《酶的发酵生产》word版

《《酶的发酵生产》word版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、酶工程•第一章绪论•第二章酶的发酵生产•第三章酶的分离纯化•第四章酶分子修饰•第五章酶与细胞固定化•第六章酶反应动力学•第七章酶的应用第一章绪论•第一节酶的概述•第二节酶工程概述•第三节酶的生产方法•第四节酶的应用前景第一节酶的概述一.酶(enzyme)的概念二.酶的研究历史三.酶的分类与命名四.酶的活力测定一.酶(enzyme)的概念1.酶是催化剂（catalyst）所谓催化剂是一类能改变反应速度，但不改变反应性质、反应方向和反应平衡点，而且本身在反应前后也不发生变化的外在因素。酶在化学反应中就是充当这样的角色。2.酶是一种特殊的催化剂3.酶是生物催化剂酶在催化反应时，具有与一般非

2、酶催化剂不同的特点。其具有催化的高效性、高度专一性及化学本质是蛋白质的特点。（1）酶具有催化的高效性酶能在温和条件下（常温、常压和近中性PH），极大地提高反应速度，与非酶催化剂相比，酶的催化效率可高出107~1012倍。如：2H2O22H2O+O2该反应的催化剂可以有Fe+、血红素和过氧化氢酶，其催化反应的速度分别是：5.6×10-4mol/molFe+.S、6.0×10-1mol/mol血红素.S、3.5×106mol/mol过氧化氢酶.S（2）酶具有催化的高度专一性(specificity)酶作用的的专一性是指酶在催化反应时，通常只作用一种或一类反应物发生相应的反应的特性。酶作用

3、的专一性主要表现在以下几个方面：a.绝对专一性：酶只能催化一种反应物发生反应的特性如：谷氨酸脱氢酶只能催化L-谷氨酸脱氢，对其他氨基酸没有作用，其具有绝对专一性。b.相对专一性：酶在催化反应时，允许底物分子有一些变化，即可以催化一类反应物发生反应。如：酯酶催化酸与醇缩合成酯，但对反应物分子的侧链基团专一性不强。淀粉酶、蛋白水解酶也具有这种专一性。c.异构专一性：酶对反应物分子的立体异构体和顺反异构体具有高度的选择能力。如：延胡索酸（反丁烯二酸）酶只专一催化于L-苹果酸和反丁烯二酸，兼具立体异构与顺反异构专一性。（3）酶的化学本质是蛋白质酶的化学本质是蛋白质，主要从以下几个方面来认识：

4、a.酶的化学本质是蛋白质的依据b.结合有辅助因子的酶中，蛋白质是其高效和高度专一催化特性的主导因素c.RNA性质的生物催化剂的发现，并未否定“酶的化学本质是蛋白质”的结论ⅰ.酶与蛋白质一样是高分子胶体物质，且为两性电解质。ⅱ.导致蛋白质变性的因素，如酸、碱、热、紫外线以及其他蛋白变性剂，也能使酶失活ⅲ.酶也能被蛋白水解酶水解而失去活性。ⅳ.对高纯化的酶进行组成分析，表明其或者是单纯蛋白，或者是蛋白质与其他小分子物质构成的络合物（即结合蛋白）。ⅴ.根据核酸酶（RNase）的一级结构，人们已经从氨基酸开始，人工合成了具有催化活性的蛋白质产物。ⅰ辅助因子：通常是小分子物质，与酶结合在一起，

5、共同完成酶的催化过程。包括辅酶和活化剂两种类型。ⅱ辅酶与活化剂的区别：ⅲ辅酶也具催化力，但其催化效率和专一性都较酶差。如：血红素是过氧化氢酶的辅酶，但其催化效率是过氧化氢酶的百万分之一；磷酸吡哆醛是转氨酶的辅酶，但其可以催化L-谷氨酸的转氨基、脱羧以及异构为D-谷氨酸等多种反应。综上，在酶的化学组成中，虽然有除蛋白质以外的其他成分，但是，蛋白质仍然是酶高效和高度专一催化特性的主导因素。ⅰRNA性质的生物催化剂的发现:70年代末~80年代初期，由于某些发现，使“蛋白质是酶的化学本质”的观念受到强有力的冲击。此后，又有许多类似的报道。所有的事实都说明：某些RNA的确具有催化活性。为了和蛋

6、白质性质的生物催化剂-------酶（enzyme)相区别，Cech等将他们发现的RNA性质的生物催化剂称为ribozyme。其中几个典型的事例如下：ⅱRibozyme发现的生物学意义：Ribozyme的发现是现代生物学中的一个重大突破，其意义主要表现在以下几点：①它表明RNA除了作为遗传信息的载体外，还可能有其他的生物学功能。②它表明除了蛋白质性质的生物催化剂-----酶以外，还可能存在其他类型的生物催化剂。③为分子生物学研究，尤其是RNA研究提供了一种新的工具，新的思路。④为探索生命起源提供了一种新的、重要的信息。ⅲRibozyme的发现并未否定“酶的化学本质是蛋白质”①目前已知

7、的酶，基本上都是蛋白质性质的，或是以蛋白质为主导核心成分。w酶是蛋白质性质的生物催化剂，并不排斥还存在其他类型的生物催化剂。Enzyme和Ribozyme是两个并列的概念。（1）所有的酶都是生物体产生的，几乎所有的生物体都能合成酶。（2）酶和生命活动密切相关，主要表现在a.酶参与了体内所有的生命活动和生命过程b.酶组成分布是生物进化与组织功能分化基础c.酶在多种水平上可调节以适应生命活动的需要。综上，对于酶，可以有如下概念酶是一种由生物体产生的，具有高效和