第一章__酶学概论zg课件.pptVIP

主要参考书 郭勇编著. 酶工程（第三版）. 科学出版社，2009 郑宝东主编. 食品酶学. 东南大学出版社，2006 罗贵民主编. 酶工程（第二版）. 化学工业出版社，2008 陈守文主编. 酶工程. 科学出版社，2008 袁勤生，赵健主编. 酶与酶工程. 华东理工大学出版社，2005 主要学术期刊 食品科学 食品与发酵工业 食品生物技术学报 微生物学报 生物工程学报 Enzyme and Microbial Technology （SCI, IF=2.375) 第一章??? 酶学概论 什么是酶？ 具有生物催化功能的生物大分子，可以分为蛋白类酶（P酶）和核酸类酶（R酶）两大类别。 1. Enzyme proteins （P酶） 酶是由生物体产生的具有催化剂活性的蛋白质 。 2. Ribozyme RNAs （R酶） 本身就是一段RNA，不需要额外的蛋白酶就可以对 自身进行剪切。 要准确地说出酶是什么时候、由谁首先发现的，是一件很困难的事。虽然人们很早就感觉到它的存在，但是真正认识它、利用它还只是近百年的事。 什么是酶工程？ 酶的生产与应用的技术过程。酶工程即利用酶的催化作用，在一定的生物反应器中，将相应的原料转化成所需的产品。酶工程是现代酶学理论与化工技术的交叉技术，它的应用主要集中于食品工业、轻工业和医药工业等领域。 酶工程的应用范围： （1）对生物宝库中存在天然酶的开发和生产； （2）自然酶的分离纯化及鉴定技术； （3）酶的固定化技术（酶和细胞固定化）； （4）酶反应器的研制和应用； （5）与其他生物技术领域的交叉和渗透。 其中固定化酶技术是酶工程的核心。实际上有了酶的固定化技术，酶在工业生产中的利用价值才真正得以体现。?  第一节 酶学研究简史 1896年——巴克纳（Buchner）兄弟阐明了酵母的酒精发酵及离体酶的作用，表明酶不仅在细胞内，而且在细胞外也可以进行催化作用，为酶制剂产业化奠定了理论基础。 1902年——亨利（Henri）提出“中间产物学说” 1913年——米彻利斯（Michaelis）和曼吞（Manten）根据“中间产物学说”，提出了米氏方程。 1926年——萨姆纳（Sumner）首次从刀豆提取液中分离得到第一个结晶酶:脲酶，提出了酶的化学本质是蛋白质的观点。 1958年——Koshland提出了“诱导契合”理论。 1961年——雅各（Jacob）和莫诺德（Monod）提出了酶生物合成的基本调节机制——“操纵子学说”。 “中间产物学说” 底物在转化成产物之前，必须首先与酶形成中间复合物，然后再转变成产物，并重新释放出游离的酶。 E＋S ES E＋P (1)锁钥假说(lock and key hypothesis)： 认为整个酶分子的天然构象是具有刚性结构的，酶表面具有特定的形状。酶与底物的结合如同一把钥匙对一把锁一样。 (2)诱导契合假说 （induced–fit hypothesis） 该学说认为酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状. 1965年——用X射线衍射技术推测溶菌酶的三维结构，首次提出“酶作用机制”这一名称。 1969年——日本千田一郎首次在工业生产规模应用固定化氨基酰化酶从D－氨基酸连续生产L－氨基酸，实现酶应用史上的重大变革。 1969年——用氨基酸单体化学合成牛胰核糖核酸酶。 1970年——Kelly、Smith等人从流感嗜血杆菌D中分离纯化出第一个限制性内切酶II，为基因工程的诞生奠定了基础。 1971年——美国召开了第一次国际酶工程学术会议，确立了“酶工程”这个新兴学科。 1982年——切克（Cech）等人在四膜虫（Tetrahynena）的rRNA中发现了一个具有催化活性的RNA称为核酸类酶（Ribozyme），或称为催化活性RNA 。 1983年——阿尔特曼（Altman）和佩斯（Pace）等人研究表明RNA具有核糖核酸酶活性。 1986年——Pollack, S. J.等人报道了具有催化活性的抗体，被认为抗体酶（Abzyme）。 放线菌 1987年后，Bucher发现酶的细胞外作用现象，从而导致了酶的商品化生产。  霉菌 最初的商品酶制剂主要是以动植物为原料提取，如从牛胃中提取凝乳酶、从胰脏中提取胰酶、从血液中提取凝血酶、从植物材料中提取淀粉酶等。 之后，Takamine利用霉菌来生产淀粉酶，使得酶制剂工业取得突破，其方法至今仍被采用 第二次世界大战以后，