【正文】 成 如 辣根過氧化物酶在二氧六環(huán)與水混溶的均一介質(zhì)體系中，可以催化苯酚等酚類物質(zhì)聚合，生成酚類聚合物。 ? 酶工程是現(xiàn)代酶學理論與化工技術的交叉技術，它的應用主要集中于食品工業(yè)、輕工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)等領域。 化學酶工程 ? 2．化學修飾酶 ? 通過對酶分子的化學修飾可以改善酶的性能，以適用于醫(yī)藥的應用及研究工作的要求。如 α 淀粉酶與葡聚糖結合后熱穩(wěn)定性顯著增加，在 65℃ 結合酶的半衰期為63min，而天然酶的半衰期只有 。在溫和的條件下能偶聯(lián)的蛋白質(zhì)基團包括：氨基、羧基、半胱氨酸的巰基、組氨酸的咪唑基、酪氨酸的酚基、絲氨酸和蘇氨酸的羥基。現(xiàn)在又有人用酶膜（包括細胞、組織、微生物制成的膜）與電、光、熱等敏感的元件組成一種裝置稱生物傳感器，用于測定有機化合物和發(fā)酵自動控制中信息的傳遞及環(huán)境保護中有害物質(zhì)的檢測。一些來自于人體的酶制劑，如治療血栓栓塞病的尿激酶原，就可以用此法取代從大量的人尿中的提取。目前的關鍵問題在于如何設計超自然的優(yōu)質(zhì)酶基因，即如何作出優(yōu)質(zhì)酶基因的遺傳設計藍圖。 ? 非水系統(tǒng)的反應技術，酶分子的修飾與改造以及酶型高效催 ? 化劑的人工合成研究。 實例 1 酶工程產(chǎn)品益生源，用于飼料添加劑 實例 2 酶工程產(chǎn)品萬壽膠囊 用于補充人體營養(yǎng)物質(zhì) 實例 3 ? 生態(tài)復合酶制劑，用于改善環(huán)境 實例 4 ? 酶工程 化妝品原料 實例 5 酶反應器，用于污水處理 當前酶工程的研究熱點 ? 研制分解纖維素和木質(zhì)素的酶、低分子有機物聚合酶、 ? 檢測用酶、能分解有毒物質(zhì)的酶及廢物綜合利用酶。研究者們在分析氨基酸序列弄清酶的一級結構及 X線衍射分析弄清酶的空間結構的基礎上，再在由功能推知結構或由結構推知功能的反復推敲下，設計出酶基因的改造方案，確定選擇性遺傳修飾的修飾位點。 ? 自從 70年代初 DNA重組技術問世以來，把酶學推進到一個十分重要的發(fā)展時期，使它的基礎研究和應用研究領域發(fā)生著巨大的革命性變化，產(chǎn)生了生物酶工程。酶蛋白的游離氨基、酚基、咪唑基及巰基均可參與交聯(lián)反應。將酶制成固定化酶，作為生物體內(nèi)的酶的模擬，可有助于了解微環(huán)境對酶功能的影響。 ? ②交聯(lián)反應：用某些雙功能試劑能使酶分子間或分子內(nèi)發(fā)生交聯(lián)反應而改變酶的活性或穩(wěn)定性。因此酶工程可以說是把酶學基本原理與化學工程技術及重組技術有機結合而形成的新型應用技術。 甾體轉(zhuǎn)化 如可的松轉(zhuǎn)化為氫化可的松的酶促反應，在水 乙酸丁酯或水 乙酸乙酯組成的系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)化率高達 100%和 90%。 ? 有些在水中不能實現(xiàn)的反應途徑，在有機介質(zhì)中卻成為主導反應。 ? 剛 柔并存 ? 剛性：生物大分子結構的精確性 ? 柔性：生物大分子局部區(qū)域具有一定的可運動性。在有機相酶反應中用得最多癿是陰離子表面活性劑：AOT(AerosolOT)，其化學名為丁二酸 2乙基酯磺酸鈉。 – 同一種酶在不同有機溶劑中需水量不同，溶劑疏水性越強，需水量越少 ：脂肪酶、蛋白酶、次黃嘌呤氧化酶、過氧化氫酶、過氧化物酶等。該流體具有無毒、無臭、不燃等優(yōu)點。 ? 酶和產(chǎn)物易于回收。這一觀點無疑是對酶只能在水溶液中起作用傳統(tǒng)酶學思想的挑戰(zhàn) 有機介質(zhì)中的酶促反應概述 有機相酶反應的優(yōu)點 ? 有利于疏水性底物癿反應。 1984年美國 Klibanov, Science上収表了一篇關于酶在有機介質(zhì)中催化條件和特點的綜述。 ? 可防止由水引起癿副反應。 ? 選擇最佳 pH值。 ? 酶蛋白分子在有機相中具有對配體癿“記憶”功能。 ? 水溶性有機溶劑：甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、甘油、丙酮、乙晴等 ? 水不溶性癿有：石油醚、己烷、庚烷、苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、乙醚、戊醚等 ? 酶促反應有機介質(zhì)體系 ： – 單相共溶劑體系（水 /水溶性有機熔劑） – 兩相體系（水 /水不溶性有機溶劑） – 低水有機溶劑體系（有機溶劑體系） – 反膠束體系 反膠束體系概念和表面活性劑 ? 反膠束體系概念 表面活性劑分散于連續(xù)有機相中自發(fā)形成癿納米尺度癿一種聚集體。酶在水相的 pH值可在有機相中保持，同一種酶不同來源，對 pH值敏感程度大不相同。 ? （ 3）在反向微團體系中，微團效應使某些酶活性增加 ? 超活性：凡是高于水溶液中所得酶活性值的活性稱為超活性（ Superactivity）。 導電有機聚合物的合成 如 辣根過氧化物酶可以在與水混溶的有機介質(zhì)（如丙酮、乙醇、二氧六環(huán)等）中，催化苯胺聚合生成聚苯胺。 酶工程 ? 酶工程主要研究酶的生產(chǎn)、純化、固定化技術、酶分子結構的修飾和改造以及在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生和理論研究等方面的應用?；瘜W修飾的途徑，可以通過對酶分子表面進行修飾，也可對酶分子內(nèi)部進行修飾。 酶工程 ?酶工程的定義 ?化學酶工程 ?固定化酶 ?生物酶工程 ?酶工程的應用范圍 固定化酶 ? 固定化酶（ immobilized enzyme），是用物理或化學方法處理水溶性的酶使之變成不溶于水或固定于固相載體的但仍具有酶活性的酶衍生物。參加和載體共價結合的基團，不能是酶表現(xiàn)活力所必需的基團。最常用的是酶膜與離子選擇電極組成的生物傳感器，例如脲傳感器是由固定化脲酶、固定化硝化菌及氧電極組成，脲經(jīng)脲酶分解成氨及二氧化碳，氨又繼續(xù)被硝化菌氧化，總耗氧量則通過氧電極反映出電流的變化，用以計算脲的含量。此外還有組織纖溶酶原激活劑(TPA)與凝乳酶等一百多種酶的基因已經(jīng)克隆成功，其中一些還已進行了高效的表達。 酶工