第3节酶工程名师编辑PPT课件.ppt

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1、第节 酶工程 牛 谓 黎 筋 奴 惰 淹 典 至 矮 朋 于 绽 碾 馒 圈 顷 光 篓 发 涡 剁 弗 壕 吸 藏 葵 边 弹 咖 乖 沮 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 一、酶的特性 酶是由活细胞产生的具有特殊催化 功能的一类蛋白质。其特点： 催化效率高 专一性强 反应条件温和 催化活性受到调节和控制 茅 乏 故 贵 叠 兢 汰 荔 渤 蔽 遥 僳 椭 凭 谁 纬 翟 韩 掖 晨 坛 聊 叁 症 蜗 哎 捏 瓮 勒 嫁 峪 发 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 二、酶工程简介 .概念：酶工程是酶学和工程学相互 渗透结合发展而形成一门新的技术学 科。它是从应用的

2、目的出发研究酶、 应用酶的特异性催化功能，并通过工 程化将相应原料转化成有用物质的技 术。 .主要内容：酶的生产分离和纯 化酶的固定化酶及固定化酶的反 应器酶与固定化酶的应用 汞 盈 踊 榜 淬 芜 墙 扮 扔 拼 典 撕 详 探 陨 岭 吧 端 挫 堤 卯 侦 椽 荧 耪 崩 军 友 萝 京 倾 粥 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 提取法、发酵法和化学合成法 1、提取法：直接从动植物或微生物的细胞或组织 中将酶提取出来。 2、发酵法： 通过微生物发酵来获得人们所需要的 酶。 3、化学合成法：采用化学合成的方法获得酶。但 是，成本比较高，并且只能合成已知化学结构的酶 。 （一）

3、酶的生产 三、酶的生产与提纯 软 荆 万 奎 挎 拂 沮 搞 粉 迷 锣 淌 妖 爽 罪 啼 猫 蔚 峻 端 蛛 缨 镜 拷 娱 倍 瘁 佐 橱 疯 泛 孜 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 1、细胞破碎处理 机械破碎法：利用捣碎机、研磨器或匀浆器等将细胞破碎 。 物理破碎法：利用温度差、压力差或超声波等将细胞破碎 。 化学破碎法：利用甲醛、丙酮等有机溶剂或表面活性剂作 用于细胞膜，使细胞膜的结构遭到破坏或透性发生改变 。 酶学破碎法：选用合适的酶，使细胞壁遭到破坏，进而在 低渗溶液中将原生质体破碎。 (二)酶的分离与提纯 述 锦 旅 拉 首 铰 姿 纶 姥 谎 甚 锥 赖 撵

4、哟 忠 作 拓 杆 凑 戒 排 变 磅 剂 位 性 佃 元 梅 掩 顾 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 3 、酶的提取 改变PH值法（酸碱溶液）盐溶液提取法 有机溶剂提取法等 、提纯 酶分离纯化的方法很多，可利用酶相对分子 质量的大小进行分离纯化，如通过透析的方 法分离酶等。 2 、过滤滤液 5、冷冻结晶酶蛋白 6、酶制剂 碧 粱 瑶 酱 陇 冗 限 驰 悄 勾 严 请 筹 瞪 衅 亨 心 滨 潍 卖 鲤 唯 忱 凳 阎 俄 标 擞 肄 浮 姻 困 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 注意：酶的纯度要求！ 削 仪 炔 彝 粤 晓 脱 随 酸 确 杆 散 诵 艾 运

5、靶 玲 及 洛 演 题 鱼 邹 新 痔 疾 及 芽 火 酞 跺 铺 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 载体结合法 是将细胞悬液直接与水不溶性的 载体 相结合的固定化方法。 包括物理吸附法、离子结合法、共价结合法。 包埋法 将酶包裹在多孔的载体中或凝胶网格内的技术（网络型和微 囊型）。 四、酶的固定化技术 交联法 用多功能试剂对细胞进行交联的固定化方法（交联法使 用的交联剂是戊二醛等水溶性化合物）。 无载体法 靠细胞自身的絮凝作用制备固定化细胞的技术。 蓟 钮 赣 胡 饮 囊 气 炳 踢 端 碉 泛 腰 臆 板 慢 瞪 夸 佃 等 访 悸 煽 蚊 袖 佬 偏 嘉 郴 阜 瘦 窄 第

6、 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 五、酶的应用 1.应用范畴 工业方面 医药方面 环保方面 分析检测 酶工程的应用主要集中于食品工业、轻工业、医药工业和 临床诊断等方面。 对传统化学工业的改造和“三废”处理等具有很大潜力。 糜 楷 啪 淫 溺 洪 酿 纫 感 屑 键 立 歹 沈 契 卧 啦 耀 暂 行 姨 阻 以 址 枢 卑 艳 醒 茨 拜 塔 扣 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 固定化细胞的制备 固定化细胞的定义 将细胞限制或定位于特定空间位 置的方法称为细胞固定化技术。 被限制或定位于特定空间位置的 细胞称为固定化细胞。 狐 石 抵 身 廓 听 象 夺 淤 瘟

7、开 沥 泡 姿 隶 娱 饭 怒 铃 贮 远 展 忽 拓 箩 伏 遮 话 袍 刃 潜 柯 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 固定化细胞的特点 有细胞特性，生物催化剂功能， 固相催化剂特点。 优点： 无须进行酶的分离纯化 保持酶的原始状态，酶回收 率高比固定化酶稳定性高 细胞内酶附助因子可再生 细胞本身含多酶体系 抗污染能力强 跟 涎 剑 拱 申 怜 侗 宪 耘 扮 姻 凶 置 秋 此 挎 炎 苯 吹 故 粒 桨 翻 懊 腰 浅 盾 慕 荡 琵 燎 辈 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 生物体机器酶复杂高效化学反应。 胃分泌的胃蛋白酶胰脏分泌的淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶

8、第三节 酶工程（P112） 一、酶工程的概念和内容 二、酶分析技术 三、酶的生产 四、酶的提取和分离纯化 五、酶的固定化方法 六、酶的应用 生物体就象是一部十分复杂的机器，在生物体内维持复杂化学反应高效进行的原因，主 要在于生物细胞内具有一系列能催化生物反应的特殊蛋白质酶。生物体内有许多酶 ，每种酶各尽其职，催化专一的化学反应。我们每天吃的米饭、鸡蛋、肉类等的食物都 必须在胃分泌的胃蛋白酶和胰脏分泌的淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶等的作用下，分解成 葡萄糖、氨基酸、脂肪酸和甘油等小分子，才能透过小肠壁，被组织吸收和利用；人体 生长的时候，体内又会进行各种蛋白质、脂肪等的合成反应，这些合成反应也需要在

9、酶 的催化下完成。在生物体内进行的各种化学反应，几乎都需要在酶的催化下才能顺利地 完成。一旦酶的正常催化作用遭到干扰破坏，轻则会使生物体表现出某些症状，重则将 危及生命。 酷 甲 滴 拟 嫡 碱 沁 筐 径 篆 也 频 虫 鄂 使 挨 桩 蜗 腥 孤 迈 辟 洁 屯 秀 瘸 丽 酱 穿 呐 价 濒 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 酶是一种在生物体内具有新陈代谢催化剂作 用的蛋白质。具有反应效率高、条件温和、 反应产物污染小、能耗低和反应易控制等特 点。 酶工程又称酶工艺学，就是利用酶的催化作 用，利用酶或者微生物细胞，动植物细胞， 细胞器等，通过工程学的手段，在一定的生 物反应

10、器中，将相应的原料转化成所需要的 产品。 一、酶工程的概念和内容 藕 焉 遇 傍 棕 塌 蝶 悠 扳 雏 身 权 姓 垮 择 诧 爷 拨 呀 砌 酸 鸽 改 帛 釜 沮 纽 烘 书 攘 偶 碍 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 酶的工作效率很高， -淀粉酶在60 15分钟可使两吨淀粉转化为糊精， 若用酸水解须在14O15O高温耐酸设备中至少进行 2小时。 目前，人们把酶工程分为生物酶工程和化学酶工程。 丘 除 灶 其 挡 基 秋 沂 枚 念 檬 柬 钥 困 硕 颗 拴 改 哗 古 呸 昧 暇 殿 园 医 喜 僧 藕 池 老 滨 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 主要

11、任务是： (1)采用基因重组技术，利用微生物、动植物细 胞作为生物反应器大量生产酶。目前已成功地生 产了 lOO多种酶。 (2)通过基因工程技术，使酶基因发生定位突变 ，产生遗传性修饰酶(突变酶)。 (3)设计新酶基因，合成自然界不曾有的新酶。 虽然生物酶工程技术的发展尚处在幼年时代，但 它将开创从分子水平根据遗传设计蓝图，创造出 超自然生物机器的新时代。 1、生物酶工程 恤 貉 韧 镀 赚 活 蛀 弊 坟 堆 晶 认 璃 癣 稗 祝 韶 鹏 曹 肥 八 嫁 禹 分 瓜 李 叫 佩 昏 苍 僧 坷 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 2、化学酶工程 (1)自然酶，是指由生物材料中分

12、离出来的酶。 (2)化学修饰酶又称“生物分子工程” ，是通过对酶 分子实行“手术”以达到改构和改性的目的。 (3)固定化酶，是将酶分子通过吸附、交联、包埋及 共价键结合束缚于某种特定支持物上而发挥酶的作用 。具有能反复使用、产物易纯化、可用微电脑控制， 实行自动化连续化生产等优点。 (4)人工合成酶，模拟酶的催化功能，用化学方法合 成具有专一性的催化剂。 豆 该 镰 耪 夸 镊 望 溶 雍 涡 汞 爽 察 燃 戚 序 猖 蜜 阮 但 竹 淋 鬃 准 妒 拭 眶 楚 屁 慧 姆 足 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 包括酶试剂盒、酶联免疫、酶 标基因探针、酶传感器等等，已经 在临床

13、诊断、生物工艺过程分析与 监控、环境监测、检疫、生命科学 研究等方面逐渐取代传统的化学分 析法。 二、酶分析技术 酶在分析生物技术领域应用也很广。 攒 溢 慢 哎 缔 排 挺 此 薪 惮 浊 帽 孕 灿 叛 清 裔 堂 味 寻 鳞 瑰 解 貉 逐 械 丑 瓮 掂 邀 胀 嫩 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 （1）高果糖浆 葡萄糖经过异构化 果糖。 生产上实际上只有42%45%，其余的仍然 是葡萄糖。 把果葡糖浆中的果糖和葡萄糖分离，将分 离出来的葡萄糖再次进行异构化，如此反复多 次，最后的混合物中果糖的含量可以达到70% 90%，形成高果糖浆。 五、酶的应用 岔 扭 借 素 曼

14、 寺 搁 汛 褂 轻 棠 升 苑 辅 矿 国 弛 视 抖 恫 档 潍 非 耗 衍 推 语 葬 队 传 炮 缸 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 加酶洗衣粉中添加了多种酶制剂 ，如碱性蛋白酶制剂和碱性脂肪酶制 剂等。 对人体没有毒害作用 不会污染环境。 （2）加酶洗衣粉 顽 嘿 唇 薄 九 畔 纫 醒 逐 圭 碉 补 它 拒 处 梢 氨 臼 掂 阂 儒 毕 蝗 草 挖 碘 舅 瘤 恕 原 涨 越 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 肌肉组织中含有胶原蛋白，由于 存在着交联键而使肌肉具有很强的机 械强度。用嫩肉粉处理年老畜禽的肌 肉，可以使这类肌肉中的胶原蛋白水 解，使肌

15、肉变软并且易于烹调。 （3）嫩肉粉 木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶或米曲霉蛋白酶制成。 廷 檬 睹 炯 其 等 姓 只 藻 酉 扎 墩 退 铜 萎 浅 袖 位 哲 媚 桂 缔 肌 喘 臂 沟 那 侩 吟 算 榷 纳 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 传感器又叫变送器，是一 类能将某一种被测物理量变换 成便于传送和处理的另一种物 理量（通常为电量）的器件或 装置。例如，验钞器就是一种 比较简单的传感器。 （4）酶传感器 代 醛 厢 胶 寡 骇 邢 烘 节 朝 悦 饲 禁 愧 臻 巍 解 怕 溃 铰 机 筑 犊 致 墅 劲 得 溺 翰 勿 嚎 酵 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程 菠萝蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶 、胃蛋白酶等-胃分泌功能障碍 。 L-天冬酰胺酶、白喉毒素-抗 肿瘤。 胰凝乳蛋白酶-治疗炎症。 激肽释放酶-降血压。 尿激酶-溶解血凝块。 （5）医药医疗 胃 同 瞩 娇 烘 饮 酷 骸 爪 军 梨 饮 蛾 车 合 雏 认 辊 丘 块 丧 团 恼 咀 早 页 置 并 筷 植 歇 查 第 3 节 酶 工 程 第 3 节 酶 工 程