第八章 非水相酶催化
蛋白质与酶工程
——酶的非水相催化概况
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一、有机介质中的酶催化
概念：酶在含有一定量水（结合水和溶剂水）的有机溶剂中的催化反应。
1)适于疏水性物质（底物或产物）的酶催化作用。 2)有机介质中的酶催化作用，酶底物特异性、立体选择性、区域选择性、键 选择性和热稳定性等都有所改变。
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3）一般选用2≤lgP≤4的有机溶剂作为有机介 质为宜。
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五、酶非相催化特性
1.底物专一性
◆在有机介质中，由于酶分子活性中心的结合部位与底物之间 的结合状态发生某些变化，致使酶的底物特异性会发生改变。 ◆不同的有机溶剂具有不同的极性，所以在不同的有机介质中， 酶的底物专一性也不一样。
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二、有机介质中的反应体系
正胶束体系
（1）胶束又称为正胶束或正胶团，是在大量水溶液中含有少量与水不相混溶的有机
溶剂，加入表面活性剂后形成的水包油的微小液滴。
（2）表面活性剂的极性端朝外，非极性端朝内，有机溶剂包在液滴内部。
（3）反应时，酶在胶束外面的水溶液中，疏水性的底物或产物在胶束内部。反应在
物浓度。
Kcat: 酶的转换数。是酶催化效率的一个指标。指每个酶分子每
分钟催化底物转化的分子数。
◆酶在有机介质中催化，与在水溶液中催化比较，由于介质的特
性发生改变，而引起酶的对映体选择Байду номын сангаас也发生改变。
◆酶在水溶液中催化的立体选择性较强，而在疏水性强的有机介
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质中，酶的立体选择性较差。
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◇在极性较强的有机溶剂中，疏水性较强的底物容易反应；而 在极性较弱的有机溶剂中，疏水性较弱的底物容易反应。
酶工程思考题(附答案)
酶工程思考题汇总第一章P251．何谓酶工程?试述其主要内容和任务.酶的生产，改性与应用的技术过程称为酶工程。
主要内容：微生物细胞发酵产酶，动植物细胞培养产酶，酶的提取与分离纯化，酶分子修饰，酶、细胞、原生质体固定化，酶非水相催化，酶定向进化，酶反应器和酶的应用等。
主要任务：经过预先设计，通过人工操作获得人们所需的酶，并通过各种方法使酶的催化特性得以改进，充分发挥其催化功能。
2．酶有哪些显著的催化特性？专一性强（绝对专一性——钥匙学说、相对专一性——诱导契合学说）、催化效率高、作用条件温和3．简述影响酶催化作用的主要因素.底物浓度、酶浓度、温度、pH、激活剂浓度、抑制剂浓度等诸多因素第二章P635．酶的生物合成有哪几种模式？生长偶联型（同步合成型、中期合成型）、部分生长偶联型（延续合成型）非生长偶联型（滞后合成型）7．提高酶产量的措施主要有哪些？a.添加诱导物（酶的作用底物、酶的催化反应物、作用底物的类似物）b.控制阻遏物的浓度c.添加表面活性剂d.添加产酶促进剂11．固定化微生物原生质体发酵产酶有何特点？1.提高产酶率2.可以反复使用或连续使用较长时间3.基因工程菌的质粒稳定，不易丢失4.发酵稳定性好5.缩短发酵周期，提高设备利用率6.产品容易分离纯化7.适用于胞外酶等细胞产物的生产第三章P843．植物细胞培养产酶有何特点？1.提高产率2.缩短周期3.易于管理，减轻劳动强度4.提高产品质量5.其他4．简述植物细胞培养产酶的工艺过程。
外植体细胞的获取细胞培养分离纯化产物6．动物细胞培养过程中要注意控制哪些工艺条件？1.培养基的组成成分2.培养基的配制3.温度的控制4.ph的控制5.渗透压的控制6.溶解氧的控制第四章P1351．细胞破碎的方法主要有哪些？各有何特点？机械破碎法：通过机械运动产生的剪切力，使组织、细胞破碎（捣碎法，研磨法，匀浆法）物理破碎法：通过物理因素的作用（温度差破碎法，压力差破碎法，超声波破碎法）化学破碎法：通过化学试剂对细胞膜的作用（添加有机溶剂，添加表面活性剂）酶促破碎法：通过细胞本身的酶系或外加酶制剂的催化作用，使细胞外层结构受到破坏（自溶法，外加酶制剂法）2．试述酶提取的主要方法。
酶的非水相催化考研考点总结
酶的非水相催化考研考点总结●水相酶反应的限制●仅限于水溶性底物●大部分有机物在水中溶解性差●水会引发副反应或造成产物分解●不利于反应平衡向产物推进●产物回收困难●非水相催化的优势●增加非极性底物的溶解度●使某些原本在水相不能进行的反应顺利进行，如肽的合成、酯的合成等●可减少在水相容易发生的副反应，如酸酐的水解、卤化物的水解等●容易分离回收●无微生物污染●相关问题●非水相并不代表完全无水，完全无水的情况下酶是无活性的●极性较强的溶剂可能剥离掉酶分子中必须的水，导致酶失活；而疏水性溶剂对水的溶解能力较低●在无水溶剂中，酶蛋白分子的刚性增加，空间构象较难发生改变●非水相催化的类型●有机介质中的酶催化●气相介质中的酶催化●超临界流体介质中的酶催化●离子液介质中的酶催化由有机阳离子与有机（无机）阴离子构成的在室温条件下呈液态的低熔点盐类●非水相催化的体系●与水不溶性有机溶剂组成的两相或多相体系●（正）胶束体系●反胶束体系●与水溶性有机溶剂组成的均一体●微水介质体系●酶非水相催化的影响因素●水●水对酶分子构象的影响酶分子需要一层水化层，以维持其完整的空间构象●水对酶催化反应速度的影响●水活度在有机介质体系中，酶的催化活性随着结合水量的增加而提高●有机溶液●有机溶剂对酶结构与功能的影响在有机溶剂中，酶分子（经过修饰后可溶于有机溶剂者除外）不能直接溶解，而是悬浮在溶剂中进行催化反应●有机溶剂对酶分子表面结构的影响●有机溶剂对酶活性中心结合位点的影响溶剂有可能渗入到酶分子的活性中心，与底物竞争活性中心的结合位点●有机溶剂对酶活性的影响有机溶剂的极性越强，越容易夺取酶分子结合水●有机溶剂对底物和产物分配的影响●酶的催化特性●底物专一性可能受影响●对映体选择性●区域选择性酶能够选择底物分子中某一区域的基团优先进行反应●健选择性●热稳定性更好●pH值特性：pH记忆●非水相催化条件的控制●水含量●酶的选择●底物的选择和浓度控制●有机溶剂的选择●温度控制。
酶工程第七酶的非水相催化.pptx
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Aquous Two Phase System--ATPS
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2 反相胶束体系
• 在水－有机溶剂两相体系和微水有机溶剂体系中，仅有少数酶能够保持催化活 性，而能在反相胶束体系中催化的酶的种类更多(酶在胶束中水池中活力更大)。 从一定意义上说，反相胶束体系也是一种两相体系，但它用于传质的相面积更 大。
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(三) 离子液体缺点
离子液体也有一些缺点妨碍着它的应用。 已合成的离子液体大多黏度很高，这势必给底物和产物的传质带来困难。Kragl等人发现尽管β-糖苷酶在
80°C高温下在离子液体1-甲基-3-甲基咪唑甲基璜酸盐(1-methyl-3-methylimidazolium methanesulfonate,[MMIM][CH3SO3])中仍具有很高的稳定性，但80°C的高温仍然没有解决离子液体粘度 较大带来的传质困难。 尽管有些离子液体成本可达到70欧元/kg，但价格仍然是限制其应用的重要因素。因此离子液体能否能完全 回收利用是其能否工业化应用的重要条件。
优点： • 避免了有机溶剂的使用； • 酶的回收较为方便； • 气相中底物和产物的传质效果较好。 缺点: • 反应器中的反应物浓度受到底物蒸汽压的影响 • 酸与醇的酯化反应中酶还受到酸蒸汽的不可逆抑制失活作用
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三 酶非水相催化的反应介质—超临界流体
优点: • 超临界流体有极好的扩散性和很低的黏度，有利于底物向酶分子扩散。底物在超临界
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一 单相反应体第系二节 反应体系
1 微水反应体系 酶悬浮态存在（传递问题） 一般为疏水有机溶剂，疏水底物溶解性强 微量水分维持活性（5%) 2 与水混溶有机溶剂反应体系 • 酶溶解性好（亲水溶剂的毒害问题） • 溶解极性较高的底物，如糖 • 水分含量大
非水相酶催化合成D-异抗坏血酸-6-硬脂酸酯的工艺研究
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｓ ２ ０ １ ． ２
文 献标 识 码 ： Ａ
Ｌｉ ｐ ａ ｓ ｅ ． ． ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ Ｓ ｙ ｎｔ ｈｅ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｄ． ． ｉ ｓ ｏ ａ ｓ ｅ ｏ ｒ ｂ ｙ １． ． ６． ． Ｓ ｔ ｅ ａ ｒ ａ ｔ ｅ ｉ ｎ Ｎｏ ｎａ ｑ ｕ ｅ ｏ ｕ ｓ Ｐｈ ａ ｓ ｅ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｏｎ ｅ — ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ — ａ ｔ － ａ — ｔ ｉ ｍｅ ａ ｎ ｄ ｏ ｒ ｔ ｈ ｏ ｂ ｏ ｎ ａ ｌ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ａ ｒ ｅ ｅ ｍｐ ｌ ｏ ｙ ｅ ｄ ｔ ｏ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｔ ｈ ｅ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ —
Ｊ ａ ｎ ．２ ０ １ ７
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
非水相酶催 化合成 Ｄ 一 异 抗坏血酸一 ６ 一 硬 脂酸 酯的工 艺研 究
赵 红霞 ， 王应强 ， 崔 凤 杰２ ， 刘 爱青。
（ １ ． 陇东学院 农林科技学院， 甘肃 庆阳 ７ ４ ５ ０ ０ ０ ； ２ ． 江苏大学 食品与生物工程学院， 江苏 镇江 ２ １ ２ ０ １ ３ ；
ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｍ ｏ ｌ ｅ ｃ ｕ ｌ ａ ｒ ｓ ｉ ｅ ｖ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ ｌ ｉ ｐ ａ ｓ ｅ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｏ ｆ Ｄ — ｉ ｓ ｏ ａ ｓ ｃ ｏ ｒ ｂ ｙ ｌ Ｓ ｔ ｅ ａ ｒ ａ ｔ ｅ （ Ｄ－ Ｉ Ｓ ）ｆ ｒ ｏ ｍ Ｄ—
非水相催化 生物技术
四.离子液介质中的酶催化
1、概念： 离子液介质中的酶催化是指 酶在离子液中进行的催化反应。 酶在离子液中的催化作用具有良好的 稳定性和区域选择性、键选择性等显 著特点。
二.气相介质中的酶催化
1、概念： 气相介质中的酶催化在气相 介质中进行的催化反应。 2、适应对象：底物是气体或者能够转 化为气体的物质的酶催化反应。
三.超临界介质中的酶催化
1、概念：超临界介质中的酶催化是指酶在超 临界流体中进行的催化反应。 2、超临近流体应具备的条件： 超临界温度不能太高或太低，最好在室温附 近或在酶催化的最适温度附近； 超临界压力不能太高，可节约压缩动力费用 ；超临界流体要容易获得，价格要便宜
酶非水相催化的研究 概况
一、酶的非水相催化的概念 酶在非水相介质中进行的催化反应称为酶的非水相催化 二、酶的非水相催化主质中的酶催化 二.气相介质中的酶催化 三.超临界介质中的酶催化 四.离子液介质中的酶催化
一、有机介质中的酶催化
1、概念：是指酶在含有一定量水的 有机溶剂中进行的催化反应。 2、适用于底物、产物两者或其中之 一为疏水性物质的酶催化作用。
酶非水相催化PPT课件 (2)
二、水对有机介质中酶催化的影响
有机溶剂中酶的催化活力与反应系统的含水量 密切相关。 系统含水量 :结合水 (酶粉水合、固定载体和其 他杂质)、游离水(溶于有机溶剂) 与酶结合的水量是影响酶的活力、稳定性以及 专一性的决定因素
1、水对酶分子空间构象的影响
无水下酶空间构象被破坏,故需一层水化层; 必需水:维持酶分子完整空间构象所必需的最 低水量; 不同的酶所需求的必需水的量差别较大; 每分子凝乳蛋白酶只需50分子的水，每分子多 酚氧化酶却需3.5×102个水分子 原因:必需水是维持酶分子结构中氢键、盐键 等副键所必需的。
第七章 酶非水相催化
观念的改变
有关酶的催化理论是基于酶在水溶液中的催化 反应建立起来的。 近年来，进行了非水介质的酶结构与功能、酶 作用机制、酶作用动力学的研究，建立起非水 酶学（non-aqueous enzymology)。
第一节 酶非水相催化的研究概况
受非水介质的影响，其催化特性与在水相中不同。
二、气相介质中的酶催化
指酶在气相介质中进行的催化反应。 适用范围：底物是气体或能转化为气体 的物质的酶催化反应。 特性：气体介质的密度低，扩散容易， 与在水相中明显不同。
三、超临界流体介质中的酶催化
酶在超临界流体中进行的催化反应。 超临界流体是指温度和压力超过某物质的超临界 点的流体。
一些相对亲水性的有机溶剂能够夺取 酶表面的必需水而导致酶失活。 由于酶与溶剂竞争水分子，体系的最 适含水量与酶的用量及底物浓度有关。
提高酶分子的亲水性，可以限制酶在 有机溶剂中的脱水作用。
３、溶剂对底物和产物分配的影响
溶剂能直接或间接地与底物和产物相互作用。 溶剂能改变酶分子必需水层中底物或产物的 浓度。
第七章 非水相酶催化
1）与水互溶的有机溶剂-水单相体系
有机溶剂与水形成均匀的单相溶液体系。酶、底物和产物都能溶 解在这种体系中。这种反应体系主要适用于在单一水溶液中溶解 度很低、反应速度也很慢的亲脂性底物的生物转化。
2）非极性有机溶剂-水两相体系
由含有溶解酶的水相和一个非极性的有机溶剂相所组成的两相体 系。反应一般发生在水相或者是两相的界面上。
适宜的温度下进行反应。
第一节 非水酶学概述
Enzyme Engineering
有机介质酶反应的应用现状
Enzyme Engineering 第二节 有机介质中的酶促反应
一、酶促反应的有机介质体系
低水体系(A)
高水分含量体系
A
B
(B、C、D)
C
D
Enzyme Engineering 第二节 有机介质中的酶促反应
渗透蒸发法调控水分的原理源自Enzyme Engineering 第二节 有机介质中的酶促反应
（二）有机溶剂对有机介质中酶催化反应的影响
1.有机溶剂对酶活性的影响
有机溶剂直接与酶分子周围的水相互作用，造成酶分子必需水的 变化和重新分配，从而影响酶的构象和活性。
溶剂的极性越强，对酶活性影响越大。溶剂的疏水性越强，酶在 该介质中的反应活性愈高。
Enzyme Engineering 第二节 有机介质中的酶促反应
100
酶
活 50
力
CLECs（辛烷） 冻干酶（辛烷）
CLECs（乙腈） 冻干酶（乙腈）
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枯草杆菌蛋白交联酶晶体与冻干酶在己烷和乙腈中的稳定性
Enzyme Engineering 第二节 有机介质中的酶促反应
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⏹第八章非水相酶催化⏹概述酶催化反应的介质⏹第一节有机介质中的酶促反应概述⏹第二节有机介质中酶促反应的条件⏹第三节有机介质对酶性质的影响⏹第四节有机介质中酶促反应应用举例⏹酶催化反应的介质⏹酶非水相催化的几种类型⏹酶非水相催化的几种类型⏹第一节有机介质中的酶促反应概述⏹一．有机相酶反应的优点：⏹二．有机相酶反应具备条件⏹三．有机相酶反应的研究进展⏹四．有机相酶反应的应用现状⏹一．有机相酶反应的优点：⏹1．有利于疏水性底物的反应。
⏹2．可提高酶的热稳定性，扩大反应pH值的适应性。
⏹3．可改变反应平衡移动方向,能催化在水中不能进行的反应。
Eg:脂肪酶在水中催化油脂水解，有机溶剂中催化酯化、转酯化、氨解多种反应。
P179(2)⏹一．有机相酶反应的优点：⏹4．可控制底物专一性，可防止由水引起的副反应。
Eg：酸酐的水解、氰醇的消旋化和酰基转移。
P179(3)⏹5．酶易于实现固定化。
⏹6．酶和产物易于回收。
（低沸点溶剂更易分离纯化产物)⏹7．可避免微生物污染。
⏹有机介质反应体系⏹一、非极性有机溶剂−酶悬浮体系(微水介质体系)用非极性有机溶剂取代所有的大量水，使固体酶悬浮在有机相中。
但仍然含有必需的结合水以保持酶的催化活性(含水量一般小于2%)。
酶的状态可以是结晶态、冻干状态、沉淀状态，或者吸附在固体载体表面上。
⏹二、与水互溶的有机溶剂−水单相体系有机溶剂与水形成均匀的单相溶液体系。
酶、底物和产物都能溶解在这种体系中。
⏹三、非极性有机溶剂−水两相/多相体系由含有溶解酶的水相和一个非极性的有机溶剂(高脂溶性)相所组成的两相体系。
⏹反应体系中水对酶催化反应的影响⏹酶都溶于水，只有在一定量的水存在的条件下，酶分子才能进行催化反应。
所以酶在有机介质中进行催化反应时，水是不可缺少的成分之一。
有机介质中的水含量多少对酶的空间构象、酶的催化活性、酶的稳定性、酶的催化反应速度等都有密切关系，水还与酶催化作用的底物和反应产物的溶解度有关。
⏹酶分子只有在空间构象完整的状态下，才具有催化功能。
在无水的条件下，酶的空间构象被破坏，酶将变性失活。
故此，酶分子需要一层水化层，以维持其完整的空间构象。
维持酶分子完整的空间构象所必需的最低水量称为必需水（essential water）。
⏹有机介质中水的含量对酶催化反应速度有显著影响。
存在最适水含量。
⏹二．有机相酶反应具备条件⏹1．保证必需水含量。
⏹2．选择合适的酶及酶形式。
⏹3．选择合适的溶剂及反应体系。
⏹4．选择最佳pH值。
⏹三．有机相酶反应的研究进展⏹1．超临界流体中的酶反应⏹2．仿水溶剂和印迹技术⏹1．超临界流体中的酶反应⏹超临界流体的概念:⏹指温度和压力均在本身的临界点以上的高密度流体，具有和液体同样的凝聚力、溶解力；然而其扩散系数又接近于气体，是通常液体的近百倍。
⏹超临界流体的有关性质⏹（1）超临界流体的P-V-T性质⏹超临界流体的有关性质⏹（2）所谓超临界CO2是指纯净的CO2被加热或压缩到高于其临界点（临界温度31.1℃，临界压力7.28Mpa)时的状态。
该流体具有无毒、无臭、不燃等优点。
⏹超临界流体的有关性质⏹（3）提高溶剂选择性的基本原则是：⏹第一：操作温度和超临界流体的临界温度接近；⏹第二：超临界流体的化学选择和待分离溶质的化⏹学性质接近。
⏹超临界流体萃取的应用实例⏹2．仿水溶剂和印迹技术⏹（1）仿水溶剂体系⏹（2）分子印迹技术⏹（1）仿水溶剂体系⏹原理:⏹可用二甲基甲酰胺（DMF），乙二醇，丙三醇等极性添加剂部分或全部替代系统中的辅助溶剂水，从而影响酶的活性和立体选择性。
⏹应用举例：⏹通过适当地添加少量的DMF（二甲基酰胺），脂肪酶催化布洛芬与正丁醇酯化反应产物的得率从51%提高到91%，且反应活性也有所提高。
⏹（2）分子印迹技术⏹ e.g. 1⏹当枯草杆菌蛋白酶从含有竞争性抑制剂（N-Ac-Tyr-NH2）的水溶液中冻干出来后，再将抑制剂除去，该酶在辛烷中催化酯化反应的速度比不含抑制剂的水溶液中冻干出来的酶高100倍，但这样处理的酶在水溶液中其活性与未处理的酶相同。
⏹分子印迹技术原理：⏹竞争性抑制剂诱导酶活性中心构象发生变化，形成一种高活性的构象形式，而此种构象形式在除去抑制剂后，因酶在有机介质中的高度刚性而得到保持。
⏹酶蛋白分子在有机相中具有对配体的“记忆”功能。
⏹第一节结束优点具备条件研究进展应用现状⏹第一节结束⏹点击返回⏹第二节有机介质中酶促反应的条件⏹一．必需水⏹二．酶的选择⏹三．溶剂及反应体系的选择⏹四．pH选择和离子强度的影响⏹一．必需水⏹概念：⏹紧紧吸附在酶分子表面，维持酶催化活性所必需的最少量水。
⏹一．必需水⏹⏹ 2 ．干燥的酶水合过程：⏹（1）与酶分子表面带电基团结合达到0-0.07g/g（水/酶）⏹（2）与表面的极性基团结合(0.07-0.25g/g)⏹（3）凝聚到表面相互作用较弱的部位（0.25~0.38g/g）⏹（4）酶分子表面完全水化，被一层水分子覆盖。
⏹3．影响酶反应体系中需水含的因素a．不同酶需水量不同b. 同一种酶在不同有机溶剂中需水量不同溶剂疏水性越强，需水量越少⏹胰脂肪酶活性与含水量的关系⏹4．表征必需水作用的参数---热力学水活度⏹即在一定温度和压力下，反应体系中的水蒸汽压与相同条件下纯水的蒸气压之比。
该参数直接反应酶分子上水分的多少，与体系中水含量及所用溶剂无关。
⏹二酶的选择⏹ 1 酶种类的选择：脂肪酶、蛋白酶、次黄嘌呤氧化酶、过氧化氢酶，过氧化物酶等。
⏹除与酶有关，还与酶-底物、产物-溶剂间关系有关。
⏹2．酶形式的选择⏹（1）酶粉：⏹例如：有人研究a-胰凝乳蛋白酶在酒精中转酯反应，发现催化活性随反应体系中酶量的减少而显著增加。
⏹二．酶的选择⏹（２）化学修饰酶：⏹例如：SOD酶经糖脂修饰后变成脂溶性，它对温度、PH、蛋白酶水解的稳定性均高于天然SOD。
⏹二．酶的选择⏹（３）固定化酶：⏹把酶吸附在不溶性载体上（如硅胶、硅藻土、玻璃珠等）制成固定化酶，其对抗有机介质变性的能力、反应速度、热稳定性等都可提高。
⏹三．溶剂及反应体系的选择⏹水溶性有机溶剂：甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、甘油、丙酮、乙晴等⏹水不溶性的有：石油醚、己烷、庚烷、苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、乙醚、戊醚等⏹1．酶促反应有机介质体系⏹（1）单相共溶剂体系（水/水溶性有机熔剂）⏹（２）两相体系（水/水不溶性有机溶剂）⏹（３）低水有机溶剂体系（有机溶剂体系）⏹（４）反胶束体系☆⏹ A.反胶束体系概念⏹反胶束体系：⏹是表面活性剂分散于连续有机相中自发形成的纳米尺度的一种聚集体。
反胶束溶液是透明的热力学稳定的系统。
⏹概念表面活性剂⏹表面活性剂：表面活性剂是由亲水憎油的极性基团和亲油憎水的非极性基团两部分组成的两性分子。
⏹在有机相酶反应中用得最多的是阴离子表面活性剂：⏹AOT(AerosolOT)，其化学名为丁二酸-2-乙基酯磺酸钠。
⏹概念临胶束浓度⏹临胶束浓度：是胶束形成时所需表面活性剂的最低浓度，用CMC来表示。
⏹CMC的数值可通过测定各种物理性质的突变（如表面张力、渗透压等）来确定。
⏹概念⏹正常微团：极性头部向外，与水结合；疏水尾部向内，形成一个非极性的核心。
⏹反向微团：疏水尾部向外，与非极性的有机溶剂接触；极性头部向内，形成一个极性核。
⏹ B.反胶束体系的制备⏹将表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中，并使其浓度超过临界胶束浓度（CMC），便会在有机溶剂内形成聚集体，这种聚集体则为反胶束。
⏹反胶束体系的制备⏹影响因素⏹反胶束的尺寸和形状随表面活性剂-溶剂系统的变化而变化，同时也受温度、压力、离子强度的影响。
⏹反胶束体系中的含水量⏹反胶束的大小取决于反胶束的含水量Wo。
Wo的定义为反胶束中水分子数与表面活性剂分子数之比，也即有机溶剂中水的摩尔浓度与表面活性剂的摩尔浓度之比。
⏹C．基本原理：“水壳”模型⏹反胶束系统中的水通常可分为结合水和自由水。
结合水是指位于反胶束内部形成水池的那部分水；⏹自由水即为存在于水相中的那部分水。
⏹“水壳”模型⏹水壳模型很好地解释了蛋白质在反胶束内的状况，其间接证据较多。
⏹ 1.从弹性光散射的研究证实在蛋白质分子周围至少存在一个单分子的水层。
⏹ 2.α-糜蛋白酶在反胶束中的荧光特性与在主体水中的特性很相象。
⏹ 3.反胶束中酶显示的动力学特性接近于在主体水中的特性。
⏹D．影响的主要因素⏹水相pH值的影响⏹离子强度的影响主要是由离子对表面电荷的屏蔽作用所决定⏹表面活性剂浓度的影响⏹离子种类对萃取的影响⏹双水相体系将头孢立新得率提高3倍⏹2．有机溶剂影响酶催化的方式⏹（1）有机溶剂能通过直接与酶相互作用引起抑制或失活⏹2．有机溶剂影响酶催化的方式⏹（2）有机溶剂与扩散的底物或产物相互作用而影响酶活⏹3）有机溶剂直接与酶附近的必需水相互作用。
⏹3．选择有机溶剂必须考虑因素⏹(1). 有机溶剂与反应的匹配性（即相容性）（包括反应产物与溶剂的匹配性，极性产物倾向于保留在酶附近，可能引起产物抑制或不必要的副反应发生。
)⏹相容性⏹例：对于酶促糖改性而言，使用疏水性的，与水不互溶的溶剂是不现实的，因为不溶性底物和不溶性的酶之间无相互作用，必须用亲水性的溶剂（如吡啶或二甲基甲酰胺）⏹(2). 溶剂必须对于该主反应是惰性的制剂。
⏹例：酯基转移反应涉及到醇对于酯的亲核攻击而产生另一种酯，如果溶剂也是酯，就会生成以溶剂为基础的酯，如果溶剂是醇，也会得到类似结果。
⏹(3)必须考虑的其他因素⏹溶剂的密度、黏度、表面张力、毒性、废物处理和成本等（溶剂因底物而宜）⏹溶剂参数lgP：即一种溶剂在辛醇/水两相间分配系数的常用对数值，它能直接反映溶剂的疏水性。
⏹生物催化剂的环境调控技术⏹四．PH选择和离子强度的影响⏹（1）pH选择：⏹在有机溶剂的环境中，不会发生质子化及脱质子化的现象。
酶在水相的pH值可在有机相中保持，同一种酶不同来源，对pH值敏感程度大不相同。
⏹（2）离子强度影响⏹随着冻干时用的缓冲溶液的离子强度增大，酶活会增大。
⏹第二节结束必需水酶的选择溶剂及反应体系pH选择和离子强度⏹第二节结束⏹点击返回⏹第三节有机介质对酶性质的影响⏹一、稳定性⏹二、活性⏹三、专一性⏹四、反应平衡方向⏹一、稳定性⏹（１）热稳定性提高⏹（２）储存稳定性提高⏹一、稳定性⏹结论⏹在低水有机溶剂体系中，酶的稳定性与含水量密切相关；⏹一般在低于临界含水量范围内，酶很稳定；⏹含水量超出临界含水量后酶稳定性随含水量的增加而急剧下降。
⏹二活性⏹刚-柔并存⏹刚性：生物大分子结构的精确性⏹柔性：生物大分子局部区域具有一定的可运动性。
⏹二、活性⏹1、单相共溶剂体系中，有机溶剂对酶活性影响⏹（1）有机溶剂直接作用于酶⏹（2）有些酶的活性会随着某些有机溶剂浓度升高而增大，在某一浓度（最适浓度）达到最大值；若浓度再升高，则活性下降。