21世纪酶工程研究的新动向_居乃琥.pdfVIP

第 31 卷 第 1 期 工 业 微 生 物 Vol. 31 No. 1 2001 年 3 月 Industrial M icrobiology Mar. 2001 21 世纪酶工程研究的新动向 居乃琥 ( 德国医药创新中心有限公司 上海代表处, 上海 200040) 摘 要: 概述了 21 世纪国际上酶工程研究的新进展和新趋势。着重介绍国际酶工程研究领域的 若干/ 热点0和前沿课题, 包括基因工程和蛋白质工程的应用, 人工合成酶和模拟酶, 核酸酶和抗体 酶, 分子酶学, 功能酶学, 酶的定向固定化技术, 杂交酶, 分子发动机, 酶化学技术, 非水酶学, 糖生物 学和糖基转移酶, 酶标药物, 端粒酶, 极端环境微生物和不可培养微生物的新酶种, 酶在环境保护方 面的应用等。 关键词: 酶工程; 人工合成酶; 模拟酶; 核酸酶; 抗体酶; 固定化技术; 杂交酶; 分子 发动机; 酶化学技术; 非水酶学; 糖生物学; 糖基转移酶; 酶标药物; 端粒酶; 前沿课 题 在 20 世纪中, 物理、化学、数学、信息科学广泛 速。1998 年全世界工业酶制剂销售额高达 16 亿美 而又深入地渗入生物学, 促使生物学发生了全面而 元。预计到 2008 年, 销售额将达到 30 亿美元。 又彻底的变化, 开创了全新的分子生物学, 使生物学 近年来, 美国、欧洲共同体国家和日本, 在酶工 成为生命科学基础研究的中心学科。在分子生物学 程研究和酶工程产业方面发展非常迅速, 继续居于 的推动下, 20 世纪 70 年代, 以基因工程为代表的高 领先地位。笔者拟就 21 世纪国际酶工程研究领域 新技术- 生物技术的出现, 进而形成庞大的生物工 的若干/ 热点0和前沿课题, 对 21 世纪酶工程研究 程产业, 对人类经济生活和社会生活产生了重大影 的发展动向作一概述。 响。 1 基因工程和蛋白质工程的应用[ 1~ 7 ] 跨入 21 世纪, 人们在 20 世纪认识生命本质高 度一致 性 的基 础 上, 迎 来了 后 基因 组时 代 ( post- 有关基因 工程( genetic engineering ) 在酶工程 g enome era) , 将有可能从整个基因组及其全套蛋白 领域的成功应用的文献如雨后春笋, 大量涌现。运 质产物的结构- 功能机理的角度, 进一步阐明生命 用基因工程技术可以改善原有酶的各种性能, 如提 现象的核心和本质, 并系统整合生物学的全部知识, 高酶的产量、增加酶的稳定性、使酶适应低温环境、 建立起真正的统一的普通生物学( g eneral biology ) 。 提高酶在有机溶剂中的反应效率、使酶在后提取工 在 21 世纪, 结构生物学、功能生物学、遗传- 发育- 艺和应用过程中更容易操作