三 应用前景举例

  1. 不对称转化 在有机溶剂中进行的酶催化反应可提供一种获得光学异构产物的新方法。如蛋白水解酶催化的不对称转酯反应可用于消旋醇的拆分：

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这个反应在无水有机溶剂（无水醚或正庚烷等）中进行，水不起作用， 因此不必加水，另外，被拆分的醇不需要在酶促反应前先进行酯化反应， 因此简化了拆分步骤。同时用脂肪酶也成功地拆分了数目众多的一级与二级手性醇。

消旋醇还可以通过脂肪酶的不对称酰化作用进行拆分，如脂环二级醇——薄荷醇在庚醇中，可用 C.Cylindracea 脂肪酶催化不对称酰化作用进行拆分：

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在有机溶剂中通过酶促反应还可以实现许多其他类型的不对称转化反应。

  1. 碳水化合物的选择性酰化 蛋白水解酶在非水溶剂中可以催化不同类型的反应，包括酯化、转酯、氨解、转硫酯等，而在水中，水解反应几乎完全抑制了上述类型的反应。枯草杆菌酶在无水二甲基甲酰胺中催化碳水化合物的酰化反应是蛋白水解酶在一定条件下具有合成能力的有力证明。枯草杆菌酶不仅能在这种强亲水性的有机溶剂中酯化许多糖及有关化合物，而且能以明显的位置选择性进行制备规模的反应。如D-葡萄糖与 L-苯丙氨酸反应，可得到产率为 40％的单酯，在产物中 80% 为 6 位单酯衍生物。

  2. 对位取代酚的氧化 在水中，多酚氧化酶不能使对位取代酚氧化得到邻位醌，因邻位醌在水中极不稳定，迅速多聚化而使酶失活，但蘑菇多酚氧化酶在氯仿中可选择性地催化氧化对位取代酶。Klibanov 小组用该酶制备了多巴的衍生物 N-乙酰氨基-3，4-二羟基苯丙氨酸乙酯。

  3. 在多肽合成中的应用 在自然界，大多数蛋白质与活性肽是由一个氨基酸的α-羧基与另一氨基酸的α-氨基形成肽键。在无水第三戊醇中，用枯草杆菌酶作催化剂，当氨基组分为赖氨酸时，其α-氨基不参与反应，只有ε-氨基参与肽键的形成得到纯的ε-异构体。

在无水甲苯或四氢呋喃中，猪胰脂肪酶可以催化肽键的形成，肽的N-端也可以是 D-构型的氨基酸。

在非水介质中进行酶催化反应的研究称为非水酶学（ non － aqueousenzymology），可以肯定的是，在非生物体系中，酶能在有机溶剂中催化某些化学反应的进行，这将给有机合成与天然产物的研究展现广阔的、美好的应用前景。

为了深入研究非水酶学，尚有许多基本问题需要回答。如为什么不同的酶对于溶剂性质的敏感性不一样？枯草杆菌酶可以在无水二甲基甲酰胺中反应，而胰凝乳蛋白酶与大多数酶则不能。为什么某些酶比另一些酶需要更多的水？在有机介质中，酶的“记忆”有多久？能否将新的

底物或对映体选择性的记号“印”在酶上？⋯⋯这些问题说明了在非水介质中进行的酶促反应虽然取得了许多令人振奋的结果，但其基本原理仍待深入探索。

当前酶学的重大发展是蛋白质基因工程，即用定位突变的方法对酶进行改造，蛋白质基因工程的任务之一包括改变酶的性质如动力学特性、特异性、稳定性、辅助因子、最适 pH 值以及调节作用等。Klibanov 指出，上述酶性质的改变也可以通过反应介质来控制而不是改变酶本身，因此提出了“溶剂工程”（solvent engineering）这个新概念，这有可能发展成为基因工程的一种补充方法受到科学家的重视。