酶的非水相催化課件

關(guān)于酶的非水相催化第1頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三水是酶促反應(yīng)最常用的反應(yīng)介質(zhì)。但對于大多數(shù)有機(jī)化合物來說，水并不是一種適宜的溶劑。因為許多有機(jī)化合物(底物)在水介質(zhì)中難溶或不溶。由于水的存在，往往有利于如水解、消旋化、聚合和分解等副反應(yīng)的發(fā)生。是否存在非水介質(zhì)能保證酶催化？？第2頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三長期的觀點認(rèn)為:

有機(jī)溶劑是酶的變性劑、失活劑這一傳統(tǒng)酶學(xué)思想的影響下，酶在有機(jī)介質(zhì)中催化作用的研究此前幾乎毫無進(jìn)展。20世紀(jì)60年代發(fā)現(xiàn)有幾種酶在有機(jī)溶劑中仍具有活性。1984年，

A.M.Klibanov在Science上發(fā)表“EnzymaticCatalysisinOrganicMediaat100℃”

，使原來認(rèn)為生物催化必須在水溶液中進(jìn)行的酶學(xué)概念發(fā)生了革命性的變化。第3頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三一、酶非水相催化的概念和意義

酶在非水介質(zhì)中的催化反應(yīng)稱為酶的非水相催化(enzymaticnon-aqueouscatalysis,enzymecatalysisinnon-aqueousphase)

是通過反應(yīng)介質(zhì)的改變，影響酶的表面結(jié)構(gòu)和活性中心，從而改變酶的催化特性。第4頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三意義：1.改變了有關(guān)酶催化反應(yīng)的傳統(tǒng)觀念在傳統(tǒng)概念中酶是催化水溶性底物的反應(yīng)，在有機(jī)溶劑中不僅不能反應(yīng)，還會引起酶蛋白的變性但實驗證明，這種想法是片面的，在含微水（1%）的有機(jī)溶劑中，酶不僅能催化特殊的反應(yīng)，而且穩(wěn)定性會顯著提高1984年，克利巴諾夫（Klibanov）第5頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三意義：2.發(fā)展了酶學(xué)的理論體系

-----non-aqueousenzymology

3.擴(kuò)展了酶的應(yīng)用領(lǐng)域

多肽、酯類的合成，甾體轉(zhuǎn)化，手性藥物的拆分第6頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三二、酶非水相催化的主要內(nèi)容1.有機(jī)介質(zhì)中的酶催化*酶在含有一定量水的有機(jī)溶劑中進(jìn)行的催化反應(yīng)。

適用于底物或產(chǎn)物為疏水性物質(zhì)的酶催化作用。2.氣相介質(zhì)中的酶催化

適用于底物是氣體或者能夠轉(zhuǎn)化為氣體的物質(zhì)的酶催化反應(yīng)。3.超臨界介質(zhì)中的酶催化

超臨界流體是溫度和壓力超過某物質(zhì)超臨界點的流體。

4.離子液介質(zhì)中的酶催化離子液（ionicliquids）是由有機(jī)陽離子與有機(jī)（無機(jī)）陰離子構(gòu)成的在室溫條件下呈液態(tài)的低熔點鹽類。第7頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三超臨界流體的概念

指溫度和壓力均在本身的臨界點以上的高密度流體，具有和液體同樣的凝聚力、溶解力；然而其擴(kuò)散系數(shù)又接近于氣體，是通常液體的近百倍。超臨界流體

第8頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三超臨界流體對多數(shù)酶都能適用，酶催化的酯化、轉(zhuǎn)酯、醇解、水解、羥化和脫氫等反應(yīng)都可在此體系中進(jìn)行，但研究得最多的是水解酶的催化反應(yīng)。這種溶劑體系最大的優(yōu)點是無毒、低粘度、產(chǎn)物易于分離。第9頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三超臨界流體的粘度介于氣體與液體之間，其擴(kuò)散性比一般溶劑高1-2個數(shù)量級。超臨界氣體在臨界點附近的溫度或壓力有一點微小的變化都會導(dǎo)致底物和產(chǎn)物溶解度的極大變化，因而很容易調(diào)控超臨界流體中酶催化反應(yīng)的特性，如反應(yīng)速率和選擇性。第10頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三該體系的缺點是需要有能耐受幾十個兆帕的高壓容器，并且減壓時易于使酶失活。此外，有些超臨界流體如二氧化碳可能會與酶分子表面的活潑基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)而引起酶活性的喪失。第11頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三性質(zhì)（1）超臨界流體的P-V-T性質(zhì)流體名稱乙烷丙烷丁烷戊烷乙烯氨CO2二氧化硫水臨界溫度（℃）32.396.9150.0296.79.9132.431.1157.6374.3臨界壓力（Mpa）4.263.83.385.1211.287.387.8822.114.88臨界密度(g/cm3)0.2200.2280.2320.2270.2360.4600.5250.3260.203第12頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三（2）所謂超臨界CO2是指純凈的CO2被加熱或壓縮到高于其臨界點（臨界溫度31.1℃，臨界壓力7.28Mpa)時的狀態(tài)。該流體具有無毒、無臭、不燃等優(yōu)點。第13頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三三、酶非水相催化的主要特點1.酶的熱穩(wěn)定性提高3.水解酶可以在非水介質(zhì)中

催化水解反應(yīng)的逆反應(yīng)2.酶的催化活性有所降低5.酶的底物特異性和選擇性有所改變4.非極性底物或者產(chǎn)物的溶解度增加a.酶結(jié)構(gòu)剛性增強(qiáng)，空間構(gòu)象更加穩(wěn)定b.水含量有限（酶分子的不可逆變性過程中，水是一個必要的參與者）第14頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三

1、有機(jī)溶劑與微量水組成的微水介質(zhì)體系2、水與親水性有機(jī)溶劑組成的互溶體系3、水與疏水性有機(jī)溶劑的雙液相體系四、有機(jī)溶劑反應(yīng)體系不管采用何種有機(jī)介質(zhì)反應(yīng)體系，酶催化反應(yīng)的介質(zhì)中都含有機(jī)溶劑和一定量的水。它們都對催化反應(yīng)有顯著的影響。

第15頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三五、水對有機(jī)介質(zhì)中酶催化反應(yīng)的影響水的重要性：水是酶分子的“潤滑劑”。必需水：水是酶催化反應(yīng)的必需條件，維持分子完整的空間構(gòu)象所必需的最低水量稱為“必需水”

（essentialwater)。各酶必需水含量不一，通常<1%，如豬胰脂肪酶（催化三丁酸甘油酯）為0.95％。提示：必需水在酶反應(yīng)中并非直接參與者，只起維持酶活性構(gòu)象作用。1.水對酶分子空間構(gòu)象的影響第16頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三水對有機(jī)介質(zhì)中酶催化反應(yīng)的影響有機(jī)介質(zhì)中水含量與反應(yīng)速率的關(guān)系最適水含量隨著溶劑極性的增加而增加反應(yīng)體系的最適水含量與酶的種類、有機(jī)溶劑的種類等變化而有所差別。2.水含量對酶催化反應(yīng)速度的影響

豬胰脂肪酶催化三丁酸甘油酯與正庚醇轉(zhuǎn)酯反應(yīng)速率與水濃度的關(guān)系第17頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三必需水維持酶的催化活性；無水條件下，酶分子表面的帶電基團(tuán)和極性基團(tuán)會因相互作用而形成“鎖定”的失活構(gòu)象，即：有機(jī)溶劑的低介電常數(shù)往往會導(dǎo)致蛋白質(zhì)帶電基團(tuán)之間更強(qiáng)的靜電作用，使酶的“剛性”更強(qiáng)；

含水量過低時，酶構(gòu)象過于“剛性”而影響或失去催化活性；含水量過高，酶結(jié)構(gòu)的柔韌性過大，會引起酶結(jié)構(gòu)改變而失活。酶活最大時——蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的動力學(xué)剛性和熱力學(xué)穩(wěn)定性（柔性）之間達(dá)到最佳平衡點。必需水對酶活的影響：第18頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三ONHCOHNHO分子內(nèi)氫鍵分子間氫鍵酶分子的結(jié)構(gòu)特點：“剛性”“韌性”剛性：生物大分子結(jié)構(gòu)的精確性柔性：生物大分子局部區(qū)域具有一定的可運(yùn)動性。剛-柔并存第19頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三六、有機(jī)溶劑對有機(jī)介質(zhì)中酶催化反應(yīng)的影響1.有機(jī)溶劑對酶結(jié)構(gòu)與功能的影響1）對酶分子表面結(jié)構(gòu)的影響2）對酶活性中心結(jié)合位點的影響：部分溶劑能滲入到酶分子的活性中心，與底物競爭活性中心的結(jié)合位點，降低底物的結(jié)合能力，從而影響催化能力第20頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三2.有機(jī)溶劑對酶活性的影響有機(jī)溶劑的強(qiáng)弱可用極性系數(shù)lgP表示（P是指某種溶劑在正辛烷與水兩相中的分配系數(shù)）極性系數(shù)越大，表明極性越弱；反之極性系數(shù)越小，則極性越強(qiáng)。酶活性與lgP的相關(guān)性：lgP≤2極性溶劑中

酶活力較低lgP為2～4中等極性溶劑中

中等酶活力lgP＞4非極性溶劑中

高的酶活力第21頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三3.有機(jī)溶劑對底物和產(chǎn)物分配的影響有機(jī)溶劑能改變酶分子必需水層中底物和產(chǎn)物的濃度一般選用2<=lgP<=5的有機(jī)溶劑作為有機(jī)介質(zhì)適宜酶水有機(jī)溶劑第22頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三七、非水介質(zhì)中酶的性質(zhì)

由于受到非水介質(zhì)的影響，改變底物存在的狀態(tài)及酶與底物相結(jié)合的自由能，從而影響到酶的一些主要性質(zhì)。第23頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三1.熱力學(xué)穩(wěn)定性

由于在微水狀態(tài)構(gòu)象的剛性，而且缺少在水中引起不可逆熱失活的共價反應(yīng)，因此酶在微水的有機(jī)溶劑中具有非常好的熱穩(wěn)定性。第24頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三第25頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三某些酶在有機(jī)介質(zhì)與水溶液中的熱穩(wěn)定性

酶

介質(zhì)條件

熱穩(wěn)定性豬胰脂肪酶三丁酸甘油酯水，pH7.0T1/2<26hT1/2<2min酵母脂肪酶三丁酸甘油酯/庚醇水，pH7.0T1/2=1.5hT1/2<2min脂蛋白脂肪酶甲苯，90℃，400h活力剩余40％胰凝乳蛋白酶正辛烷，100℃水，pH8.0,55℃T1/2=80minT1/2=15min枯草桿菌蛋白酶正辛烷，110℃T1/2=80min核糖核酸酶壬烷，110℃，6h水，pH8.0,90℃活力剩余95％T1/2<10min酸性磷酸酶正十六烷，80℃水，70℃T1/2=8minT1/2=1min腺苷三磷酸酶(F1-ATPase)甲苯，70℃水，60℃T1/2>24hT1/2<10min限制性核酸內(nèi)切酶

（HindⅢ）正庚烷，55℃，30d活力不降低β-葡萄糖苷酶2-丙醇，50℃，30h活力剩余80％溶菌酶環(huán)己烷，110℃水T1/2=140minT1/2=10min第26頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三2.酶在有機(jī)介質(zhì)中的底物特異性與選擇性2.1底物專一性

酶具有區(qū)分兩個結(jié)構(gòu)相似的不同底物的能力，取決于底物疏水性能的差異。ie.胰凝乳蛋白酶在有機(jī)介質(zhì)中，由于酶分子活性中心的結(jié)合部位與底物之間的結(jié)合狀態(tài)發(fā)生某些變化，致使酶的底物特異性會發(fā)生改變。N-乙酰-L-絲氨酸乙酯N-乙酰-L-苯丙氨酸乙酯疏水作用

水、辛烷第27頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三2.2對映體選擇性對映體選擇性：酶在對稱的外消旋化合物中識別一種異構(gòu)體的能力。也叫立體異構(gòu)專一性。立體選擇系數(shù)KLD：表示對映體選擇性的大小Km：米氏常數(shù)Kcat：酶的轉(zhuǎn)換數(shù)2.酶在有機(jī)介質(zhì)中的底物特異性與選擇性第28頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三2.2對映體選擇性立體選擇系數(shù)越偏離1，酶催化的對映體選擇性越強(qiáng)。酶在水溶液中催化的對映體選擇性較強(qiáng)，而在疏水性強(qiáng)的有機(jī)介質(zhì)中對映體選擇性較差。所以，增加水含量能提高對映體選擇性。第29頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三2.2對映體選擇性意義：手性藥物的合成例如，某些蛋白酶在水溶液中對L-氨基酸起作用，而在有機(jī)介質(zhì)中可用D-氨基酸為底物合成手性藥物。第30頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三2.3區(qū)域選擇性

1，4-二丁?；?2-辛基苯乙腈甲苯酶在有機(jī)介質(zhì)中進(jìn)行催化時，具有區(qū)域選擇性（regioselectivity），即酶能夠選擇底物分子中某一區(qū)域的基團(tuán)優(yōu)先進(jìn)行反應(yīng)。第31頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三2.4鍵選擇性鍵選擇性：同一個底物分子中有兩種以上化學(xué)鍵可與酶反應(yīng)，酶對其中一種優(yōu)先反應(yīng)。例：6-氨基-1-己醇的選擇性?；?-氨基-1-己醇第32頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三3.分子記憶

對配體的記憶功能分子記憶根據(jù)分子識別理論，酶與配體的誘導(dǎo)、相互作用改變酶的構(gòu)象，能夠獲得與配體類似物結(jié)合能力的酶，這種由配體誘導(dǎo)產(chǎn)生酶記憶的方法，稱為分子記憶（molecularmemory)第33頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三有機(jī)相生物印跡酶

枯草桿菌蛋白酶溶液

含N-Ac-Tyr-NH2

凍干除去抑制劑枯草桿菌蛋白酶枯草桿菌蛋白酶溶液

不含N-Ac-Tyr-NH2

凍干枯草桿菌蛋白酶在辛烷中催化酯化反應(yīng)的速度比較：反應(yīng)（1）中得到的酶比反應(yīng)（2）中得到的酶高100倍在水溶液中其活性

：相同（1）（2）第34頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三＋酶蛋白抑制劑凍干除去抑制劑有機(jī)溶劑水溶液枯草桿菌蛋白酶的分子記憶第35頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三分子印跡技術(shù)原理：

競爭性抑制劑誘導(dǎo)酶活性中心構(gòu)象發(fā)生變化，形成一種高活性的構(gòu)象形式，而此種構(gòu)象形式在除去抑制劑后，因酶在有機(jī)介質(zhì)中的高度剛性而得到保持。分子記憶:酶蛋白分子在有機(jī)相中具有對配體的“記憶”功能。第36頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三4．pH記憶pH記憶：有機(jī)溶劑中的酶能夠保持它冷凍干燥前或吸附到載體上之前所在緩沖液中的pH。因為酶在凍干或吸附到載體之前，先置于一定pH值的緩沖液中，緩沖液的pH值決定了酶分子活性中心基團(tuán)的解離狀態(tài)。酶在有機(jī)介質(zhì)中催化的最適pH通常與在水溶液中催化的最適pH相同或接近第37頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三八、有機(jī)介質(zhì)中酶催化反應(yīng)的影響因素及其控制1、酶的種類及濃度

不是所有的酶都能在有機(jī)溶劑中催化反應(yīng)的。

已報道的酶類有：脂肪酶、蛋白酶、過氧化氫酶、醛縮酶、多酚氧化酶、醇脫氫酶ATP酶、細(xì)胞色素氧化酶、膽固醇氧化酶等。第38頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三2.有機(jī)溶劑的選擇有機(jī)溶劑的極性：疏水性參數(shù)lgPlgP↓，疏水性↓，極性↑；有機(jī)溶劑越容易搶奪結(jié)合水、破壞水化層lgP↑，極性↓；疏水性底物難溶于有機(jī)溶劑，反應(yīng)難以進(jìn)行一般選擇2≤lgP≤5的有機(jī)溶劑第39頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三3.水含量的控制最適水含量——通過實驗確定水含量對PSL(假單胞菌脂肪酶)催化酯合成速率的影響：

在最適含水量時酶催化反應(yīng)的速率最大。第40頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三4.溫度的控制最適溫度有機(jī)介質(zhì)的最適溫度高于水中的最適溫度（水含量變小，熱穩(wěn)定增強(qiáng)）通過實驗確定溫度↑，立體選擇性↓第41頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三5.pH值的控制pH印記現(xiàn)象酶在冷凍干燥過程中，pH狀態(tài)發(fā)生變化。因此，要加冷凍干燥保護(hù)劑可在有機(jī)介質(zhì)中加入有機(jī)相緩沖液調(diào)節(jié)反應(yīng)時的pH值第42頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三Klibanov：酶在有機(jī)溶劑中活力低的原因及其解決原因說明解決辦法擴(kuò)散限制不少學(xué)者認(rèn)為如此增加攪拌速率；減小酶顆粒尺寸封閉活性中心酶活有一定程度下降采用結(jié)晶酶替代構(gòu)象改變凍干及脫水過程造成使用凍干保護(hù)劑底物脫離溶劑束縛能力差對疏水性底物尤其顯著選擇合適溶劑過渡態(tài)不穩(wěn)定過渡態(tài)暴露于溶劑選擇合適溶劑構(gòu)象柔性降低無水溶劑尤為嚴(yán)重使水活度最適化亞最適pH值降低至少99%的酶活力從酶最適pH的水溶液中脫水；使用有機(jī)相緩沖液第43頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三九、有機(jī)介質(zhì)中酶催化反應(yīng)及應(yīng)用1、酶催化反應(yīng)的類型合成反應(yīng)（水解反應(yīng)的逆反應(yīng)）轉(zhuǎn)移反應(yīng)（酯與有機(jī)酸）醇解反應(yīng)氨解反應(yīng)異構(gòu)反應(yīng)氧化還原反應(yīng)裂合反應(yīng)第44頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三（1）合成反應(yīng)水解酶在有機(jī)介質(zhì)中能催化水解的逆反應(yīng)，即合成反應(yīng)（why？）例：假單胞菌脂肪酶第45頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三（1）合成反應(yīng)蛋白酶在有機(jī)介質(zhì)中能催化多肽的合成第46頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三（2）轉(zhuǎn)移反應(yīng)酯交換反應(yīng)（轉(zhuǎn)酯反應(yīng)）例：豬胰脂肪酶對外消旋體的拆分：第47頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三（3）醇解反應(yīng)醇解反應(yīng)：酰鹵、酸酐、酯等被醇分解，生成酯和其他化合物的反應(yīng)例：假單胞脂肪酶催化酸酐醇解生成二酸單酯化合物第48頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三（4）氨解反應(yīng)脂肪酶催化酯類轉(zhuǎn)變成胺類第49頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三（5）異構(gòu)反應(yīng)D-ACL（D-3-amino-2--caprolactam）的異構(gòu)化第50頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三（6）氧化還原反應(yīng)羰基的還原反應(yīng)第51頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三（7）裂合反應(yīng)/加成反應(yīng)羰基的加成反應(yīng)第52頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三2、應(yīng)用實例

酶

催化反應(yīng)

應(yīng)用

脂肪酶

肽合成

青霉素G前體肽合成

酯合成

醇與有機(jī)酸合成酯類

轉(zhuǎn)酯

各種酯類生產(chǎn)

聚合

二酯的選擇性聚合

?；?/p>

甘醇的?；鞍酌?/p>

肽合成

合成多肽

?；?/p>

糖類?；u基化酶

氧化

甾體轉(zhuǎn)化過氧化物酶

聚合

酚類、胺類化合物的聚合多酚氧化酶

氧化

芳香化合物的羥基化

膽固醇氧化酶

氧化

膽固醇測定醇脫氫酶

酯化

有機(jī)硅醇的酯化第53頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三酶非水相催化的應(yīng)用手性技術(shù)領(lǐng)域手性藥物拆分手性聚合物制備功能性聚合物制備可降解高分子光電功能材料其他應(yīng)用食品添加劑生產(chǎn)甾體藥物轉(zhuǎn)化生物柴油的生產(chǎn)第54頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三脂肪酶的非水相生物催化短鏈脂肪酸酯短鏈脂肪酸酯，是一大類十分重要的香味劑，具有多種天然水果的香味。中國，短鏈脂肪酸酯每年的產(chǎn)量為幾千噸，己酸乙酯和丁酸乙酯，在國內(nèi)釀造業(yè)的需求分別是3000t/at/a，1000t/a。食品中常用的乙酸乙酯（白酒、白蘭地，還常用于冰激凌、糖果、面包等食品中），3000t/a。我國在食品、飲料和醫(yī)藥工業(yè)中每年使用價值上億元的芳香酯。缺點：國際上化學(xué)法生產(chǎn)丁酸乙酯產(chǎn)品價格僅為2-5美元/kg，生物催化法價格180美元/kg。第55頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三微生物脂肪酶根霉屬是微生物是脂肪酶的重要生產(chǎn)菌，分離得到超過30種脂肪酶，已被制成商品化酶制劑，德列馬根霉、華根霉、米根霉、無根根霉、黑根霉、日本根霉、雪白根霉。不同來源的脂肪酶在選擇性上有所不同，來自根霉的脂肪酶大多具有高度的1、3位置專一性。應(yīng)用：芳香酯、生物柴油、手性化合物

第56頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三脂肪酶產(chǎn)生菌篩選：三丁酸甘油酯或吐溫-80為底物的透明圈法；在橄欖油瓊脂平板加入羅丹明B的熒光圈法。如Torres等人以三丁酸甘油酯平板為初篩、在異辛烷中催化合成油酸丙酯的能力為復(fù)篩。從釀造濃香型大曲酒的酒曲中篩選到一株華根霉，全細(xì)胞脂肪酶在庚烷中催化合成己酸乙酯的轉(zhuǎn)化率較高，并適用于催化其他短鏈芳香酯的合成。第57頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三

生產(chǎn)工藝碳源：葡萄糖常對產(chǎn)酶有抑制作用，常用脂肪酸和脂類物質(zhì)，除了作為碳源外，還可作為產(chǎn)脂肪酶的誘導(dǎo)劑。少根根霉產(chǎn)脂肪酶受玉米油誘導(dǎo)。氮源：米根霉脂肪酶，蛋白胨適用于胞外酶的產(chǎn)生，胰蛋白胨有利于胞內(nèi)酶的產(chǎn)生。發(fā)酵條件：除了pH、溫度，氧起到重要的作用，氧傳遞速率比溶解氧影響更大。在菌體量相同的情況下，改善通風(fēng)、增強(qiáng)攪拌等提高氧傳遞速率，提高酶活。正己烷反應(yīng)體系，極性中等，轉(zhuǎn)化率最高。第58頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三2.1手性藥物的拆分手性（chirality)化合物是指化學(xué)組成相同，而其立體結(jié)構(gòu)互為對映體的兩種異構(gòu)體化合物。目前世界上化學(xué)合成藥物中的40%左右屬于手性藥物。第59頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三手性藥物拆分手性（chirality）化合物：是指化學(xué)組成相同，而其立體結(jié)構(gòu)互為對映體的兩種異構(gòu)體化合物。

手性藥物：含單一對映體或兩種異構(gòu)體的藥物。第60頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三光學(xué)活性物質(zhì)：能使平面偏振光旋轉(zhuǎn)的化合物為光學(xué)活性物質(zhì)。手性：一個具有光學(xué)活性的有機(jī)物不能與它的鏡像重合。對映異構(gòu)體：兩個互為鏡像但不能重合的對映體稱為對映異構(gòu)體，它們旋光能力相同，但方向相反。外消旋體：等量對映異構(gòu)體的混合物沒有光學(xué)活性，成為外消旋體。外消旋體拆分：即利用拆分技術(shù)將外消旋體的兩個對映體分開。通過外消旋體的拆分可得純的光緒活性物質(zhì)。第61頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三藥物立體異構(gòu)藥效的顯著差異的根本原因是生物體的對稱性破缺。人體內(nèi)的幾乎所有生物大分子，也就是藥物作用的一般靶點，基本都是具有手性的。因此，一對幾何上對稱的景象異構(gòu)進(jìn)入人體以后，因被機(jī)體作為完全不同的物質(zhì)處理，而具有顯著的藥效差異。某些藥物的一種對映體有顯著治療作用，而另一種對映體幾乎無作用。第62頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三手性藥物兩種對映體的藥效差異一種有顯著療效，另一種有療效弱或無效一種有顯著療效，另一種有毒副作用兩種對映體的藥效相反兩種對映體具有各自不同的藥效兩種消旋體的作用具有互補(bǔ)性第63頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三生物催化反應(yīng)第64頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三手性藥物兩種對映體的藥理作用第65頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三沙利度胺（Thalidomide）--------天使還是魔鬼？俗名“反應(yīng)?！?，早期作為懷孕婦女的止嘔藥使用R-(+)-沙利度胺為鎮(zhèn)靜止嘔藥

S-(-)-沙利度胺有致畸作用

50年代末，在歐洲出現(xiàn)數(shù)千例短肢畸胎新生兒，一度震驚全世界第66頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三手性藥物兩種對映體的藥理作用

藥物名稱有效對映體的作用另一種對映體的作用普萘洛爾（Propranolol）萘普生（Neproxen）青霉素胺（Penicillamine）羥基苯哌嗪(Dropropizine)反應(yīng)停（Thalidomide）酮基布洛芬（Ketoprofen）喘速寧（Trtoquinol）乙胺丁醇（Ethambutol）萘必洛爾（Kebivolol）S構(gòu)型，治療心臟病,β-受體阻斷劑S構(gòu)型，消炎、解熱、鎮(zhèn)痛S構(gòu)型，抗關(guān)節(jié)炎S構(gòu)型，鎮(zhèn)咳S構(gòu)型，鎮(zhèn)靜劑S構(gòu)型，消炎S構(gòu)型，擴(kuò)張支氣管S,S構(gòu)型，抗結(jié)核病右旋體，治療高血壓,β-受體阻斷劑R構(gòu)型，鈉通道阻滯劑R構(gòu)型，療效很弱R構(gòu)型，突變劑R構(gòu)型，有神經(jīng)毒性R構(gòu)型，致畸胎R構(gòu)型，防治牙周病R構(gòu)型，抑制血小板凝集R,R構(gòu)型，致失明左旋體，舒張血管1992年，美國FDA明確要求對于具有手性特性的化學(xué)藥物，都必需說明其兩個對映體在體內(nèi)的不同生理活性、藥理作用以及藥物代謝動力學(xué)情況。第67頁，講稿共77頁，2023年5月2日，星期三

20世紀(jì)90年代后，許多國家規(guī)定，凡結(jié)構(gòu)中具有不對稱因素的藥物，即“手性藥物”，必須拆分其相應(yīng)的立體異構(gòu)體，并分別研究其藥理、毒理和藥物代謝性質(zhì)。對已上市的