《酶工程緒論》ppt課件-全文預(yù)覽
【正文】 對(duì)生物催化劑作用機(jī)理缺乏深入的認(rèn)識(shí) ? 對(duì)次級(jí)代謝產(chǎn)物代謝途徑（包括途徑間相互關(guān)系）缺乏理解 ? 細(xì)胞工程化的方法十分有限（即代謝工程） ? 生產(chǎn)酶和輔因子的成本過(guò)高 退出 生物催化劑的發(fā)現(xiàn) 微生物 ? 可培養(yǎng)微生物酶資源的開(kāi)發(fā)利用 ? 不可培養(yǎng)微生物酶資源的開(kāi)發(fā)利用 基因 ? 已知基因的克隆 ? 未知基因的克隆 退出 當(dāng)前生物催化的研究熱點(diǎn) ? 新酶或已有酶的新功能的開(kāi)發(fā) ? 根據(jù)已有底物開(kāi)發(fā)新的酶反應(yīng) ? 利用突變或定向進(jìn)化技術(shù)改善生物催化劑性能 ? 利用重組 DNA技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)生物催化劑 ? 利用有機(jī)溶劑或共溶劑開(kāi)發(fā)新的反應(yīng)體系 ? 體內(nèi)或體外合成的多酶體系 ? 克服底物和產(chǎn)物抑制 ? 精細(xì)化工品或醫(yī)藥合成技術(shù)的放大 ? 輔因子再生 ? 生物催化劑的修飾 ? 生物催化劑的固定化 退出 生物催化劑高效生產(chǎn)與 催化功能研究 ? 強(qiáng)化微生物細(xì)胞培養(yǎng)與發(fā)酵的調(diào)控措施，研究酶的誘導(dǎo)策略 ? 實(shí)現(xiàn)生物催化劑的自主和規(guī)模生產(chǎn) ? 分析生物催化劑所催化的特定基團(tuán) 開(kāi)辟全新的生物催化反應(yīng) 退出 酶的基本特性 酶的活性中心 (active center) 又稱(chēng)活性部位 (active site)，具有特定空間結(jié)構(gòu)的區(qū)域，能與底物特異結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。 退出 生物催化 化學(xué)工業(yè) 發(fā)酵工業(yè) 輕工業(yè) 采礦 醫(yī)藥 食品 能源 材料 生物安全 環(huán)境 生物催化是工業(yè)生物技術(shù)的核心技術(shù) 退出 退出 以生物催化法合成的主要產(chǎn)品 產(chǎn)品名稱(chēng) 產(chǎn)量 丙烯酰胺 10萬(wàn)噸 /年 聚乳酸 /年 阿斯巴甜 2萬(wàn)噸 /年 生物柴油與汽油 1000萬(wàn)噸 /年 抗菌素中間體 6－ APA /年 6氨基青霉烷酸 退出 趨勢(shì)判斷和需求分析 ? 生物催化劑在精細(xì)化學(xué)品市場(chǎng)中呈現(xiàn)強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭。在世界科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中起重要作用。 退出 ? 隨著易錯(cuò) PCR（ errorprone PCR）技術(shù)、DNA重排（ DNA shuffling）技術(shù)、基因家族重排（ gene family shuffling）技術(shù)等體外基因隨機(jī)突變技術(shù)以及各種高通量篩選（ highthroughout screening）技術(shù)的發(fā)展，酶定向進(jìn)化（ enzyme directed evolution）技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為改進(jìn)酶催化特性的強(qiáng)有力手段。 ? 1986年，我國(guó)學(xué)者郭勇等采用固定化原生質(zhì)體生產(chǎn)堿性磷酸酶、葡萄糖氧化酶、谷氨酸脫氫酶等的研究相繼成功，為胞內(nèi)酶的連續(xù)生產(chǎn)開(kāi)辟新途徑。 ? 固定化酶的研究始于 1910年 ,正式研究于 20世紀(jì)60年代 ,70年代已在全世界普遍開(kāi)展 。由于酶具有專(zhuān)一性強(qiáng)、催化效率高、作用條件溫和等顯著的特點(diǎn)，在醫(yī)學(xué)、食品、輕工、能源、環(huán)保和科研等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。 退出 ? 1949年，日本開(kāi)始采用微生物液體深層培養(yǎng)方法進(jìn)行細(xì)菌 α淀粉酶的發(fā)酵生產(chǎn)，揭開(kāi)了現(xiàn)代酶制劑工業(yè)的序幕，發(fā)酵工程技術(shù)發(fā)展使酶的生產(chǎn)得以大規(guī)模發(fā)展。 ? 酶學(xué)與酶工程的研究領(lǐng)域還有固定化生物催化劑及酶反應(yīng)器的工業(yè)應(yīng)用，以及作為生物功能信息分子參與生命過(guò)程調(diào)控的糖的酶促合成的糖工程等。 退出 ? 美國(guó)寶潔公司用重組 DNA技術(shù)獲得高活性、高穩(wěn)定性脂肪酶用于去污劑工業(yè)。 ? 酶的應(yīng)用（ enzyme application）是通過(guò)酶的催化作用獲得人們所需的物質(zhì)或者除去不良物質(zhì)的技術(shù)過(guò)程，主要包括酶反應(yīng)器的選擇與設(shè)計(jì)以及酶在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用等。是酶學(xué)和工程學(xué)相互滲透結(jié)合形成的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)，是酶學(xué)、微生物學(xué)的基本原理與化學(xué)工程有機(jī)結(jié)合而產(chǎn)生的邊緣科學(xué)。退出 酶工程 Enzyme Engineering 王林嵩 退出 第一章 緒論 ? 第一節(jié) 酶工程的研究?jī)?nèi)容 ? 第二節(jié) 生物催化 ? 第三節(jié) 國(guó)內(nèi)外酶制劑工業(yè)概況 退出 第一節(jié) 研究?jī)?nèi)容 ? 一．概念： ? 二．酶工程研究簡(jiǎn)史 ? 三．研究?jī)?nèi)容 退出 酶的概念 酶 (enzyme)是生物細(xì)胞產(chǎn)生的、具有催化能力的生物催化劑。 一． 概念 退出 ? 酶工程（ Enzyme Engineering） ? 酶的生產(chǎn)、改性與應(yīng)用的技術(shù)過(guò)程。 ?提取分離法 ?生物合成法 ?化學(xué)合成法 ?酶的生產(chǎn)方法 退出 酶的生產(chǎn)方法 提取分離法 (Extraction) 生物合成 (Biosynthesis) 化學(xué)合成 (chemical synthesis) SOD blood PapainPapaya ChymotrypsinPancrea …… an/tissue/cell Amylase from Bacillus Protease from Bacillus Phosphatase from Bacillus Glucoamylase from Aspergillus …… Plant cell culture Animal cell culture Few example 退出 退出 ? 酶的改性（ enzyme improving）是通過(guò)各種方法改進(jìn)酶的催化特性的技術(shù)過(guò)程，主要包括酶分子修飾、酶固定化、酶非水相催化和酶定向進(jìn)化等。 退出 ? 微生物酶源是酶工程研究的源流 ? 以基因工程和蛋白質(zhì)工程改造和設(shè)計(jì)酶是革命性導(dǎo)向 ? 在 30億年生物進(jìn)化中，只發(fā)現(xiàn)了 1055種功能蛋白和酶，經(jīng)計(jì)算， 300個(gè)氨基酸可組成不同序列的蛋白質(zhì)約有 10390種，因而在自然界，絕大多數(shù)新蛋白酶仍未產(chǎn)生，有待人類(lèi)去進(jìn)行人工定向進(jìn)化，創(chuàng)造開(kāi)發(fā)新酶類(lèi)。 ? 抗體酶（ Abzyme） ? 核酶（ Ribozyme） ? 人工合成酶（ Synzyme）是合成具有催化功能的高聚物分子 退出 ? 分子水平的酶法分析與生物傳感器分子酶工程發(fā)展了各種生物分析技術(shù)。 ? 1916年美國(guó)的奈爾森（ Nelson）和格里芬（ Griffin）發(fā)現(xiàn)蔗糖酶吸附在骨炭上后，仍然顯示出催化活性。 ? 隨著酶生產(chǎn)的發(fā)展，酶的應(yīng)用越來(lái)越來(lái)廣泛。n）一郎首次在工業(yè)上應(yīng)用固定化氨基?；高M(jìn)行 DL氨基酸拆分而產(chǎn)生 L氨基酸，從此學(xué)者們開(kāi)始用“酶工程”這個(gè)名詞來(lái)代表酶的生產(chǎn)和應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。此后，采用固定化細(xì)胞生產(chǎn)蛋白酶、糖化酶、果膠酶、溶菌酶、天冬酰胺酶等的研究相繼取得進(jìn)展。 退出 ? 20世紀(jì) 80年代以來(lái)，酶分子修飾技術(shù)發(fā)
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