生物化學(xué)古練權(quán)版ppt課件(參考版)
2025-05-04 13:28本頁(yè)面
【正文】 非水相酶學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域包括哪些方面？ 常見(jiàn)的非水相酶學(xué)反應(yīng)體系有哪些？ 名詞：反相膠束體系、對(duì)映體特異性、潛手性特異性、位置特異性、化學(xué)鍵特異性、 pH記憶、疏水參數(shù) 反相膠束體系作為反應(yīng)介質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)？為什么？ 非水相酶促反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)？ 酶在非水相環(huán)境中保持活性，原因是什么？如何解釋?zhuān)? 非水相環(huán)境對(duì)酶的熱穩(wěn)定性有什么影響？為什么？ 如何理解水與酶柔性、有機(jī)溶劑與酶剛性之間的關(guān)系？ 有機(jī)溶劑對(duì)酶催化反應(yīng)的影響表現(xiàn)在哪些方面？ 通常，疏水參數(shù)與酶活性之間有何關(guān)系？ 1什么是溶劑工程？理論依據(jù)是什么？ 1與水相比，有機(jī)溶劑對(duì)酶活性的調(diào)節(jié)有何表現(xiàn)？為什么？ 1非水相中常用的酶和反應(yīng)類(lèi)型有哪些？ 思考題 。 ? 用微生物和動(dòng)植物組織研究生物傳感器。 ? 利用基因工程技術(shù)開(kāi)發(fā)新酶品種和提高酶產(chǎn)量。實(shí)際上有了酶的固定化技術(shù)，酶在工業(yè)生產(chǎn)中的利用價(jià)值才真正得以體現(xiàn)。 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 酶工程的應(yīng)用范圍 ? 對(duì)生物寶庫(kù)中存在天然酶的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)； ? 自然酶的分離純化及鑒定技術(shù)； ? 酶的固定化技術(shù)（酶和細(xì)胞固定化）； ? 酶反應(yīng)器的研制和應(yīng)用； ? 與其他生物技術(shù)領(lǐng)域的交叉和滲透。 ? 需要改善的酶學(xué)性質(zhì)包括：對(duì)熱、氧化劑、非水溶劑的穩(wěn)定性；對(duì)蛋白水解作用的敏感性；免疫原性；最適 pH、離子強(qiáng)度及溫度；催化效率；對(duì)底物和輔助因子的專(zhuān)一性與親合力；反應(yīng)的主體化學(xué)選擇性；催化效率；別構(gòu)效應(yīng)；反饋抑制；多功能性；在純化或固定化過(guò)程中酶的功能和理化性質(zhì)等?，F(xiàn)在人們已掌握技術(shù)，所以只要有遺傳設(shè)計(jì)藍(lán)圖，就能人工合成出所設(shè)計(jì)的酶基因。 ? 近幾年興起的另一個(gè)新研究領(lǐng)域：酶的選擇性遺傳修飾，即酶基因的定點(diǎn)突變。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)。先在特定的酶的結(jié)構(gòu)基因前加上高效的啟動(dòng)基因序列和必要的調(diào)控序列，再將此片段克隆到一定的載體中，然后將帶有特定酶基因的上述雜交表達(dá)載體轉(zhuǎn)化到適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)菌中，經(jīng)培養(yǎng)繁殖，再?gòu)氖占木w中分離得到大量的表達(dá)產(chǎn)物 —— 我們所需要的酶。 ? 生物酶工程主要包括三個(gè)方面： (1)用 DNA重組技術(shù) (即基因工程技術(shù) )大量地生產(chǎn)酶 (克隆酶 )； (2)對(duì)酶基因進(jìn)行修飾，產(chǎn)生遺傳修飾酶 (突變酶 )； (3)設(shè)計(jì)新的酶基因，合成自然界不曾有過(guò)的、性能穩(wěn)定、催化效率更高的新酶。因此它亦可稱(chēng)為高級(jí)酶工程。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。 ? 酶經(jīng)過(guò)固定化后 ,比較能耐受溫度及 pH的變化，最適 pH往往稍有移位 ,對(duì)底物專(zhuān)一性沒(méi)有任何改變，實(shí)際使用效率提高幾十倍（如 5′ 磷酸二酯酶的工業(yè)應(yīng)用）甚至幾百倍 固定化酶 ? 固定化酶的形式多樣，可制成機(jī)械性能好的顆粒裝成酶柱用于連續(xù)生產(chǎn)；或在反應(yīng)器中進(jìn)行批式攪拌反應(yīng)；也可制成酶膜、酶管等應(yīng)用于分析化學(xué)；又可制成微膠囊酶，作為治療酶應(yīng)用于臨床。 ? ③包埋法：酶被裹在凝膠的細(xì)格子中或被半透性的聚合物膜包圍而成為格子型和微膠囊型兩種。常采用的雙功能團(tuán)試劑有戊二醛、順丁烯二酸酐等。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)。 固定化酶 ? ①載體結(jié)合法：最常用的是共價(jià)結(jié)合法，即酶蛋白的非必需基團(tuán)通過(guò)共價(jià)鍵和載體形成不可逆的連接。 ? 固定化酶在文獻(xiàn)中曾用水不溶酶、不溶性酶、固相酶、結(jié)合酶、固定酶、酶樹(shù)脂及載體結(jié)合酶等名稱(chēng)。固定化酶不但仍具有酶的高度專(zhuān)一性和高催化效率的特點(diǎn)，且比水溶性酶穩(wěn)定，可較長(zhǎng)期使用，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。 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。 ? ③大分子修飾：可溶性高分子化合物如肝素、葡聚糖、聚乙二醇等可修飾酶蛋白側(cè)鏈，提高酶的穩(wěn)定性，改變酶的一些重要性質(zhì)。例如將人 α 半乳糖苷酶 A經(jīng)交聯(lián)反應(yīng)修飾后，其酶活性比天然酶穩(wěn)定，對(duì)熱變性與蛋白質(zhì)水解的穩(wěn)定性也明顯增加。例如將 α 胰凝乳蛋白酶表面的氨基修飾成親水性更強(qiáng)的 NHCH2COOH，可使酶抗不可逆熱失活的穩(wěn)定性在 60℃ 時(shí)提高了 1000倍?；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。天然酶的分離純化隨著各種層析技術(shù)及電泳技術(shù)的發(fā)展，得到長(zhǎng)足的進(jìn)展，目前醫(yī)藥及科研用酶多數(shù)是從生物材料中分離純化得到的。 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 化學(xué)酶工程 ? 1．天然酶 ? 工業(yè)用酶制劑大多是通過(guò)微生物發(fā)酵而獲得的粗酶，價(jià)格低，應(yīng)用方式簡(jiǎn)單，產(chǎn)品種類(lèi)少，使用范圍窄。 一是化學(xué)酶工程 ，即通過(guò)對(duì)酶的化學(xué)修飾或固定化處理，改善酶的性質(zhì)以提高酶的效率和減低成本，甚至通過(guò)化學(xué)合成法制造人工酶；另一種是生物酶工程， 即用基因重組技術(shù)生產(chǎn)酶以及對(duì)酶基因進(jìn)行修飾或設(shè)計(jì)新基因，從而聲查性能穩(wěn)定，具有新的生物活性及催化效率更高的酶。 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。 ? 環(huán)氧化合物 ? 糖苷鍵的水解和形成 ? 加氧氧化反應(yīng) 酯合成
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