现代生物第五章酶工程解析.ppt

4. 偶联反应 ①重氮化反应：是带芳香氨基常用的载体，载体先用HNO3处理成重氮盐衍生物，然后在温和的条件下与酶蛋白反应。 此法常用的载体有：a.多糖类和芳香氨基衍生物；b.氨基酸的共聚物；c.聚丙烯酰胺、聚苯乙烯、乙烯马来酸共聚体与多孔玻璃等。 4. 偶联反应 ②异硫氰酸酯反应： 含芳香氨基的载体先用硫芥子处理(如光气)制成异硫氰酸的衍生物，得到的产物极易在温和条件下和酶分子起反应，在中性pH值它就与α-NH2起反应。 ③溴化氢-氨碳酸基反应 ④芳香烃化反应 ⑤叠氮反应 ⑥酸酐反应 4. 偶联反应 ⑦缩合反应 ⑧巯基-二巯基交换反应 ⑨金属偶联反应 5. 交联法 利用双/多功能试剂在酶分子间或酶与载体间，或酶与惰性蛋白间进行交联反应以制备固定化酶。 交联剂根据它们的功能基团的相同或不相同可分为“同型”或‘‘杂型’”两类，前者如戊二醛、苯基二异硫氰；后者如甲苯-2-异氰-4-异硫氰等，其中戊二醛用得最多。 交联反应可以发生在酶分子之间，也可以发生在酶分子内部，酶浓度低时发生在酶分子内部，高酶浓度下分子间交联比例上升形成固定化酶后往往为不溶态。 酶分子之间共价交联和与水不溶性载体共价偶联 酶分子；（a）酶分子之间用双功能基团的化学交联试剂相互交联成水不溶性的固定化酶；（b）酶分子被偶联到水不溶性载体上形成水不溶性的固定化酶 表 常用于固定化酶的交联剂 交联剂 参考文献 戊二醛 13－16 二重氮联苯胺－2，2‘－二磺酸 17，18 4，4‘－二氟－3，3’－二硝基二苯砜 19 二苯基－4，4‘－二硫氰酸－2，2’－二磺酸 20 1，5－二氟－2，4－二硝基苯 21 酚－2，4－二磺酰氯 22 3－甲氧基二苯基甲烷－4，4‘－二异氰酸盐 23 第五节 酶反应器和酶传感器 一、酶反应器 酶反应器是利用游离酶或固定化酶将底物转化成产物的装置。 根据使用对象的不同，可以分为游离酶反应器和固定化酶反应器。 一、酶反应器 1.固定化酶反应器的类型 ①间歇式搅拌罐（间歇式酶反应器） ②连续式搅拌罐（连续搅拌釜式反应器） ③固定床反应器（填充床反应器） ④流化床反应器 ⑤膜型反应器 ⑥第二代酶反应器 各类酶反应器 a.搅拌式反应器 b.连续搅拌釜式反应器 c.连续搅拌釜式反应器 d.填充床反应器 e.带循环固定反应器 f.列管式固定床反应器 g.流化床反应器 h.酶循环搅拌式反应器 i.串联酶反应器 二、酶传感器 酶传感器是一种生物传感器。 生物传感器是利用生物活性物质（即生物元件）作敏感器件，配以适当的换能器（即信号传导器）所构成的分析检测工具。生物传感器主要由信号感受器和信号转换器组成，它能够感受一定的信号并将这种信号转换成信息处理系统便于接收和处理的信号（如电信号和光信号）。 二、酶传感器 酶传感器：在固定化酶的催化作用下使生物分子发生化学变化，通过换能器记录其变化从而间接测定出待测物浓度。 目前国际上已研制成功的酶传感器有20余种，其中最成熟的是葡萄糖传感器。使用时将酶电极浸入样品溶液中，溶液中的葡萄糖即扩散到酶膜上，在固定于酶膜上的葡萄糖氧化酶作用下生成葡萄糖酸，同时消耗氧气，通过氧电极测定溶液中氧浓度的变化，推测出样品中葡萄糖的浓度。 生物传感器的组成 1.酶传感器的结构与工作原理 酶传感器是以固定化酶作为感受器，以基础电极作为换能器的生物传感器。 根据感受器与基础电极结合方式的不同，将酶传感器分为电极密接型和液流系统型。 电极密接型，即直接在基础电极的敏感面上安装固定化酶膜，从而构成酶电极。液流系统型(分离型)的固定化酶与基础电极是分开的。将固定化酶填充在反应柱内，底物溶液流经反应柱时，发生酶促反应，产生生化信号，再流经基础电极敏感面，此时，生化信号转换成电信号。 酶传感器的工作原理 把酶电极插入待测溶液中，此时固定化酶专一地催化混合物中目的物质发生化学反应，产生某种离子或气体等电极活性物质（生化信号），再由基础电极给出混合物溶液中目的物质的浓度数据。 第六节 酶工程在食品中的应用 改进啤酒工艺，提高啤酒质量 改进果酒、果汁饮料的生产工艺 食品保鲜 酶用于乳品加工 酶用于肉类和鱼类加工 酶用于焙烤食品 利用固定化酶生成高果糖浆 作业 1.酶工程的概念，简述它的分类和内容。 2.简述酶的生产的概念，酶生产有哪几种方法？ 3.微生物发酵法生产酶的优点有哪些？简述微生物发酵法制酶对生产菌的要求。 4.什么是酶的分离