东北农业大学《生物工艺学》课程教学资源（PPT课件）生物工艺学9

115逆胶束酶 reversed micelles)反应系统 前润5三及 时表面活性剂层 Na田 本相 Ne na Na N e⊙9 Nac 有机溶剂冲 图1111避醇系统示意图 逆胶束是表面活性剂等两性分子在有机溶剂中自发形成的聚集体 逆胶束酶作为有机相反应的催化剂大大扩大了酶的工业应用

11.1.5 逆胶束酶(reversed micelles)反应系统 逆胶束是表面活性剂等两性分子在有机溶剂中自发形成的聚集体 逆胶束酶作为有机相反应的催化剂大大扩大了酶的工业应用

用于逆胶束酶系统的表面活性 剂有琥珀酸二辛酯磺酸钠(AOT 溴代十六烷基三甲铵(CTAB)氯化 辛甲铵( TCMAO),磷脂酰胆碱 (PTEA以及磷脂酸等其中以A0T 为最常用作为逆胶束系统的有机 相可以用环己烷、庚烷、辛烷、异 辛烷、己醇、硅油等有机溶剂

用于逆胶束酶系统的表面活性 剂有琥珀酸二辛酯磺酸钠(AOT), 溴代十六烷基三甲铵(CTAB),氯化 三辛甲铵(TCMAC),磷脂酰胆碱 (PTEA),以及磷脂酸等,其中以AOT 为最常用.作为逆胶束系统的有机 相可以用环己烷、庚烷、辛烷、异 辛烷、己醇、硅油等有机溶剂

制备逆胶束酶系统的方法 最常用的方法是将一个含酶水溶液注入到含表面 活性剂的有机溶剂中去,然后进行搅拌直到形 成透明的溶液为止。此法可很好地控制逆胶束 中水核的大小和含量。 第二种方法是相转移法。将酶从主体水溶液中转 移到含表面活性剂的有机溶剂中形成逆胶束酶 溶液。此法可得到较高的酶浓度。 第三种方法是逆胶束溶液与固体酶直接搅拌,使 酶进入逆胶束内。此法所需时间长,酶变性失 活较严重

制备逆胶束酶系统的方法： 最常用的方法是将一个含酶水溶液注入到含表面 活性剂的有机溶剂中去，然后进行搅拌直到形 成透明的溶液为止。此法可很好地控制逆胶束 中水核的大小和含量。 第二种方法是相转移法。将酶从主体水溶液中转 移到含表面活性剂的有机溶剂中形成逆胶束酶 溶液。此法可得到较高的酶浓度。 第三种方法是逆胶束溶液与固体酶直接搅拌，使 酶进入逆胶束内。此法所需时间长，酶变性失 活较严重

模拟细胞微环境中的P450催化代谢农药 先配制0.38mo的AOT/异辛烷本体溶液,加入 pH7.5的磷酸缓冲溶液使含水量[mH2O/ MAOT 为17,摇动数秒后得透明的微乳液. 取一定量明胶和水室温溶胀1h,用5°℃水浴加热 并搅拌,冷却至室温再加入固定化P450,继续 搅拌得到一定直径的颗粒,贮存与-20℃冰箱备 用最终微乳液凝胶(MBG组成为明胶14%, 水24%AOT8.9%P4501%其它为异辛烷

模拟细胞微环境中的P450催化代谢农药 先配制0.38mol/L的AOT/异辛烷本体溶液，加入 pH7.5的磷酸缓冲溶液使含水量[mH2O/mAOT] 为17,摇动数秒后得透明的微乳液. 取一定量明胶和水室温溶胀1h,用55℃水浴加热 并搅拌，冷却至室温,再加入固定化P450,继续 搅拌,得到一定直径的颗粒,贮存与-20℃冰箱备 用.最终微乳液凝胶(MBG)组成为:明胶14%, 水24%,AOT8.9%,P4501%,其它为异辛烷

对于某些酶反应如果系统中有有机 溶剂的存在,将会对反应有利 1如果合成反应的产物在水中溶解度很小而易溶 于有机溶剂,那么有机溶剂存在会改变原来的 反应平衡,使合成反应趋于完成。 2产物如有抑制作用,其抑制程度与产物的浓度 有关,因此产物在有机溶剂中的溶解将会减轻 产物的抑制程度

对于某些酶反应,如果系统中有有机 溶剂的存在，将会对反应有利: 1.如果合成反应的产物在水中溶解度很小而易溶 于有机溶剂，那么有机溶剂存在会改变原来的 反应平衡，使合成反应趋于完成。 2.产物如有抑制作用，其抑制程度与产物的浓度 有关，因此产物在有机溶剂中的溶解将会减轻 产物的抑制程度

3如果水能与反应底物、产物或其它物质 起反应形成副产物,那么有机相中反应 可以减少产物并提高反应收得率。 4一般来说,酶的热稳定性与水化程度有 关,不完全水化的酶其热稳定性往往较 高,因此有机溶剂的存在将改善酶的热 稳定性

3.如果水能与反应底物、产物或其它物质 起反应形成副产物，那么有机相中反应 可以减少产物并提高反应收得率。 4.一般来说，酶的热稳定性与水化程度有 关，不完全水化的酶其热稳定性往往较 高，因此有机溶剂的存在将改善酶的热 稳定性

逆胶束酶反应系统的应用 芳香族异构体混合物的选择性氧化 甘油三酯或二酯的酯鍵选择性修饰

逆胶束酶反应系统的应用 芳香族异构体混合物的选择性氧化 甘油三酯或二酯的酯键选择性修饰

11.3辅酶的再生技术 水解酶类 氧化还原酶类 无机辅因子 酶基团转移酶类 辅因子 裂解酶类 异构酶类 有机辅因子 (辅酶、辅基)

11.3 辅酶的再生技术 水解酶类 氧化还原酶类 无机辅因子 酶 基团转移酶类 辅因子 裂解酶类 异构酶类 有机辅因子 （辅酶、辅基）

按照辅酶和辅基的再生情况,有机辅因子可以分成三类: 第一类是一些能够在反应中自行再生的有机辅因子,它 们是生物素,异构反应中的钴胺素,焦磷酸胺素,磷酸吡哆 醛等。 转氨酶 数个个 谷氨酸一苹乙酸 供体氨基酸)《受体腕酸 a一酮成二酸天冬氨酸 示导自(物+小(产物) R CHO 是其TA CIIgNHg CH--NHa +n HoC R COOH C-CH0-②-H2O +C=0 +120 cC HC/、N 基项把 磷酸吡碰 磷酸吡哆胶 酮酸

按照辅酶和辅基的再生情况，有机辅因子可以分成三类： 第一类是一些能够在反应中自行再生的有机辅因子，它 们是生物素，异构反应中的钴胺素，焦磷酸胺素，磷酸吡哆 醛等

第二类有机辅因子是以分子氧作为电子受体通过催化氧化过程获得 再生的辅酶或辅基。它们包括:黄素单核苷酸(FMN)和黄素 〓核苷酸(FAD)的氧化态,烟酰胺腺嘌呤〓核苷酸(NAD) 和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)的氧化态。 甸萄-DAD)+B2 氧花 6(FADH 葡苟猶酸内《道頃

第二类有机辅因子是以分子氧作为电子受体通过催化氧化过程获得 再生的辅酶或辅基。它们包括：黄素单核苷酸（FMN）和黄素 二核苷酸（FAD）的氧化态，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+） 和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）的氧化态