De katalytische aktiviteit van enzymen in organische oplosmiddelen

Abstract

In dit afstudeerverslag: De katalytische aktiviteit van enzymen in organische oplosmiddelen, wordt afgeleid dat de snelheid waarmee iedere enzymatische reaktie verloopt een funktie is van chemische aktiviteiten in plaats van concentraties van het substraat. Hieruit volgt dat wanneer de chemische aktiviteit van een substraat constant is, de reaktiesnelheid in ieder organisch oplosmiddel gelijk is, mits het oplosmiddel en de active-site van het enzym geen interaktie vertonen. Wanneer Km en afzonderlijk bepaald worden door aan de initiële reaktiesnelheid als funktie van de substraataktiviteit Michaëlis-Menten kinetiek te fitten, dan zouden de verkregen M.- M.-curven in ieder oplosmiddel gelijk moeten zijn. Wanneer de reaktiesnelheid als funktie van de concentratie uitgezet wordt (er wordt alleen M.-M. kinetiek verkregen indien y constant is), dan is Vmax (kcj overal gelijk, en de gemeten Km zal verschillen. De bovenstaande theorie wordt getest door initiële kinetiek te meten van Pseudomonas cepacia PS (Amano) en Porcine Pancreas lipase gekatalyseerde reakties. De initiële reaktiesnelheid is constant, wanneer de substraataktiviteiten constant zijn. Dit wordt aangetoond voor zowel de hydrolyse van propylbutyraat als de condensatie van boterzuur en propanol in oplosmiddelen in log P variërend van -1,9 tot 4,5. Op basis van het afzonderlijk meten van Km en k^ in de Psc- en PPL-gekatalyseerde hydrolyse en (trans)esterifikatie reakties in enkele oplosmiddelen kan geen sluitend bewijs worden gegeven dat de theorie de experimenten op de juiste wijze beschrijft. Ten eerste hebben een aantal reaktiesystemen een te hoge Km en wordt k^ (Vmax) niet bereikt, waardoor deze parameters niet nauwkeurig bepaald kunnen worden (hydrolyse van propylbutyraat, ethyldecanoaat, decylacetaat en tributytrine en transesterifikatie van vinylacetaat en hexanoi). Ten tweede is het gebruikte meetsysteem: PPL-gekatalyseerde transesterifikatie van tributyrine en hexanoi (lage KM) gevoelig voor kleine veranderingen in de wateraktiviteit. Aangetoond is dat de katalytische aktiviteit afhankelijk is van de wateraktiviteit. Een complicerende faktor is dat water naast het fungeren als reaktiecomponent, ook een direkte invloed heeft op de katalytische aktiviteit van het enzym. De wateraktiviteit moet dus constant gehouden worden. Hiernaast is het onduidelijk of tijdens het instellen van de wateraktiviteit van het lipase (in exsiccator boven zoutoplossing) het lipase deaktiveert.