多年前，人们发现酶在有机溶剂中不但具有较高的催化活性，而且表现出不同的立体选择性和热稳定性，并发现酶在有机溶剂中较在水溶液中具有潜在的优势。本试验研究了15种不同疏水参数(logP)、不同浓度的有机溶剂在单相共溶剂体系(水/水溶性溶剂)或水-有机溶剂两相体系中对木瓜蛋白酶(papain，PA)及其固定化木瓜蛋白酶(immobilizedpapain，IPA)活性的影响及引起酶动力学参数的变化；研究可溶性有机溶剂在单相共溶剂体系中引起PA荧光光谱、紫外光谱的变化；探讨有机溶剂对PA及IPA作用机制，为在有机溶剂中PA及IPA的应用提供理论依据；同时也对PA在水溶液体系中拆分DL-Phe、在微水有机溶剂体系中酶法合成短肽等进行详细的研究。实验结果如下： 1.在海藻酸钠-壳聚糖固定化木瓜蛋白酶(immobilizedpapainonsodiumalginatechitosan，IPSAC)的实验中，当给酶量为1毫克/克载体时，酶活性为39.2U，酶活力回收为21.1％。在尼龙布固定化木瓜蛋白酶(immobilizedpapainonnylon，IPN)的实验中，当给酶量为1毫克/每块尼龙布(3×3cm)时，酶活性为35.6U，酶活力回收为19.2％。PA、IPSAC、IPN的最适pH分别为7.2、7.2和6.8。PA及IPSAC在70℃以下活性稳定；IPN在50℃以下活性稳定。IPSAC与IPN半衰期分别为59d、66d。 2.二甲基亚砜、1，4-二氧六环、乙腈在低浓度时，PA及IPA的活性比缓冲液中的有所升高。甲醇、乙醇在低浓度时，PA及其IPA的活性与缓冲液中的基本相当；随着甲醇、乙醇浓度进一步提高，PA及其IPA的活性逐渐降低。随着丙醇、四氢呋喃浓度逐渐升高，PA及其IPA的活性在低浓度时活性降低较慢，浓度继续提高，酶活性降低加快。随着丁醇、戊醇浓度逐渐升高，酶活性从一开始下降就很快。乙酸乙酯、己醇在低浓度时，酶活性下降较快，但浓度分别超过30％、20％时，酶活性开始升高，但仍低于缓冲液中的酶活性。苯、甲苯、环己烷、十二醇的情况与乙酸乙酯、己醇相似，不同的是随着logP的升高，有机溶剂对PA活性影响逐渐降低；在低浓度时，酶活性下降较慢，超过一定浓度时，酶活性开始升高，并高于缓冲液中的酶活性。 3.PA、IPSAC、IPN在磷酸缓冲液中的Km分别为9.59g/L、11.20g/L、8.26g/L；Vmax分别为101.01mgTyr/L·min、77.52mgTyr/L·min、67.11mgTyr/L·min。 在二甲基亚砜、1，4-二氧六环、乙腈溶液中，随着浓度的升高，PA的Km先升后降；在甲醇、乙醇、丙醇、四氢呋喃、乙酸乙酯、丁醇、戊醇、己醇溶液中随着浓度的升高，PA的Km逐渐下降；在苯、甲苯、环己烷、十二醇溶液中，PA的Km先慢慢降低然后慢慢升高。 在二甲基亚砜、1，4-二氧六环、乙腈等溶液中，随着浓度的升高，Vmax先升后降，并且升的值超过在磷酸缓冲液中的Vmax，后来下降也很缓慢。在甲醇、乙醇、丙醇、四氢呋喃、乙酸乙酯、丁醇、戊醇等有机溶剂中，随着浓度的升高，Vmax逐渐下降；在甲醇、乙醇中随着浓度的升高，Vmax下降缓慢；在丙醇、四氢呋喃、乙酸乙酯中随着浓度的升高，Vmax下降较快；在丁醇、戊醇中随着浓度的升高，Vmax急剧下降。在己醇、苯、甲苯、环己烷、十二醇等有机溶剂中，Vmax先慢慢降低然后慢慢升高；在高浓度的己醇中Vmax虽然升高，但仍低于磷酸缓冲液中的Vmax；在高浓度的苯、甲苯、环己烷、十二醇等有机溶剂中Vmax快速升高，并高于磷酸缓冲液中的Vmax。 IPSAC在二甲基亚砜、乙腈、乙醇、丙醇、四氢呋喃、乙酸乙酯、丁醇、己醇、甲苯、环己烷、十二醇等有机溶剂中，随着浓度的升高，Km有少许下降；在1，4-二氧六环、甲醇、苯中，随浓度升高Km变化较小；在戊醇中随浓度升高Km明显下降。IPN在二甲基亚砜、甲醇、乙醇、丙醇、乙酸乙酯、环己烷、十二醇等有机溶剂中，随着浓度的升高，Km有少许下降；在丁醇、戊醇有机溶剂中，随着浓度的升高，Km下降较快；在其它有机溶剂中，随浓度升高Km变化较小，且不规律。 在有机溶剂中，IPSAC、IPN的Vmax变化规律与PA的基本一致。 4.PA在磷酸缓冲液中的紫外吸收光谱有两个明显吸收峰，分别在205.8nm、274nm处，紫外光吸收值分别为0.358和0.03；200-250nm为第一吸收峰区间，250-300nm为第二吸收峰区间。在甲醇、乙醇、丙醇中吸收峰的峰型基本未变，在1，4-二氧六环中吸收峰的峰型变化最大，在其它溶剂中吸收峰的峰型也有所变化。 在二甲基亚砜中PA的紫外吸收光谱第一吸收峰向长波方向移动最大，1，4-二氧六环、乙腈、四氢呋喃中的第一吸收峰向长波方向移动较小，甲醇、乙醇、丙醇中的第一吸收峰没有移动。除四氢呋喃和50％的1，4-二氧六环以外，第二吸收峰宽平，没有位移的现象，峰值变化幅度较小。 在二甲基亚砜、1，4-二氧六环、乙腈、乙醇、丙醇、四氢呋喃溶液中，PA的紫外差示光谱均出现负峰，在甲醇溶液中只有浓度为20％的紫外差示光谱有负峰。 5.加入1，4-二氧六环、乙腈、20％、30％的四氢呋喃时，PA荧光发射峰稍向短波长方向移动；加入其它溶剂PA荧光发射峰波长基本没有改变。加入二甲基亚砜、1，4-二氧六环、甲醇、乙腈、乙醇、丙醇后，PA的荧光强度增大；其中甲醇、乙腈、乙醇在低浓度时，PA的荧光强度比磷酸缓冲液中的低。在四氢呋喃溶液中，随着其浓度的升高，PA的荧光强度则逐渐(基本)降低；30％的甚至为负峰；50％的为双峰，含一个小负峰。 6.用DL-苯丙氨酸合成N-乙酰-DL-苯丙氨酸，得率为88.7％。PA、IPSAC、IPN催化合成N-乙酰-L-苯丙氨酰苯胺时，对合成过程影响最大的因素分别是溶液中的离子强度、溶液中的离子强度、反应温度。溶液中的离子强度与pH对合成的影响较大。 本试验得出分别用PA、IPSAC、IPN催化合成N-乙酰-L-苯丙氨酰苯胺的三个最佳方案。用此三个方案合成时，产率分别为61.2％、54.7％、36.3％。 N-乙酰-L-苯丙氨酰苯胺水解生成L-苯丙氨酸，产率59.2％，光学纯度为96.6％。N-乙酰-D-苯丙氨酸水解生成D-苯丙氨酸，产率61.7％，光学纯度为95.7％。 7.反应体系以乙腈作为有机介质，在微水有机溶剂体系中以Boc-Trp-OH和Phe-NH2为底物，用IPSAC催化合成Trp-Phe-NH2时，产率为27.8％。合成反应的Km为3.17mmol/L，Vmax为3.90mgTrp-Phe-NH2/mL·h。 反应体系以乙腈为有机介质，在微水有机溶剂体系中以Boc-Tyr-Pro-oMe和Trp-Phe-NH2为底物，用IPSAC催化合成Tyr-Pro-Trp-Phe-NH2，产率为35.2％。