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1、酶工程的研究进展及前景展望摘要：概述了21世纪国际上酶工程研究的新进展和新趋势。本文意在阐述近年来酶工程在分子水平的研究进展,并对其未来前景进行了展望。简单介绍了酶工程研究的进展,对酶工程的发展前景进行了探讨。介绍了酶工程的应用现状，并对酶工程的作用和发展做出了展望。关键词:酶工程;抗体酶；酶的固定化；开发研究;进展；Abstract:Anoverviewof the enzymeengineering in the 21stcenturyinternational researchprogress andnewtrends.Thispaperaimsto elaborate inrece
2、ntyears, progressin enzymeengineering research atthemolecularlevel, and its future prospects.Brieflyintroduced the progressofthestudy of enzymeengineering, discussed theprospectsforthedevelopment of enzymeengineering.Introduced the applicationstatus of the enzyme works, and the roleanddevelopment
3、ofenzymeengineering tomake the outlook.Keywords:EnzymeEngineering;Antibody enzyme;Immobilization;Researchanddevelopment;Progress1前言跨入21世纪,人们在20世纪认识生命本质高度一致性的基础上,迎来了后基因组时代,将有可能从整个基因组及其全套蛋白质产物的结构-功能机理的角度,进一步阐明生命现象的核心和本质,并系统整合生物学的全部知识,建立起真正的统一的普通生物学(generalbiology)。而生物技术将为解决人类所面临的食品和营养、健康和长寿、资源和能源、环境
4、保护和生态平衡,以及可持续发展等重大问题,发挥无可替代的作用,为人类作出更大的贡献。酶工程是生物技术的一个重要组成部分,指在一定的生物反应器内,利用酶的催化作用,进行物质转化的技术。其应用范围已遍及工业、医药、农业、化学分析、环境保护、能源开发和生命科学理论研究等各个方面。与此同时,酶工程产业的发展非常迅速。1998年全世界工业酶制剂销售额高达16亿美元。预计到2008年,销售额将达到30亿美元。近年来,美国、欧洲共同体国家和日本,在酶工程研究和酶工程产业方面发展非常迅速,继续居于领先地位。本文拟就21世纪国际酶工程研究领域的若干“热点”和前沿课题,对21世纪酶工程研究的发展动向作一概述[
5、1]。2酶的分离和提纯酶的分离和提纯是酶生产的一个关键问题，也是酶工程的一项中心环节，它不仅影响酶的产率、酶的活性，而且还直接影响到其它技术的发挥，如固定化技术、酶的使用稳定性和稳定化、酶的保存等。从微生物、动植物细胞中得到含有多种酶的提取液后，为了从提取液中获得所需要的某一种酶，必须将提取液中的其它物质分离，这就是酶的分离纯化。经过分离纯化后得到的酶，活性不能降低，因此，分离纯化必须在适宜的条件下进行。可选择各种沉淀法、离心法、膜分离法、柱层析法、双水相系统萃取法等分离纯化酶[2]。3酶工程研究进展酶的生产和应用的技术过程称为酶工程。其主要任务是通过预先设计,经人工操作而获得大量所需的酶
6、,并利用各种方法使酶发挥其最大的催化功能[3]。本文将二十多年来围绕酶工程的主要任务进行了一系列的阐述,现将主要研究成果介绍如下：3.1酶的生物合成及其调节控制研究所有生物体在一定的条件下都能合成多种多样的酶。酶的生物合成受细胞内外许多因素的影响。研究酶的生物合成及其调节控制,对指导酶的生产以及阐明某些抗生素和药物的作用机制有重要意义。1980年郭勇等人[4]研究了二环素对大肠杆菌中碱性磷酸酶生物合成、B_半乳糖苷酶诱导合成和其他蛋白质生物合成的影响。发现BCM能明显阻遏碱性磷酸酶的合成和B_半乳糖苷酶的诱导合成,同时却诱导产生一种47K蛋白。这一结果阐明了二环素杀菌作用的主要原因。198
7、2年,研究了枯草杆菌碱性磷酸酶的生物合成及其调节[5]。发现枯草杆菌AS1.398细胞在无机磷酸含量受到限制的培养基中生长时,若培养基中的无机磷酸含量降到0.01mmol/L以下,枯草杆菌细胞内将迅速合成碱性磷酸酶;在碱性磷酸酶生物合成的高峰期,添加1.0mmol/L的磷酸盐,该酶的合成完全被阻遏;枯草杆菌碱性磷酸酶的生物合成不受其作用底物的诱导,也不受分解代谢物的阻遏。可见,控制培养基中磷的含量是加速枯草杆菌碱性磷酸酶
