生物催化技术知识点总结.doc

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1、.第一章绪论生物技术、生物催化和酶的定义生物技术是应用自然科学及工程学原理，依靠生物作用剂（biologicalagent）的作用将物料进行加工以提供产品为社会服务的技术”。这里所谓的生物作用剂（biologicalagent）是指酶、整体细胞或生物体，一般也称生物催化剂。Ø医药生物技术:1982年重组人胰岛素上市Ø农业生物技术:1996年转基因大豆、玉米、油菜相继上市Ø工业生物技术:生物钢、聚乳酸相继上市1、工业生物技术定义：在工业规模的生产过程中使用或部分使用生物技术来实现产品的制造，这种技术是应用微生物和生物催化剂来提供产品和服务。工业生物技术是生物技术的重要组成。核心目

2、标：大规模利用生物体系（如细胞或酶）作为催化剂实现物质转化。发展空间：Ø提升传统产业Ø生物能源Ø环境生物技术Ø生物材料2、生物催化（Biocatalysis)定义：利用酶或有机体（细胞或细胞器等）作为催化剂实现化学转化的过程。生物催化是工业生物技术的核心技术德国德固赛、德国BASF、荷兰DSM、瑞士罗氏Roche、丹麦诺维信生物催化发展的主要推动力Ø新产品需求(社会压力)-健康：医药、检测-日用品：洗涤用品、乳品、生物可降解塑料Ø环境(法律法规压力)－绿色化学、能源、温室效应Ø新发现或基础研究(技术压力）－基因工程/定点突变/定向进化、代谢工程、组合化学Ø得益/成本降低(商业压

3、力)-生物分离生物催化工程的目标Ø开发新生物催化剂：催化性能更好、更快，成本更低Ø改善性能:稳定性,活性，溶剂兼容性Ø开发分子模型:新酶的快速重新设计3、当前生物催化的研究热点Ø新酶或已有酶的新功能的开发Ø根据已有底物开发新的酶反应Ø利用突变或定向进化技术改善生物催化剂性能Ø利用重组DNA技术大规模生产生物催化剂Ø利用有机溶剂或共溶剂开发新的反应体系Ø体内或体外合成的多酶体系Ø克服底物和产物抑制Ø精细化工品或医药合成技术的放大Ø辅因子再生Ø生物催化剂的修饰Ø生物催化剂的固定化教育资料.4、酶工程就是将酶或者微生物，动植物细胞，细胞器等在一定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催

4、化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。世界三大酶制剂公司Ø诺维信（Novo）（丹麦）Ø杰能科（GenencorInternational）(美国）ØDSM(荷兰）5、酶是生物细胞产生的、具有催化能力的生物催化剂。6、酶的特征Ø只能进行热力学上允许进行的反应Ø可以缩短化学反应到达平衡的时间而，不改变反应的平衡点Ø通过降低活化能加快化学反应速度7、酶的分类命名Ø氧化还原酶OxidoreductaseØ转移酶TransferaseØ水解酶hydrolaseØ裂合酶LyaseØ异构酶IsomeraseØ合成酶LigaseorSynthetase8

5、、国际命名法：乳酸脱氢酶EC1.1.1.27（第一大类，第一亚类，第一亚亚类，亚亚类流水编号）酶的发现及研究历史J.B.Sumner从刀豆制备出脲酶结晶1982年T.Cech发现了第1个有催化活性的天然RNA——ribozyme（核酶）9、酶的组成单纯酶结合酶=酶蛋白+辅因子（辅基、辅酶、金属激活剂）核酸类酶（R酶）的分类剪切酶，剪接酶和多功能酶10、必需基团：这些基团若经化学修饰使其改变，则酶的活性丧失。活性部位：酶分子中直接与底物结合，并和酶催化作用直接有关的部位。11、酶的专一性立体异构专一性相对专一性（基团/族）+绝对专一性（特底）结构专一性12、影响酶催化因素：温度、

6、PH、底物浓度、酶浓度、抑制剂、激活剂（氯淀）13、竞争性抑制：指抑制剂和底物竞争与酶分子结合而引起的抑制作用。机制：竞争性抑制剂与酶作用底物的结构相似。它与酶分子结合以后，底物分子就不能与酶分子结合，从而对酶的催化起到抑制作用。例如，丙二酸是琥珀酸的结构类似物。丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂。非竞争性抑制（noncompetitiveinhibition）：指抑制剂与底物分别与酶分子上的不同位点结合，而引起酶活性降低的抑制作用。机制：由于非竞争性抑制剂是与酶的活性中心以外的位点结合，所以，抑制剂的分子结构可能与底物分子的结构毫不相关。增加底物浓度也不能使非竞争性抑制作用逆

7、转。反竞争性抑制(uncompetitiveinhibition)：在底物与酶分子结合生成中间复合物后，抑制剂再与中间复合物结合而引起的抑制作用。机制：反竞争性抑制剂不能与未结合底物的酶分子结合，只有当底物与酶分子结合以后由于底物的结合引起酶分子结构的某些变化，使抑制剂的结合部位展现出来，抑制剂才能结合并产生抑制作用。所以亦不能通过增加底物浓度使反竞争抑制作用逆转。教育资料.12、酶活力：在特定条件下（温度可采用25℃或其它选用的温度，pH等条件均采用最适条件），每1min催化1μmol的底