一、前言

脂肪酶是一类具有多种催化能力的酶，可以催化三酰甘油酯以及其他一些水溶性酯类的水解、醇解、酯化、转酯化及酯类的逆向合成反应。除此之外还表现出其他一些酶的活性，如磷脂酶、溶血磷脂酶、胆固醇酯酶、酰肽水解酶等，已被广泛应用于油脂加工、食品、医药、日化等工业生产。近年来，脂肪酶的产量不断增加，其广阔的发展前景预示着巨大的商业价值。

虽然脂肪酶在各个领域有大量的研究报告，但直接利用其进行工业化生产通常会遇到一些问题，例如酶的活性不稳定，容易受到外界因素（温度、pH值、酸碱度等）影响甚至导致失活。但如果充分把握各个因素对脂肪酶的影响，采用适合酶催化的最适条件，就能最大限度的发挥脂肪酶作用，在工业生产过程中也能发挥巨大作用。本项研究主要研究金属离子对脂肪酶活性的影响，找出最佳金属离子的种类和浓度，提高脂肪酶的活性，以更大的发挥其药理学功能[1]。

二、脂肪酶

2、1 脂肪酶的概述

脂肪酶(Lipase，EC3.1.1.3)[2]即三酰基甘油酰基水解酶，它催化天然底物油脂水解，生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二酯。微生物脂肪酶分子量一般在 19,000-60,000 Da[3],大多数脂肪酶糖蛋白含量为2%-15%，以甘露糖为主。脂肪酶广泛的存在于动植物和微生物中，植物中含脂肪酶较多的是油料作物的种子。其基本组成单位为氨基酸，通常只有一条多肽链。它的催化活性仅仅决定于它的蛋白质结构。脂肪酶在生物体脂代谢中不可缺少，在自然界中拥有丰富的微生物资源[4]。脂肪酶是一类具有多种催化能力的酶，可以催化三酰甘油酯及其他一些水不溶性酯类的水解、醇解、酯化、转酯化及酯类的逆向合成反应，除此之外还表现出其他一些酶的活性，如磷脂酶、溶血磷脂酶、胆固醇酯酶、酰肽水解酶活性等。脂肪酶不同活性的发挥依赖于反应体系的特点。

脂肪酶具有以下突出的特点：（1）在有机溶剂中稳定性好。（2）具有广泛的底物特异性。（3）高度的位置选择性和异构体选择性。（4）催化活性高。（5）副反应较少。（6） 产生脂肪酶的微生物来源极其丰富等。基于脂肪酶的以上特点以及优势，它已广泛应用于食品加工、新型生物材料、生物传感器、生物医学、手性药物拆分等领域［5］。

2.2 脂肪酶活性位点结构及催化机制

脂肪酶的活性位点是由丝氨酸、组氨酸和天冬氨酸（或谷氨酸）组成的”催化三联体”。脂肪酶催化的酯化和水解反应遵循乒乓机理。脂肪酶催化的酯化和水解反应为互为可逆的过程，下面以脂肪酶催化的羰基酯键的水解过程为例，对脂肪酶的催化机制和”催化三联体”在催化过程分别起到的作用进行叙述。整个过程大体分为4个阶段：(a) 酶与底物的结合。Ser-OH的氢转移到His的咪唑环上，氧原子被激活并对底物的羰基碳原子进行亲核攻击。(b) 形成四面体中间复合物。底物的羰基双键断裂，羰基的氧原子携带上负电荷并与阴离子氧洞结合，羰基的碳原子与其它四个原子发生键合，形成一个暂时的四面体复合物。(c) 形成酰基-酶共价中间体复合物。羰基碳原子继续发生螺旋扭转，形成一个较大的偶极矩。His的咪唑环将从Ser-OH上获得的氢转移给醇羟基，底物的酯键发生断裂，释放出醇，同时原底物的羰基部分与Ser之间形成新的酯键。(d) 脱酰基过程。His的咪唑将原Ser的氢转移给酯键的醇羟基后，从活性中心附近的水分子中重新获得质子，水分子被激活。水分子攻击Ser与底物羰基形成的酯键上的碳原子，同时His再次将从水分子中获得的氢转移给Ser，从新形成羟基，并释放羧基化合物。

2.3脂肪酶的应用问题