第6章 酶的非水相催化

（生物科技行业）生物学第六章酶的非水相催化第六章酶的非水相催化◆人们以往普遍认为只有在水溶液中酶才具有催化活性。

◆酶在非水相介质中催化反应的研究:在理论上进行了非水介质（包括有机溶剂介质，超临界流体介质，气相介质，离子液介质等）中酶的结构与功能、非水介质中酶的作用机制，非水介质中酶催化作用动力学等方面的研究，初步建立起非水酶学（non-aqueousenzymology）的理论体系。

◆非水介质中酶催化作用的应用研究，取得显著成果。

1.酶非水相催化的研究概况◆酶在非水介质中进行的催化作用称为酶的非水相催化。

1.1有机介质中的酶催化：◆有机介质中的酶催化是指酶在含有一定量水的有机溶剂中进行的催化反应。

◆适用于底物、产物两者或其中之一为疏水性物质的酶催化作用。

◆酶在有机介质中由于能够基本保持其完整的结构和活性中心的空间构象，所以能够发挥其催化功能。

◆酶在有机介质中起催化作用时，酶的底物特异性、立体选择性、区域选择性、键选择性和热稳定性等都有所改变。

1.2气相介质中的酶催化：◆气相介质中的酶催化是指酶在气相介质中进行的催化反应。

◆适用于底物是气体或者能够转化为气体的物质的酶催化反应。

◆由于气体介质的密度低，扩散容易，所以酶在气相中的催化作用与在水溶液中的催化作用有明显的不同特点。

1.3超临界流体介质中的酶催化：◆超临界介质中的酶催化是指酶在超临界流体中进行的催化反应。

◆用于酶催化反应的超临界流体应当对酶的结构没有破坏作用，对催化作用没有明显的不良影响；具有良好的化学稳定性，对设备没有腐蚀性；超临界温度不能太高或太低，最好在室温附近或在酶催化的最适温度附近；超临界压力不能太高，可节约压缩动力费用；超临界流体要容易获得，价格要便宜等。

1.4离子液介质中的酶催化：◆离子液介质中的酶催化是指酶在离子液中进行的催化作用。

◆离子液（ionicliquids）是由有机阳离子与有机（无机）阴离子构成的在室温条件下呈液态的低熔点盐类，挥发性低、稳定性好。

第六章酶的非水相催化教学目的：使学生了解并掌握酶非水相催化的概念及意义，掌握酶非水相催化技术。

教学重点、难点：酶非水相催化机理。

教学方法：讲授教学手段：多媒体第一节酶非水相催化研究概况一、概念及分类（一）、概念：酶在非水介质中进行的催化作用。

1984 年，美国A.M.Klibanov 在《科学》上发表一篇关于酶在有机介质中催化条件和特点的综述，并成功酶促合成了酯、肽、手性醇等许多有机化合物。

指出，酶可在非生物体系的疏水介质中催化天然或非天然的疏水性底物和产物的转化，对酶只能在水溶液中起作用的传统酶学思想提出了挑战。

（二）、分类1、有机介质中的酶催化指酶在含有一定量水的有机溶剂中进行的催化作用适用范围：底物、产物两者或其中之一为疏水性物质的酶催化作用。

主要研究对象2、气相介质中的酶催化指酶在气相介质中进行的酶催化反应。

适用范围：底物是气体或者能够转化为气体物质的酶催化反应。

研究较少。

3、超临界流体介质中的酶催化指酶在超临界流体中进行的催化反应。

, 绿色化学? ——无毒、无害要求，代替有机溶剂4、离子液介质中酶的催化离子液：有机阳离子与有机（无机）阴离子构成的在室温条件下呈液态的低熔点盐类，挥发性低、稳定性好；酶反应具有良好的稳定性和区域选择性、立体选择性、键选择性等优点。

二、有机相酶反应的优点1.有利于疏水性底物的反应。

（主要提高脂溶性底物的溶解度，有利于高浓度底物连续生物转化。

）2.可提高酶的热稳定性，提高反应温度加速反应。

3.能催化在水中不能进行的反应（有许多难溶于水的非极性底物能够溶于有机溶剂中）4.可改变反应平衡移动方向（使许多热力学平衡从加水分解反应转为其逆反应，如酶合成，酯交换等）主要朝着合成而不是水解的方向进行。

5.可控制底物专一性（不同底物反应所选最适溶剂不一定相同）。

6.可防止由水引起的副反应。

7.可扩大反应pH值的适应性。

8.酶易于实现固定化。

9.酶和产物易于回收。

（酶不溶于有机溶剂，有利于产物分离和酶的回收利用，且从低沸点的溶剂中分离纯化产物比水中容易。

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。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。