第五章 酶工程-2PPT.ppt

第五章 酶 工 程;酶工程概况;一、酶工程定义;一、酶工程定义;二、酶工程发展概况;自然酶的开发和应用;固定化酶和固定化细胞;固定化酶和固定化细胞;多 酶 反 应 器;仿生技术;三、酶工程的技术范围;四、酶的主要应用领域;医学领域： 助消化，如多酶片 抗肿瘤或抗菌试剂，如半合成青霉素 血液凝块的处理 分析应用： 诊断领域 监测各种工业过程 杀虫剂的分析;化学药物的生产： 通过固定化酶或固定化细胞完成 废物处理： 降解正常的底物：碳水化合物、蛋白质、脂肪和油 将废物“再循环”，以便再利用 纤维素的回收和利用;酶;主要内容;第一节 酶的发酵生产;一、酶的来源;一、酶的来源;二、优良产酶菌种的筛选;二、优良产酶菌种的筛选;4. 菌种的复筛 初筛之后，还要进行复筛。复筛的目的是在初筛的基础上，筛选产酶量高、性能更符合生产要求的菌种。复筛。 酶活的测定方法的建立尤其重要。 ; 优良的产酶菌种应具备以下特点： (1)不是致病菌； (2)菌株不易变易和退化； (3)不易感染噬菌体； (4)微生物产酶量高； (5)酶的性质符合应用的需要，而且最好是胞外酶； (6)产生的酶便于分离和提取，得率高； (7)微生物培养营养要求低。;菌种筛选的一般程序:含菌样品的采集，菌种分离，产酶性能测定及复筛等。 5. 最佳产酶条件的初步确定 (1)培养方式的确定； (2)最佳培养条件组合； (3)微生物产酶的特性(胞内酶、胞外酶)； (4)微生物酶收集的时间顺序； ;三、基因工程菌(细胞)的构建;四、微生物酶的发酵生产;培养基的选择;发酵生产方式;发酵条件控制;提高酶的产量;第二节 酶的提取和分离技术;一、酶提取时注意的问题;二、细胞破碎;三、酶的提取;四、沉淀分离;五、离心分离;六、过滤与膜分离;七、层析分离;八、电泳分离;九、萃取分离;十、结晶;十一、干燥;十二、酶的纯度与酶活力;五、酶制剂的保存;第三节 酶分子改造;限制酶大规模应用的原因： 1.细胞外稳定性差； 2.偏离最佳PH值时，酶活性低； 3.具有抗原性。 改变酶特性有两种主要的方法： 1.通过分子修饰的方法来改变以分离出来的天然酶的活性。 2.通过基因工程方法改变编码??分子的基因从而达到改造酶的目的。 ;一、酶分子修饰;一、酶分子修饰;二、生物酶工程;;;第四节 生物催化剂的固定化;一、概 念;固定化酶的特点 优点： 不溶于水，易于与产物分离； 可反复使用； 可连续化生产； 稳定性好。 缺点： 固定化过程中往往会引起酶的失活 ;二、酶的固定化方法;吸附固定化;包埋固定化;包埋法;共价固定化;离子结合法;共价键结合法;共价键结合法;交联固定化;双功能试剂： 常用的是戊二醛 O O H — C — CH2 — CH2 — CH2 — C — H;图 7－11 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;热处理法;三、细胞固定化方法;四、固定化酶(细胞)的性质;四、固定化酶(细胞)的性质;五、固定化酶的指标;六、固定化酶应用存在的问题;第五节 酶反应器;一、酶反应器的基本类型;A：填充床式反应器;中空纤维反应器;二、酶反应器设计原则;三、酶反应器的性能评价;四、酶反应器的操作;第六节 生物传感器;一、生物传感器的原理;二、生物传感器的分类;葡萄糖＋醌＋H2O 葡萄糖酸＋氢醌;（2）脲电极;二、生物传感器的分类;三、生物传感器主要应用领域;四、展望;作业