酶工程制藥一ppt課件(已修改)
2025-01-17 20:15 本頁(yè)面
【正文】 第六章 酶工程制藥 第一節(jié) 概述 酶的特性 ? 酶是生物催化劑，大多數(shù)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，有些酶是核酸。 ? 酶作為生物催化劑，除具有一般催化劑的特性：加快反應(yīng)速度、降低反應(yīng)活化能、不改變反應(yīng)平衡點(diǎn)、反應(yīng)前后無(wú)數(shù)量和性質(zhì)變化等外，還具有獨(dú)自的特點(diǎn)： 催化效率高、專一性強(qiáng)、反應(yīng)條件溫和、催化活性易受調(diào)節(jié)和控制 。 ? 酶由國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)分為六大類：氧化還原酶類、轉(zhuǎn)移酶類、水解酶類、裂合酶類、異構(gòu)酶類、合成酶類。 一、酶工程簡(jiǎn)介 ? 酶工程（ enzyme engineering） 是酶學(xué)和工程學(xué)相互滲透、發(fā)展而形成的一門新的技術(shù)科學(xué)。從應(yīng)用的目的出發(fā)研究酶、應(yīng)用酶的特異催化功能，并通過(guò)工程化將相應(yīng)原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)的技術(shù)。 ? 20世紀(jì) 20年代初出現(xiàn)，當(dāng)時(shí)主要是自然酶制劑在工業(yè)上的大規(guī)模應(yīng)用， 1953年提出固定化酶技術(shù)，1969年利用該技術(shù)成功拆分了混旋氨基酸。 1971年第一屆國(guó)際酶工程會(huì)議提出的酶工程主要內(nèi)容是：酶的生產(chǎn)、分離、純化、固定化、固定化的反應(yīng)器、酶與固定化酶的應(yīng)用。 ? 酶工程的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、效率高、生產(chǎn)成本低、環(huán)境污染小、產(chǎn)品收率高、純度好、還可制造出化學(xué)方法無(wú)法生產(chǎn)的產(chǎn)品。 ? 現(xiàn)代酶工程的研究?jī)?nèi)容 ： 酶的分離、提純、大批量生產(chǎn)及新酶和酶的應(yīng)用開(kāi)發(fā)； 酶和細(xì)胞的固定化及酶反應(yīng)器的研究； 酶生產(chǎn)中基因工程技術(shù)的應(yīng)用及遺傳修飾酶（突變酶）的研究； 酶的分子改造與化學(xué)修飾、以及酶的結(jié)構(gòu)與功能之間關(guān)系的研究； 有機(jī)相中酶反應(yīng)的研究； 酶的抑制劑、開(kāi)發(fā)及其應(yīng)用研究； 抗體酶、核酸酶的研究； 模擬酶、合成酶、酶分子的人工設(shè)計(jì)、合成的研究。 二、 酶的來(lái)源 ? 普遍存在于生物體中，可直接從生物體中分離。 ? 化學(xué)合成方法目前還不成熟。 ? 早期是以動(dòng)植物為原料進(jìn)行提取，由于動(dòng)植物生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、來(lái)源有限、受地理、氣候和季節(jié)等因素的影響，不適于大規(guī)模生產(chǎn)。 ? 利用微生物來(lái)生產(chǎn)酶制品是一個(gè)更好的選擇，優(yōu)點(diǎn)是： 微生物種類繁多，動(dòng)植物體內(nèi)的酶在微生物中幾乎都可以找到； 繁殖快、生產(chǎn)周期短、培養(yǎng)簡(jiǎn)便、并可以通過(guò)控制培養(yǎng)條件來(lái)提高產(chǎn)量；微生物具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，通過(guò)各種遺傳變異手段能培育出新的高產(chǎn)菌株。 三、酶的生產(chǎn)菌 對(duì)菌種的要求 ? ①繁殖快，產(chǎn)酶量高，酶的性能符合使用要求，最好是胞外酶；②不是致病菌、在系統(tǒng)發(fā)育上與病源體無(wú)關(guān)，不產(chǎn)生毒素；③穩(wěn)定，不易變異退化，不易感染噬菌體；④能利用廉價(jià)原料，發(fā)酵周期短，易于培養(yǎng)。 生產(chǎn)菌來(lái)源 ? 從菌種保藏機(jī)構(gòu)和有關(guān)研究部門獲得，從自然界中分離篩選。土壤、深海、溫泉、火山、森林都是菌種采集地，篩選包括菌樣采集、菌種分離、初篩、純化、復(fù)篩、生產(chǎn)性能鑒定。 ? 生產(chǎn)菌的改良，基因突變、基因轉(zhuǎn)移、基因克隆。 常用產(chǎn)酶微生物 1. 大腸桿菌 ：一般屬于胞內(nèi)酶，需要經(jīng)過(guò)細(xì)胞破碎才能得到。谷氨酸脫羧酶，用于測(cè)定谷氨酸含量或 γ 氨基丁酸；天冬氨酸酶，催化延胡索酸加氨生成 L天冬氨酸；芐青霉素
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