【手性科学新技术 26. 】

   (26.  非水介质中的生物催化手性合成体系）

      因为天然酶主要是在水溶液中进行催化反应的，所以一直以来形成的定势：“生物催化必须在水溶液中进行”。然而人工合成的有机物一般在水溶液中的溶解度很小，水作为溶剂还容易引起一些非天然有机化合物的不希望的副反应。因此有机合成反应多数须选择非水介质。因此将酶用于生物催化的主要挑战就是改善酶的发挥作用的条件，使得酶在非水条件能正常发挥功能的工业化催化剂。要达到工业化的要求，一是要改进自然条件下的催化反应产物浓度的低水平，二是减少回收非产物需处理附属物的成本，比如需要大量处理的废水。因此研究非水条件 下的生物催化合成体系，是生物催化手性合成的一个热点。

      生物催化反应的非水介质体系：人工合成的多数非天然底物是疏水性的，为了增强疏水性底物在生物催化反应体系中的溶解度，最好的办法就是利用有机溶剂组成非水介质体系。常见的非水介质体系有：水-有机溶剂两相体系、单相水不互溶有机溶剂体系、水互溶有机溶剂单相体系、反相胶束体系等。随着近年来对微生物细胞在有机溶剂中生长 和生物转化 的机理和过程研究的展开，非水介质体系的发展迅速，已成为手性合成研究的一个活跃领域。比如近年来新发展起来的超临界流体体系、离子液体介质体系。

     非水介质对酶活性的影响因素：许多天然酶在非水介质中的催化活性下降，如胰凝乳蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶的催化活性在脱水正辛烷 中降低4－5个数量级，在其它有机溶剂中也有类似情况。影响非水介质中酶活性的因素很多，如溶剂的性质、水含量、pH值、扩散因素、底物和产物的溶剂化等，其中非水介质中的水含量对酶的催化活性影响最大。

                   丰都智愚河畔环境技术工作室