第二篇　实践酶学

第二章　非水酶学

第一节　概述

在活体细胞中，大约70％是对生命活动不可缺少的水，而传统的酶学研究也就自然而然地在水溶液介质中进行。因此就产生了一种错误的观念：酶只有在水中才是有活性的，在有机溶剂中会立即失活。其实早在100多年以前就有报道说酶可以在有机介质中使用，但这一报道并未引起科学家的广泛关注。直到1984年，Klibanov A M在《Science》上发表了一篇关于酶在有机介质中的催化条件和特点的文章。他们在仅含微量水的有机介质（microaqueous media）中成功地酶促合成了酯、肽、手性醇等许多有机化合物。并且明确指出，只要条件合适，酶可以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，酶不仅可以在水与有机溶剂互溶体系，也可以在水与有机溶剂组成的双液相体系，甚至在仅含微量水或几乎无水的有机溶剂中表现出催化活性，这无疑是对酶只能在水溶液中起作用这一传统酶学思想的挑战。在这以后，非水溶剂中酶催化的研究才开始活跃起来，并取得了突破性的进展。现已报道，酯酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶等水解酶类，过氧化物酶、过氧化氢酶、醇脱氢酶、胆固醇氧化酶、多酚氧化酶、多细胞色素氧化酶等氧化还原酶类和醛缩酶等转移酶类中的十几种酶在适宜的有机溶剂中具有与水溶液中可比的催化活性。非水相酶催化的主要优点包括：①增强反应物的溶解度；②在有机介质中改变反应平衡；③酶制剂易于分离；④在有机溶剂中可增强酶的稳定性；⑤在有机溶剂中可改变酶的选择性；⑥不会或很少发生微生物污染。

目前非水酶学的研究主要集中在以下3个方面：第一，非水酶学基本理论的研究，它包括影响非水介质中酶催化的主要因素以及非水介质中酶学性质；第二，通过对酶在非水介质中结构与功能的研究，阐明非水介质中酶的催化机制，建立和完善非水酶学的基本理论；第三，利用上述理论来指导非水介质中酶催化反应的应用。