《微生物技术应用》PPT课件

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1、微生物技术在环境领域中的新应用Applicationofmicrobialtechnologyinenvironments王志平wangzply@sjtu.edu.cn主要内容固定化微生物技术微生物制剂微生物细胞外多聚物一、固定化酶与固定化微生物Immobilizationenzymeandmicrobes酶的化学本质酶(Enzyme)是由活细胞产生的，以蛋白质为主要成分，具有高效率、高特异性的生物催化剂(catalysts)，具有许多与蛋白质相同的物理化学性质。1.两性离子的性质：氨基酸2.酶具有胶体性质：大分子3.热稳定性较差：

2、次级键4.可溶解性：亲疏水性5.酶的变性：次级键酶催化反应的特性1、高效性highlyactivity2、专一性specficity3、条件温和mildconditions4、不稳定性unsteadiness5、可调控性regulation6、辅因子作用cofactor酶催化反应的缺陷作为活性蛋白，其稳定性易受温度、pH、无机离子的影响；一般在水溶液中反应，不利于酶回收；酶与反应物及产物混合，不利于产物进一步提纯。改进措施—固定化酶固定化酶和固定化细胞是利用物理及化学的处理方法，将水溶性酶或细胞与固体的水不溶性支持物（或称载体）相结

3、合，使其既不溶于水，又能保持酶和微生物的活性。它们在固相状态下增加了机械强度，稳定性提高，可回收反复使用，并在贮存较长时间后依然保持酶和微生物的活性不变。1953年，Grubhofev和Schleith首先开始了酶固定化研究，并第一次实现了酶的固定化。1960年，日本的千畑一郎开始了氨基酰化酶固定化研究，开始了将固定酶应用在工业上的第一步。1969年，千畑一郎成功地将氨基酰化酶反应用于DL-AA的光学分析，实现了酶连续反应的工业化。这是世界上固定化酶用于工业的开端。1973年，千畑一郎再次在工业上成功地固定化大肠杆菌细胞，成功实现了

4、L-天冬氨酸连续生产。酶的固定化通过某些物理或化学方法处理，使酶变成不易随水流失（即运动受到限制）而又能发挥高效催化作用的酶制剂，这一过程称为酶的固定化。固定化所采用的酶，可以是纯化的酶，也可以是结合在菌体（死细胞）或细胞碎片上的酶或酶系。酶的分离纯化酶的来源尽管可以从几乎所有生物体提取到活性酶，但目前产业化的固定化酶主要来源于微生物，其中真菌约50%，细菌约1/3，动物约8%，植物约4%。一方面是因为微生物酶更廉价，更容易扩增并定量；同时也因为动植物组织可能含有潜在的有害成分。EnzymeECSourcesApplicationa

5、-Amylase3.2.1.1AspergillusEBakingCatalase1.11.1.6AspergillusIFoodCellulase3.2.1.4TrichodermaEWasteDextranase3.2.1.11PenicilliumEFoodGlucoseoxidase1.1.3.4AspergillusIFoodLactase3.2.1.23AspergillusEDairyLipase3.1.1.3RhizopusEFoodRennet3.4.23.6MucormieheiECheesePectinase3

6、.2.1.15AspergillusEDrinksProtease3.4.23.6AspergillusEBakingE:extracellularenzyme;I:intracellularenzymeFungalEnzymesEnzymeSourcesApplicationa-Amylase3.2.1.1BacillusEStarchb-Amylase3.2.1.2BacillusEStarchAsparaginase3.5.1.1EscherichiacoliIHealthGlucoseisomerase5.3.1.5Baci

7、llusIFructosesyrupPenicillinamidase3.5.1.11BacillusIPharmaceuticalProtease3.4.21.14BacillusEDetergentBacterialEnzymesE:extracellularenzyme;I:intracellularenzyme酶的固定化方法吸附法：通过氢键、疏水作用和π电子亲和力等物理作用，将酶固定于水不溶多孔载体上包埋法：将聚合物的单体与酶溶液混合，再借助于聚合助进剂(包括交联剂)的作用进行聚合，酶被包埋在聚合物；结合法：选择适宜的载体，

8、使之通过共价键或离子键与酶蛋白侧链基团结合而制成固定化酶；交联法：借助双功能试剂使酶分子之间或酶与载体间发生交联作用而制成固定化酶；热处理法：将含酶细胞在一定的温度下加热一段时间，使酶固定在菌体内。固定化方法酶和细胞固定化方法载体结合