[科普中国]-酶催化聚合

酶催化聚合是指通过酶的作用，合成聚合物的反应。酶是由20多种不同结构单元氨基酸组成的生物大分子，其分子量为十的四次方到十的六次方以上，它的大分子结构对于发挥酶的专一性、高效催化功能以及对温度、pH值敏感等方面，表现出一般工业催化剂所没有的特性。

简介酶催化聚合是指通过酶的作用，合成聚合物的反应。

酶的优点酶是由20多种不同结构单元氨基酸组成的生物大分子，其分子量为十的四次方到十的六次方以上，它的大分子结构对于发挥酶的专一性、高效催化功能以及对温度、pH值敏感等方面，表现出一般工业催化剂所没有的特性。酶的特殊几何形状使它能从大量分子中将它所作用的底物提取出来，即具有极高的特异性。此外，用酶做催化剂可以大大降低反应活化能，使反应可在10-40摄氏度下进行，具有最佳的反应速度。酶催化聚合主要用于生物高分子的合成上，如多糖的合成、核酸的合成、脱氧核糖酸的合成以及蛋白质的合成等，某些酶也可用于非生物高分子的合成，如用脂肪酶催化合成聚醋。至于酶催化聚合物合成的详细历程尚不清楚1。

研究背景酶催化聚合是最近发展起来的一种新型聚合方法，能在温和的条件下，高效率，高选择性地完成聚合反应，将对未来工业聚合方法产生深远影响，较详细地综述了近年来酶催化聚合，特别是缩聚反应和开环聚合的研究进展。

应用研究近年来酶催化反应的研究十分活跃，然而主要侧重于小分子反应：如水解反应，包括羧酸酯，磷酸酯，酰胺和腈的水解反应等；酰胺的酯化，酯交换反应；氧化还原反应，不饱和羰基化合物的还原反应，醇的氧化反应；碳一碳键形成反应，如羟醛反应，偶联反应等。

酶的作用原理酶的活性中心（activecenter）只是酶分子中的很小部分，酶蛋白的大部分氨基酸残基并不与底物接触。组成酶活性中心的氨基酸残基的侧链存在不同的功能基团，如-NH2。-COOH、-SH、-OH和咪唑基等，它们来自酶分子多肽链的不同部位。有的基团在与底物结合时起结合基团（bindinggroup）的作用，有的在催化反应中起催化基团（catalyticgroup）的作用。但有的基团既在结合中起作用，又在催化中起作用，所以常将活性部位的功能基团统称为必需基团（essentialgroup）。它们通过多肽链的盘曲折叠，组成一个在酶分子表面、具有三维空间结构的孔穴或裂隙，以容纳进入的底物与之结合并催化底物转变为产物，这个区域即称为酶的活性中心2。

本词条内容贡献者为:

邱学农 - 副教授 - 济南大学