2017年初级西药师考试知识点：非水介质对酶活性的影响-水活度与酶活性

热力学水活度(thermodynamic water activity, αw)是指在特定温度和压力条件下，有机溶剂反应体系中酶的活性与水含量的关系的―种描述。αw是反应体系巾水的摩尔分数χw与水活度系数γw的乘积，唪αw =γwχw。γw是溶剂疏水性的函数，溶剂疏水性越大，γw越大。在平衡状态时，反应体系中各组分(酶、溶剂、底物和产物等)的αw是相同的。酶活性与反应体系的热力学水活度直接相关，例如米赫毛霉脂肪酶(Mucor miehei lipase)在水活度为0.55时，在不同极性的溶剂中都表现出最高的酶活性，其中在正己烷溶剂中活性最强，有机溶剂中过多的水或过少的水都会影响酶活性。Valivety等对不同来源的5种脂肪酶进行了研究，发现酶的催化活性与水活度相关，但是不同酶在相同有机溶剂中的最佳水活度值不同，这可能是由于酶分子结构的差异性所造成的。

水活度或水含量的增加会导致酶催化反应中某种底物rm值的增加，例如在二嚅烷溶剂中，聚乙二醇修饰的枯草杆菌蛋白酶(PEG-subtilisin)催化丁酸乙烯酯3与正己醇4酯交换生成丁酸已酯5。由于在酯化反应中，水是一种抑制剂，它与底物竞争酰基-酶中间体，促进逆反应。因此，在有机溶剂反应体系中，亲核性试剂的rm会随水含量的增加而增加，例如枯草杆菌蛋白酶(subtilisin)对正己醇的表观Km(即Km.唧)随水浓度增加而增加，而酰化试剂丁酸乙烯酯的Km不受溶剂的影响(表5-2)。因此，水活度(珥y)值将影响水解酶催化酯化或转酯反应的平衡。