醇脱氢酶的提取与纯化+文献综述(4)
转移到羰基上，底物得到还原。被还原的底物分子中前手性碳原子与其连接的基团也
形成两个非对映面，si面与re面。不同的氧化还原酶催化不同的pro-氢从不同的面进
攻羰基，共有四种氢传递的立体化学模式。催化氢从e面，即空间位阻小的方向进攻
羰基并结合到碳原子上，形成S构型的醇，被称为Prefog反应规则。多数的氧化还原
酶遵循这一反应规则[8]
。当酶从E2 途径即催化Pro-S氢从羟基的si面进攻，产物也为S
型;而从E1 和E3 途径进攻时，则形成R型的醇。同时辅酶被转化成氧化型NAD(P)+。为
了使反应一直进行下去，需要不断地补充还原型辅酶NAD(P)H。但该类辅酶非常昂贵，
不可能在反应过程中加入化学计量需要的辅酶。使用活性细胞反应可以解决这一问
题，目前有些反应已经实现了工业化。
1.2.3 醇脱氢酶应用研究现状
1.2.3.1 ADH 生物电极在工业分析乙醇浓度中的应用
工业上分析乙醇浓度的方法通常为蒸馏法，这种方法费时费力，操作复杂。特别
是在发酵工业中，使得对发酵过程的连续监测和控制无法进行。近年来，以生物电极
为传感器分析乙醇浓度的研究表明，它具有选择性好、微型化、灵敏度高、测量简便、
快速等优点，因而，受到科学工作者的重视，各种酶电极和乙醇传感器应运而生[9,10]
。
1.2.3.2 利用 ADH 的催化特性应用于化学工业
在工业中，利用ADH的催化特性生产许多原材料及中间反应物。在二氧化碳转化
合成甲醇的过程中，ADH就发挥了酶的催化作用。姜忠义、吴洪[11]
等采用甲醇脱氢酶
(FDH)、甲醛脱氢酶(FADH)和ADH为催化剂，以NADH作为电子供体，考察了酶法转化C02
为甲醇的可行性，探索出了C02利用的新途径。
ADH在乙醇生产中也具有重要作用。通过产生ADH的菌株进行乙醇生产，相对于以
往各种无机、有机合成乙醇的方法来说，具有操作简便、产物更易获得等优点[12]
。 1.2.3.3 ADH 在食品和医药学中的应用
ADH在乙醇代谢过程中发挥着极为重要的作用。例如，果实在采摘之后的贮藏过
程中，由于无氧呼吸作用会发生乙醇的积累，从而危害果实的品质。ADH能够直接以
乙醇为底物，催化乙醇转变为乙醛，再通过一系列分解转化，最终可以消解过多的乙
醇，在一定程度上能够解除过多乙醇对果实组织的损害[13]
。以ADH活性为指标，对研
究果实储藏的条件和方法十分有益。
ADH在人和动物体内主要存在于胃和肝脏，一些肝、胃疾患可能与ADH活性相关。
正常情况下，ADH在肝脏中含量最高，血清中的ADH活性是恒定的，只有当肝细胞受损
时，ADH由肝细胞内释放到血清中，从而引起血清中ADH含量升高，所以检测血清中的
ADH活性是诊断某些肝脏疾患的指标之一[14]。
1.2.3.4 ADH 在生物工程研究方面的应用
ADH基因也被用于基因工程菌的构建，用于一些产品的生产。为了防止酿酒酵母
对生产出的乙醇进行分解，史文慧、林会兰[15]
等人通过乙酸锂转化的方法，将一段对
遗传霉素抗性的DNA片断转入酵母细胞中与ADH2 基因的ORF进行同源重组。经过抗性筛
选得到一株ADH2 基因突变的杂合双倍体菌株，对突变的杂合双倍体菌株通过四分体剖
分，获得了一株ADH2 基因被删除的突变单倍体菌株。经发酵试验发现，ADH2 基因被
删除的突变单倍体菌株不利用乙醇。
1.2.4 醇脱氢酶的制备
1.2.4.1 ADH 提取方法
醇脱氢酶大多存在于胞质中、线粒体上，为胞内酶，对其进行提取、纯化，首先