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1、n酶工程EnzymeEngineeringn使用教材nReferencenInternetResourcen绪论n第一节生物催化n第二节酶工程的研究内容n第三节国内外酶制剂工业概况医药生物技术农业生物技术工业生物技术环境生物技术材料生物技术...n工业生物技术n含义：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n核心目标：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n生物催化（Biocatalysis)n利用酶或有机体（细胞或细胞器等）作为催
2、化剂实现化学转化的过程。n以生物催化法合成的主要产品n趋势判断和需求分析Ø生物催化剂在精细化学品市场中呈现强劲的增长势头。Ø到2020年，通过生物催化技术，将实现化学工业的原料消耗、水资源消耗、能量消耗降低30%，污染物的排放和污染扩散减少30%。n趋势判断和需求分析n目前生物催化技术已成为各公司争夺的目标并且已成为一些公司谋求发展和提升地位的工具。nDegussa、DSM、Roche、BASF、Dow、Lonza等许多跨国公司都在积极采取措施，扩大他们在生物催化领域里的生产能力。n生物催化发展的主要推动力新产品需求
3、(社会压力)-健康：医药、检测-日用品：洗涤用品、乳品、生物可降解塑料环境(法律法规压力)－绿色化学、能源、温室效应新发现或基础研究(技术压力）－基因工程/定点突变/定向进化、代谢工程、组合化学得益/成本降低(商业压力)-生物分离n生物催化剂工程的目标n开发生物催化剂：催化性能更好、更快，成本更低n开发生物催化剂工具：催化反应更广泛，功能更多样n改善性能:稳定性,活性，溶剂兼容性n开发分子模型:新酶的快速重新设计n创造新技术:用于新生物催化剂的开发n当前生物催化的研究热点n新酶或已有酶的新功能的开发n根据已有底物开发
4、新的酶反应n利用突变或定向进化技术改善生物催化剂性能n利用重组DNA技术大规模生产生物催化剂n利用有机溶剂或共溶剂开发新的反应体系n体内或体外合成的多酶体系n克服底物和产物抑制n精细化工品或医药合成技术的放大n辅因子再生n生物催化剂的修饰n生物催化剂的固定化n第一节结束n点击返回n第二节研究内容n一．概念：n二．酶工程研究简史n三．研究内容n一．概念：n酶工程（EnzymeEngineering）n从应用目的出发研究酶，在一定的生物反应装置中利用酶的催化性质，将相应原料转化成有用的物质。是酶学和工程学相互渗透结合形成
5、的一门新的技术科学，是酶学、微生物学的基本原理与化学工程有机结合而产生的边缘科学。n酶的定义n二.酶工程研究简史n1926美国的Sumner从刀豆中得到脲酶结晶（1947年诺贝尔奖）n1970美国的Smith发现限制性内切酶（1979年诺贝尔奖）n1969日本固定化氨基酰化酶，第一次将固定化酶成功地应用于工业生产。——酶工程诞生n1986美国核酶发现获得诺贝尔奖n1.酶的发现及研究历史n人们对酶的认识起源于生产与生活实践。n夏禹时代，人们掌握了酿酒技术。n公元前12世纪周朝，人们酿酒，制作饴糖和酱。n春秋战国时期已知
6、用麴(曲)治疗消化不良的疾病。麴的英文翻译：yeast;afermentforbrewingn酶者，酒母也n西方国家19世纪对酿酒发酵过程进行了大量研究。直到1897年，德国巴克纳Buchner兄弟用石英砂磨碎酵母细胞，制备了不含酵母细胞的抽提液，并证明此不含细胞的酵母提取液也能使糖发酵，说明发酵与细胞的活动无关。从而说明了发酵是酶作用的化学本质，为此Buchner获得了1911年诺贝尔化学奖。n1896年,日本的高峰让吉首先从米曲霉中制得高峰淀粉酶,用作消化剂,开创了有目的的进行酶生产和应用的先例。n1878年,给
7、酶一个统一的名词，叫Enzyme，这个字来自希腊文，其意思“在酵母中”。n后来对酶的作用机理及酶的本质做了深入研究，1930年，证实酶是一种蛋白质；n80年代初发现了具有催化功能的RNA——核酶(ribozyme)，这一发现打破了酶是蛋白质的传统观念，开辟了酶学研究的新领域，现已鉴定出4000多种酶，数百种酶已得到结晶，而且每年都有新酶被发现。n2.酶的应用历史n1908年,德国的罗姆制得胰酶,用于皮革的软化。n1908年,法国的波伊登(Boidin)制备了细菌淀粉酶,应用于纺织品的退浆。n1911年,美国的华勒斯坦
8、(Wallestein)制得木瓜蛋白酶,用于除去啤酒中的蛋白质浑浊。n此后,酶的生产和应用逐步发展。然而在50年代以前停留在从微生物，动物或植物中提取酶,加以利用阶段.由于当时生产力落后,生产工艺较繁杂,难以进行大规模工业化生产。n1949年,用液体深层培养法进行细菌淀粉酶的发酵生产,揭开了近代酶工业的序幕。n50年代以后,随着生化工程的发展,
