《理學(xué)酶工程》ppt課件(文件)
【正文】 法 交聯(lián)法 分類 2022/3/13 55 常用吸附劑 —— 活性炭、氧化鋁、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、硅膠、羥基磷灰石。 包埋法一般較少改變酶的高級結(jié)構(gòu)，酶的回收率較高；但它僅適用于小分子底物和產(chǎn)物的酶，因為只有小分子物質(zhì)才能擴散進入載體的網(wǎng)格。 載體 —— 不溶于水的離子交換劑 :離子交換樹脂 ? 特點 —— 操作簡單、條件溫和、不會使酶失活；結(jié)合力弱、易脫落。 2022/3/13 64 （新型） 交聯(lián)固定化法不使用載體，而是通過物理或者化學(xué)手段使細胞之間彼此附著相連，因此可分為物理交聯(lián)法和化學(xué)交聯(lián)法兩種。 雙功能試劑： O O 常用的是戊二醛 H — C — CH2 — CH2 — CH2 — C — H （ a）酶分子之間用雙功能基團的化學(xué)交聯(lián)試劑相互交聯(lián)成水不溶性的固定化酶 2022/3/13 66 在沒有其它載體參與 ， 僅通過酶分子間交聯(lián)形成的固定化酶 ， 顆粒很小 ， 而且機械性能不佳 ，為克服這一缺點 ， 一般可先將酶吸附于載體上 ，或者包埋于膠內(nèi)或微囊內(nèi) ， 然后再交聯(lián)制成固定化酶 “ 網(wǎng) ” 膜或 “ 網(wǎng) ” 顆粒 。如微環(huán)境的化學(xué)組成 ， 與酶相結(jié)合的表面結(jié)構(gòu) ，底物進入與底物排出微環(huán)境的速度 ， 微環(huán)境的局部 pH等 。 2022/3/13 71 (4) 保藏穩(wěn)定性： 固相酶比天然酶保存的時間更長 。 例如： 用重氮法制備的固定化胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶 ， 其作用的最適溫度比游離酶高 5～ 10℃ ； 以共價結(jié)合法固定化的色氨酸酶 ， 其最適溫度比游離酶高 5～ 15℃ 。 (1) 載體性質(zhì)對最適 pH影響： 用帶負電荷載體制備的固定化酶 ， 最適 pH比游離酶最適 pH高 。 若酶催化反應(yīng)產(chǎn)物為堿性時 ， 固定化酶最適 pH比游離酶的最適 PH要低 。 如： 胰蛋白酶既可作用于高分子的蛋白質(zhì) ， 又可作用于低分子的二肽或多肽 ， 固定在羧甲基纖維素上的胰蛋白酶 ， 對二肽或多肽的作用保持不變 ， 而對酪蛋白的作用僅為游離酶的 3％ 左右 . 以羧甲基纖維素為載體經(jīng)迭氮法制備的核糖核酸酶 ，當(dāng)以核糖核酸為底物時 ， 催化速度僅為游離酶的 2%左右 ，而以環(huán)化鳥苷酸為底物時 ， 催化速度可達游離酶的 50～60％ 。 三、酶工程的應(yīng)用 2022/3/13 78 世界上生產(chǎn)規(guī)模最大，應(yīng)用最為成功的一種固定化酶 ,用來生產(chǎn)一種重要的甜味劑 果葡糖漿 。 1973年已用于工業(yè)化生產(chǎn) ， 用于制造各種半合成青霉素和頭孢霉素 。處理靜止廢水時直接用酶布或酶片；處理流動廢水時根據(jù)廢水所含污物的種類和數(shù)量，確定玻璃酶柱或塑料酶柱的高度和內(nèi)徑，采用多酶酶柱或單一酶柱。 2022/3/13 82 ② 環(huán)境監(jiān)測 Ⅰ 、早在 50年代末， Weiss等就用魚腦乙酚膽堿酶活力受抑制程度來監(jiān)測水中極低濃度的有機磷農(nóng)藥。 生物膜法兼有活性污泥法與固定細胞法的優(yōu)點 。 Ⅲ 、利用固定化酶可以檢測有機磷、有機氯農(nóng)藥和其他痕劑量的環(huán)境污染物，具有靈敏度高、性能穩(wěn)定，可以連續(xù)測定等優(yōu)點。因為固定化蛋白酶已將廢水中不易生化降解的大分子轉(zhuǎn)化為易于生物降解的小分子，大大提高了廢水的可生化性。 2022/3/13 80 ① 水凈化 ： 20世紀(jì) 70～ 80年代，固定化酶已被用于水和空氣的凈化。 葡萄糖異構(gòu)酶 2022/3/13 79 青霉素?；福? 這是在 醫(yī)藥工業(yè)上廣泛應(yīng)用的一種固定化酶 。 從曲霉中提取的淀粉酶可用于治療消化不良、溶菌酶可用于抗菌、消炎。 2022/3/13 76 底物特異性： 作用于小分子底物的酶類經(jīng)固定化后，專一性基本不變。 用不帶電荷載體制備的固定化酶 ， 最適 pH一般不改變 。 如： 氨基?；? 用 DEAE— 葡聚糖凝膠經(jīng)離子鍵結(jié)合法固定化后 ，其最適溫度 (72℃ )比游離酶的最適溫度 (60℃ )提高12℃ ； 用 DEAE— 纖維素固定化 ， 其最適溫度 (67℃ )比游離酶提高 7℃ ； 用烷基化法固定化的氨基酰化酶 ， 其最適溫度卻比游離酶則有所降低 。 偶聯(lián)于瓊脂糖后 ，在同樣條件下 ， 卻可保存 82%的活力 ， 因此固相酶有利于運輸 、 貯存和重復(fù)使用 。 如氨基酸?；? 2022/3/13 69 (2) 對蛋白酶水解作用穩(wěn)定性： 固相酶比天然酶有更強的抵抗蛋白酶水解作用的能力 。 2022/3/13 67 (三 )固定化酶的性質(zhì) 酶分子經(jīng)固相化后 ， 從游離態(tài)變?yōu)榻Y(jié)合態(tài) 。 活性污泥系統(tǒng)中菌膠團的形成及厭氧污泥場中顆粒污泥的產(chǎn)生均是通過細胞間自絮凝而實現(xiàn)的物理交聯(lián)。
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