【正文】 成 如 辣根過(guò)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(lèi)物質(zhì)聚合，生成酚類(lèi)聚合物。 ? 酶工程是現(xiàn)代酶學(xué)理論與化工技術(shù)的交叉技術(shù)，它的應(yīng)用主要集中于食品工業(yè)、輕工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域。 化學(xué)酶工程 ? 2．化學(xué)修飾酶 ? 通過(guò)對(duì)酶分子的化學(xué)修飾可以改善酶的性能，以適用于醫(yī)藥的應(yīng)用及研究工作的要求。如 α 淀粉酶與葡聚糖結(jié)合后熱穩(wěn)定性顯著增加，在 65℃ 結(jié)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(tuán)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?，F(xiàn)在又有人用酶膜（包括細(xì)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(chēng)生物傳感器，用于測(cè)定有機(jī)化合物和發(fā)酵自動(dòng)控制中信息的傳遞及環(huán)境保護(hù)中有害物質(zhì)的檢測(cè)。一些來(lái)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(guān)鍵問(wèn)題在于如何設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)藍(lán)圖。 ? 非水系統(tǒng)的反應(yīng)技術(shù)，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(shí)例 1 酶工程產(chǎn)品益生源，用于飼料添加劑 實(shí)例 2 酶工程產(chǎn)品萬(wàn)壽膠囊 用于補(bǔ)充人體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 實(shí)例 3 ? 生態(tài)復(fù)合酶制劑，用于改善環(huán)境 實(shí)例 4 ? 酶工程 化妝品原料 實(shí)例 5 酶反應(yīng)器，用于污水處理 當(dāng)前酶工程的研究熱點(diǎn) ? 研制分解纖維素和木質(zhì)素的酶、低分子有機(jī)物聚合酶、 ? 檢測(cè)用酶、能分解有毒物質(zhì)的酶及廢物綜合利用酶。研究者們?cè)诜治霭被嵝蛄信迕傅囊患?jí)結(jié)構(gòu)及 X線(xiàn)衍射分析弄清酶的空間結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，再在由功能推知結(jié)構(gòu)或由結(jié)構(gòu)推知功能的反復(fù)推敲下，設(shè)計(jì)出酶基因的改造方案，確定選擇性遺傳修飾的修飾位點(diǎn)。 ? 自從 70年代初 DNA重組技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，把酶學(xué)推進(jìn)到一個(gè)十分重要的發(fā)展時(shí)期，使它的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究領(lǐng)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(yīng)。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(duì)酶功能的影響。 ? ②交聯(lián)反應(yīng)：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(yīng)而改變酶的活性或穩(wěn)定性。因此酶工程可以說(shuō)是把酶學(xué)基本原理與化學(xué)工程技術(shù)及重組技術(shù)有機(jī)結(jié)合而形成的新型應(yīng)用技術(shù)。 甾體轉(zhuǎn)化 如可的松轉(zhuǎn)化為氫化可的松的酶促反應(yīng)，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(dá) 100%和 90%。 ? 有些在水中不能實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)途徑，在有機(jī)介質(zhì)中卻成為主導(dǎo)反應(yīng)。 ? 剛 柔并存 ? 剛性：生物大分子結(jié)構(gòu)的精確性 ? 柔性：生物大分子局部區(qū)域具有一定的可運(yùn)動(dòng)性。在有機(jī)相酶反應(yīng)中用得最多癿是陰離子表面活性劑：AOT(AerosolOT)，其化學(xué)名為丁二酸 2乙基酯磺酸鈉。 – 同一種酶在不同有機(jī)溶劑中需水量不同，溶劑疏水性越強(qiáng)，需水量越少 ：脂肪酶、蛋白酶、次黃嘌呤氧化酶、過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶等。該流體具有無(wú)毒、無(wú)臭、不燃等優(yōu)點(diǎn)。 ? 酶和產(chǎn)物易于回收。這一觀點(diǎn)無(wú)疑是對(duì)酶只能在水溶液中起作用傳統(tǒng)酶學(xué)思想的挑戰(zhàn) 有機(jī)介質(zhì)中的酶促反應(yīng)概述 有機(jī)相酶反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn) ? 有利于疏水性底物癿反應(yīng)。 1984年美國(guó) Klibanov, Science上収表了一篇關(guān)于酶在有機(jī)介質(zhì)中催化條件和特點(diǎn)的綜述。 ? 可防止由水引起癿副反應(yīng)。 ? 選擇最佳 pH值。 ? 酶蛋白分子在有機(jī)相中具有對(duì)配體癿“記憶”功能。 ? 水溶性有機(jī)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(yīng)有機(jī)介質(zhì)體系 ： – 單相共溶劑體系（水 /水溶性有機(jī)熔劑） – 兩相體系（水 /水不溶性有機(jī)溶劑） – 低水有機(jī)溶劑體系（有機(jī)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(jī)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(jī)相中保持，同一種酶不同來(lái)源，對(duì) pH值敏感程度大不相同。 ? （ 3）在反向微團(tuán)體系中，微團(tuán)效應(yīng)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(chēng)為超活性（ Superactivity）。 導(dǎo)電有機(jī)聚合物的合成 如 辣根過(guò)氧化物酶可以在與水混溶的有機(jī)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(shù)、酶分子結(jié)構(gòu)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(yīng)用?；瘜W(xué)修飾的途徑，可以通過(guò)對(duì)酶分子表面進(jìn)行修飾，也可對(duì)酶分子內(nèi)部進(jìn)行修飾。 酶工程 ?酶工程的定義 ?化學(xué)酶工程 ?固定化酶 ?生物酶工程 ?酶工程的應(yīng)用范圍 固定化酶 ? 固定化酶（ immobilized enzyme），是用物理或化學(xué)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(jià)結(jié)合的基團(tuán)，不能是酶表現(xiàn)活力所必需的基團(tuán)。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(guò)氧電極反映出電流的變化，用以計(jì)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(jìn)行了高效的表達(dá)。 酶工