酶工程全套课件.pptx

酶工程概论

1.1酶的基本概念酶的概念：酶是由活细胞产生的具有催化功能的蛋白质。酶是一类特殊的催化剂催化剂(catalyst)改变反应速度，但不改变反应性质、反应方向和反应平衡点催化剂的性质不会因为催化反应发生变化酶催化反应具有上述特点

1.1酶的基本概念酶作为催化剂的特殊性酶的化学本质是蛋白质电泳特性；对酸、碱、热、紫外线、表面活性剂、重金属盐等蛋白质的变性剂敏感；对蛋白酶敏感；对酶的分离纯化和结晶研究；酶蛋白的人工合成。

1.1酶的基本概念酶是高效的催化剂酶催化效率比其它类型的催化剂高107-1012倍铁离子，5.6×10-4血红素，6.0×10-1过氧化氢酶，3.5×106

1.1酶的基本概念酶催化反应具有高的专一性谷草转氨酶催化如下第一个反应，Cu2＋也能，但Cu2＋还会引起反应2和反应3等副反应，而且催化效率不高。

1.1酶的基本概念相对专一性键的专一性绝对专一性结构的专一性立体专一性或顺反专一性对催化过程中产生的错误进行纠正

1.1酶的基本概念酶反应条件温和一般酶在常温（30℃-50℃）、常压下催化反应。少数极端酶可在高温（100℃或以上）、高压（可达40MPa)下催化反应

1.1酶的基本概念酶是生物催化剂所有的天然酶都是生物体产生的酶和生命活动密切相关参与生物体内所有的生命活动和生命过程催化代谢反应执行具体的生理功能清除有害物质协同激素等生理活性物质在体内发生信号转换、传递和放大作用

1.1酶的基本概念酶在生物体内的分布：各种细胞器的功能不同，酶在各种细胞器中的分布也有较大差异细胞核与RNA、DNA合成有关的酶RNA聚合酶、DNA聚合酶、酸性磷酸酶、核糖核酸酶

1.1酶的基本概念细胞质参与糖代谢的酶类，包括：糖酵解酶系：糖原合成酶、二磷酸果糖激酶、磷酸化酶激酶、蛋白激酶、磷酸烯醇式丙酮酸激酶等磷酸戊糖途径酶系：苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、柠檬酸裂合酶等参与脂代谢的酶，包括：脂肪酸合成酶复合体、乙酰辅酶A羧化酶、3-磷酸甘油脱氢酶参与氨基酸、蛋白质代谢的酶，包括：转氨酶、氨基酰-tRNA合成酶

1.1酶的基本概念线粒体三羧酸循环酶系脂肪酸?-氧化酶系光滑内质网胆固醇合成酶系、长链脂肪酸合成酶系、药物代谢酶系粗糙内质网蛋白质合成酶系溶酶体水解蛋白质的酶、水解糖苷类的酶、水解核酸的酶、水解脂类的酶等第一节结束

1.2酶学研究概况1）酶的发现在近代，但其应用可以追溯到远古。如制麦芽糖、用曲治疗消化不良、清创等。

1.2酶学研究概况2）真正对酶的性质有比较清楚的认识得益于1900年左右-1950年这个阶段的研究与实践。1783年，Spallanzani的以肉饲鹰实验；1833年Payen和Person从麦芽中获得水解淀粉的酶，定名为diastase，该名至今使用；1878年Kuhne第一次提出了“酶”的概念，enzyme，希腊语，英文in-yeast；

1.2酶学研究概况1897年，德国巴克纳Buchner兄弟用石英砂磨碎酵母细胞，制备了不含酵母细胞的抽提液，并证明此不含细胞的酵母提取液也能使糖发酵，说明发酵与细胞的活动无关。从而说明了发酵是酶作用的化学本质，为此Buchner获得了1911年诺贝尔化学奖；1913年MichaelisMenten提出了米氏方程，M-M方程；1926年，Summer从刀豆中获得了脲酶结晶，并获得了1947年诺贝尔奖；

1.2酶学研究概况3）对酶催化过程的更深入研究和大规模应用出现在20世纪50-80年代。Koshland提出了诱导契合理论，解释酶的催化理论和专一性；1961年Monod提出了乳糖操纵子模型；酶催化反应机理的研究；酶及工业用酶的数量迅速扩展；

1.2酶学研究概况50年代以后,随着生化工程的发展,大多数酶制剂的生产已转向微生物液体深层发酵的方法。酶的应用越来越广泛。50年代：开始了酶固定化研究。1953年德国科学家首先将聚氨基苯乙烯树脂与淀粉酶,胃蛋白酶,羧肽酶和核糖核酸酶等结合,制成了固定化酶。60年代，是固定化酶技术迅速发展的时期。1969年,日本的千烟一郎首次在工业上应用固定化氨基酰化酶从DL-氨基酸生产L-氨基酸。出现了“酶工程”这个名词来代表有效利用酶的科学技术领域。

1.2酶学研究概况4）进入到分子生物学时代后，对酶及酶工程又有了新的认识。克隆酶；核酶；抗体酶；模拟酶；酶学分子工程等。

1.2酶学研究概况核酶(ribozyme)Cech四膜虫(Tetrahymena)的不同种的rDNA的序列有一定的差异：有无IVS(interveningsequence)含IVS的rDNA经转录合成rRNA前体，该前体具有自我剪切后加工成熟的能力L-15、L-19IVSrDNA在大肠杆菌表达体系中表达得到的rRNA仍具