中山大学化学与化学工程学院：《有机化学》酶催化的有机合成反应

酶催化的有机合成反应 中山大学化学与化学工程学院 马林

酶催化的有机合成反应 中山大学化学与化学工程学院 马 林

酶催化的有机合成反应 将生物催化剂应用于有机合成是目前最吸引 人的研究领域。有机化合物的生物合成和生物转 化是一门以有机合成化学为主,与生物学密切联 系的交叉学科,它也是当今有机合成化学的研究 热点和重要发展方向。 酶不仅在生物体内可以催化天然有机物质的 生物转化,也能在生物体外促进天然的或人工合 成的有机化合物的各种转化反应,并且显示出优 良的化学选择性、区域选择性和立体选择性

酶催化的有机合成反应 将生物催化剂应用于有机合成是目前最吸引 人的研究领域。有机化合物的生物合成和生物转 化是一门以有机合成化学为主，与生物学密切联 系的交叉学科，它也是当今有机合成化学的研究 热点和重要发展方向。 „ 酶不仅在生物体内可以催化天然有机物质的 生物转化，也能在生物体外促进天然的或人工合 成的有机化合物的各种转化反应，并且显示出优 良的化学选择性、区域选择性和立体选择性

第一节酶的特性 )、什么是 酶? 酶是活细胞产生的 类具有催化功能 的生物分子,所以 又称为生物催化剂 Biocatalysts n绝大多数的酶都是“ 蛋白质

第一节 酶的特性 „ （一）、什么是 酶？ „ 酶是活细胞产生的 一类具有催化功能 的生物分子，所以 又称为生物催化剂 Biocatalysts 。 „ 绝大多数的酶都是 蛋白质

anding sta rais 雷看 E+s ES EP P+E ■酶催化的生物 D-glucose 化学反应,称 为酶促反应 Enzymatic reaction。 ■在酶的催化下 发生化学变化 的物质,称为 底物 (a)Before glucose binding substrate

„ 酶催化的生物 化学反应，称 为酶促反应 Enzymatic reaction。 „ 在酶的催化下 发生化学变化 的物质，称为 底物 substrate

二)、酶和一般催化剂的共性 1,用量少而催化效率高; 2,它能够改变化学反应的速度,但是不 能改变化学反应平衡。 ■3,酶能够稳定底物形成的过渡状态,降 低反应的活化能,从而加速反应的进 行

（二）、酶和一般催化剂的共性 „ 1，用量少而催化效率高； „ 2，它能够改变化学反应的速度，但是不 能改变化学反应平衡。 „ 3，酶能够稳定底物形成的过渡状态，降 低反应的活化能，从而加速反应的进 行

(三),酶催化作用特性 1.高效性 ■酶的催化作用可使反应速度提高106-1012倍。 例如:过氧化氢分解 2H20 2H20+02 ■用Pe十催化,效率为6*10-4mo1/mo1.S,而用 过氧化氢酶催化,效率为6*106m01/mo1.S。 用α-淀粉酶催化淀粉水解,1克结晶酶在65°C 条件下可催化吨淀粉水解

（三），酶催化作用特性 1．高效性 „ 酶的催化作用可使反应速度提高106 -1012倍。 „ 例如：过氧化氢分解 „ 2H 2 O 2 2H 2O + O 2 „ 用Fe+ 催化，效率为6*10-4 mol/mol.S，而用 过氧化氢酶催化，效率为6*106 mol/mol.S。 „ 用 α-淀粉酶催化淀粉水解，1克结晶酶在65 ° C 条件下可催化2吨淀粉水解

酶催化反应过程 Transition state intermediate uncatalyzed) △ Guest Transition-state intermediate (catalyzed) △G at Stable intermediate Stable intermediate Reactants Products Progress of reaction->

酶催化反应过程

Reactants(Dina ng) 酶催化反应过程 ◎◇ Actve E PrOximity and orentation favor formation of the transition state (a)Lock-and-key model ower-△S+) Strong binding state Active of transition state sile owers△Ht E E Transition state (b)Induced fit model Product (released)

酶催化反应过程

2.选择性 ■酶的专一性 Bovine trypsin Specifici 又称为特异 His57 性,是指酶 Asp102 Ser195 在催化生化 反应时对底 Asp189\ 物的选择性 N

2．选择性 „ 酶的专一性 Specificity „ 又称为特异 性，是指酶 在催化生化 反应时对底 物的选择性

3.反应条件温和 ■酶促反应一般在p5-8水溶液中进行, 反应温度范围为20-40°C 高温或其它苛刻的物理或化学条件,将 引起酶的失活

3．反应条件温和 „ 酶促反应一般在pH 5-8 水溶液中进行， 反应温度范围为20-40 °C。 „ 高温或其它苛刻的物理或化学条件，将 引起酶的失活