过程和工业生产提供了新的思路和方法。
本文将介绍酶的非水相催化原理及应用,并探讨其潜在的发展前景。
非水相催化原理酶在非水相条件下催化反应的原理主要与以下几个方面相关:1.氢键网络的重构:在非水相条件下,酶的氢键网络会重构,使得酶分子更加紧密地结合在一起,从而增强催化效率。
2.构象变化的灵活性:在非水相条件下,酶分子的构象变化更加灵活,可以更好地适应反应物分子的结构,提高反应效率。
3.介质的溶解能力:非水相介质对反应物分子的溶解能力较低,可以促使反应物更易进入酶的活性位点,从而提高催化效率。
4.宽广的反应条件:与水相催化相比,非水相催化酶能够在更广泛的反应条件下工作,例如高温、极端酸碱环境等。
非水相催化的应用领域非水相催化酶已经在许多应用领域中展示出了巨大的潜力和优势,下面列举几个典型的应用:•有机合成:非水相催化酶在有机合成领域中具有广泛的应用。
例如,通过选择合适的非水相介质和反应条件,酶可以催化各种有机反应,如醇酸酯化、酮-醇转化等,从而实现高效、绿色的有机化学合成。
•生物燃料生产:非水相催化酶在生物燃料生产中起到了重要的作用。
酶可以催化生物质的降解和转化,将其转化为可燃的生物燃料,如生物柴油、乙醇等。
非水相条件下的催化反应具有高效性和高产率的特点,能够提高生物燃料的产量和质量。
•医药领域:非水相催化酶在医药领域中也有广泛的应用。
例如,利用酶在非水相条件下的催化活性,可以加速药物合成的速度,提高药物的纯度和效果。
此外,非水相催化酶还可以用于合成药物的关键中间体,从而为医药研发提供有力支持。
非水相催化的发展前景随着对酶催化机制的深入研究和非水相条件下催化反应的优势的认识,非水相催化酶在许多领域中的应用前景越来越广阔。