离子液体替代有机溶剂作为绿色反应介质用于生物催化是近年来才兴起的一个全新领域。作为一种新颖的极性溶剂，离子液体具有可忽略的蒸汽压、高(热、化学)稳定性及对环境友好等有机溶剂不可比拟的优越性，此外，离子液体的极性、疏水性、粘度及溶解性(与其它溶剂相混溶性)等均可通过改变或适当修饰其阳离子和/或阴离子来调节。研究结果表明，许多酶在含离子液体的介质中比在含有机溶剂的介质中具有更高的活性、选择性及稳定性。含离子液体介质中的生物催化反应具有巨大的开发潜力及广阔的应用前景。然而，现有的相关研究主要集中在探讨含离子液体介质中酶催化某一反应的可能性，通过对比研究离子液体和其他介质中的酶反应以揭示离子液体中酶催化特性的研究报道甚少。该文对比研究了在含不同离子液体或有机溶剂的反应介质中，不同酶催化不同结构的外消旋氨基酸酯的不对称水解反应，探讨了离子液体对酶促氨基酸酯不对称水解反应的影响规律，揭示了含离子液体介质中酶的催化特性，并以此为基础，创立可用于高效制备对映体纯苯甘氨酸的生物催化体系。 反应体系中离子液体BMIm·BF4(1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐)浓度对木瓜蛋白酶促氨基酸酯不对称水解反应有显著影响。随着BMIm·BF4浓度的增大，木瓜蛋白酶促苯甘氨酸甲酯(D,L-PGME)不对称水解反应的初速度不断降低。另一方面，当BMIm·BF4浓度从25％(v/v)增至80％(v/v)时，反应的对映体选择性随BMIm·BF4浓度的增加而显著提高(E值由2增至101)；当BMIm·BF4浓度超过80％(v/v)时，对映体选择性随BMIm·BF4浓度的增大而降低。以4-氯-苯丙氨酸乙酯、蛋氨酸乙酯和β-苯丙氨酸甲酯为底物时，BMIm·BF4浓度对木瓜蛋白酶促水解反应的初速度及对映体选择性的影响与其对该酶促D,L-PGME水解反应的影响相似。与有机溶剂(异丙醇、乙腈、丙酮和叔丁醇)-缓冲液混合介质及磷酸缓冲液相比，木瓜蛋白酶在BMIm·BF4-缓冲液混合介质中催化以上4种氨基酸酯(苯甘氨酸甲酯、4-氯-苯丙氨酸乙酯、β-苯丙氨酸甲酯和蛋氨酸乙酯)不对称水解反应初速度较低，仅为磷酸缓冲液中相应值的50％、64％、52％和38％；但对映体选择性明显提高，对映体选择比(E值)分别为磷酸缓冲液中相应值的50、39、13及2.6倍。BMIm·BF4对木瓜蛋白酶促氨基酸酯不对称水解反应的影响规律相似，但影响幅度因底物结构的不同而异。BMIm·BF4对酶促氨基酸酯不对称水解反应的影响还因酶种类的不同迥然而异。木瓜蛋白酶在含BMIm·BF4的介质中催化D,L-PGME不对称水解反应的初速度低于含有机溶剂的介质及磷酸缓冲液中的相应值，但对映体选择性高于上述介质中的相应值；碱性蛋白酶在BMIm·BF4-缓冲液混合介质中催化D,L-PGME不对称水解反应的初速度低于有机溶剂-缓冲液混合介质及磷酸缓冲液中的相应值，且BMIm·BF4对反应对映体选择性的影响较小；脂肪酶Novozym435在含20％(v/v)BMIm·BF4的磷酸缓冲液中催化D,L-PGME不对称水解反应的初速度及对映体选择性均高于含有机溶剂的介质及磷酸缓冲液中的相应值。离子液体对酶促氨基酸酯不对称水解反应的影响还因其种类的不同而异。在含BMIm·Cl或BMIm·Br离子液体的介质中，酶促D,L-PGME不对称水解反应的活性及对映体选择性均较低。 脂肪酶Novozym435在含20％(v/v)BMIm·BF4的磷酸缓冲液体系中能高效催化苯甘氨酸甲酯不对称水解反应，其反应初速度及对映体选择性均受诸多因素的影响。该反应的最适底物浓度、缓冲液pH值、振荡速度和反应温度分别为80mmol/L、8.0、150r/min和25～30℃，在此条件下，酶反应初速度和对映体选择比(E值)分别为2.43mmol/L·min和38，反应60min，转化率为53.0％，残留底物的e.e.值为93.8％。在减压条件下进行该反应，反应初速度及E值分别提高至2.64mmol/L·min和43。该反应符合米氏方程，其表观动力学参数Km和Vmax分别为37.7mmol/L和3.58mmol/L·min；反应的表观活化能Ea为39.18kJ/mol。 该文的研究在丰富酶学基础理论知识、奠定离子液体应用于生物催化与生物转化的理论基础的同时，也提供了制备对映体纯非天然化合物的行之有效的新途径。