文 献 综 述

1.非水相酶概述

工业生物技术的发展很大程度依赖于酶类的开发，将生物催化剂应用到有机相催化具有多种优势，然而酶是一类不稳定的催化剂，很容易在有机溶剂存在的条件下失活[1]。1994年Ogino等[2]首次报道了耐有机溶剂微生物产生的酶在多种有机溶剂中具有高度催化活性和稳定性,随后又陆续有研究者报道了能够产生耐有机溶剂酶类的菌株。1984年Klibanov研究小组[3]报道了一些酶在一些疏水有机溶剂中不但可以催化酯化反应而且极大地增加了热稳定性,这一发现开辟了一个新的生物催化领域#8212;非水酶学。

1.1.非水相酶促反应优势

有机溶剂中酶促反应有众多优点[4,5]:增大各种有机底物的溶解度;酶作为催化剂具有高度的立体选择性和区域选择性,有机介质可在一定程度上调整或提高酶的立体选择性;有机溶剂可以促使反应热力学平衡向合成方向移动(如肽合成、酯合成等) ;有效防止微生物污染,产物易于分离纯化等;低水环境可以稳定一些酶催化反应中间体,有利于酶反应机理的研究。有机相酶促反应在有机合成中显示了其独特的优越性,并且能与化学法相互补充,这推动了有机相酶催化实际的运用[6]。

1.2.非水相酶开发与应用

有机溶剂对酶活性会产生影响,特别是极性有机溶剂与水互溶体系易于夺去酶分子表面的结合水,导致酶失活。目前提高酶在有机相中稳定性的策略有化学修饰、酶固定化技术以及蛋白质分子进化等手段。化学修饰即通过各种方法在体外将酶分子通过人工的方法与一些化学基团（物质），特别是具有生物相容性的物质，进行共价连接，从而改变酶的结构和性质。酶固定化技术是通过物理或化学的方法将酶连接在一定的固相载体上成为固定化酶，从而发挥催化作用。固定化后的酶在保持原有催化活性的同时，又可以同一般催化剂一样能回收和反复使用，可在生产工艺上实现连续化和自动化，更适应工业化生产的需要。但是这些手段在改善酶在有机溶剂中的稳定性具有较大盲目性，效率低下，然而随着研究的深入越来越多的耐有机溶剂酶类被不断发现不断发现为高性能耐有机溶剂催化剂提供了宝贵的资源[7]。

利用蛋白酶在有机相催化肽合成，可以避免氨基酸的外消旋作用，减少对氨基酸侧链保护及脱保护等步骤而使合成成本具有竞争性[8]。耐有机溶剂酶可望通过提高反应体系中溶剂的比例而大大提高反应速率，并使蛋白酶催化肽合成更具有适用价值[9]。因此开发与应用耐有机溶蛋白酶在理论和工业应用上均具有重要的意义。

2.天然耐有机溶剂酶

2.1来源与特性