CHAP1-酶工程基础.ppt

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1、第一章酶工程基础第一节酶和酶工程概述第二节酶的分类、命名、组成、结构特点和作用机制第三节酶的催化特点和影响因素第四节酶活力的测定第五节酶动力学和抑制作用第一章酶工程基础第一节酶和酶工程概述一、酶及酶工程研究的意义二、酶学研究简史三、酶工程第一节酶和酶工程概述第一节酶和酶工程概述（一）酶的概念酶是由细胞产生的具有催化功能的蛋白质（或核酸），亦称生物催化剂。一、酶及酶工程研究的意义第一节酶和酶工程概述如：苯丙酮尿症(PKU)患儿的苯丙氨酸羟化酶先天缺失，不能将苯丙氨酸转化为酪氨酸，苯丙氨酸在血液中累

2、积，使大脑发育受到影响；同时由于酪氨酸来源减少，致使黑色素合成不足，出现皮肤“白化病”。酶催化的生物化学反应，称为酶促反应（Enzymaticreaction）在酶的催化下发生化学变化的物质，称为底物（substrate）第一节酶和酶工程概述（二）酶在生命体内的重要性1、催化生物代谢过程中的各种生化反应，以维持正常的生命活动。2、核酸合成、复制要靠酶；出了差错，要靠修复酶进行纠正。3、蛋白质合成，一旦错误氨基酸掺入，就要有专门的酶去识别、切除、再合成。第一节酶和酶工程概述1、以酶为工具的研究2、

3、以酶为研究对象（三）酶的研究第一节酶和酶工程概述（1）用酶来治疗疾病天冬酰胺酶→治疗白血病多酶片(蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等)→助消化链激酶、尿激酶、纳豆激酶等→清除血凝块1、以酶为工具的研究（2）基因工程用酶：内切酶、连接酶、TaqDNA聚合酶、逆转录酶等。酶名来源用途淀粉酶胰脏、麦芽、微生物治疗消化不良，食欲不振蛋白酶胰脏、胃、植物、微生物治疗消化不良，食欲不振，消炎，消肿，除去坏死组织，促进创伤愈合，降低血压脂肪酶胰脏、微生物治疗消化不良，食欲不振纤维素酶霉菌治疗消化不良，食欲不振溶菌酶蛋清

4、、细菌治疗各种细菌性和病毒性疾病尿激酶人尿治疗心肌梗塞，结膜下出血，黄斑部出血链激酶链球菌治疗血栓性静脉炎，咳痰，血肿，下出血，骨折青霉素酶蜡状芽孢杆菌治疗青霉素引起的变态反应L-天冬酰胺酶大肠杆菌治疗白血病超氧化物歧化酶微生物，植物，动物预防辐射损伤，治疗红斑狼疮，皮肌炎，结肠炎凝血酶动物，蛇，细菌，酵母等治疗各种出血病胶原酶细菌分解胶原，消炎，化脓，脱痂，治疗溃疡右旋糖酐酶微生物预防龋齿胆碱酯酶细菌治疗皮肤病，支气管炎，气喘溶纤酶蚯蚓溶血栓弹性蛋白酶胰脏治疗动脉硬化，降血脂核糖核酸酶胰脏抗感

5、染，祛痰，治肝癌尿酸酶牛肾治疗痛风L-门冬酰胺L-门冬氨酸+NH3天冬酰胺酶→治疗白血病天冬酰胺酶能将血清中的门冬酰胺水解，而门冬酰胺是细胞合成蛋白质及增殖生长所必需的氨基酸；正常细胞有自身合成门冬酰胺的功能，而急性白血病等肿瘤细胞则无此功能，因而当外来天冬酰胺酶使门冬酰胺急剧缺失时，肿瘤细胞因既不能从血中取得足够门冬酰胺，亦不能自身合成，使其蛋白质合成受阻，增殖受抑制，细胞大量死亡。L-天冬酰胺L-天冬氨酸+NH3天冬酰胺酶→治疗白血病注入该酶后，人体正常cell由于有L-天冬酰胺合成酶，自己

6、能够合成L-天冬酰胺，因此细胞蛋白质合成不受影响。而癌cell本身缺乏或没有L-天冬酰胺酶，自己不能合成L-天冬酰胺，外源的L-天冬酰胺又被L-天冬酰胺酶分解掉，因此细胞蛋白质的合成受到影响，引起癌cell的死亡。第一节酶和酶工程概述（1）测定肝癌A、开始：甲胎蛋白（AFP）B、现在：“岩藻糖苷酶”（AFU）（2）神经细胞内的酶2、以酶为研究对象第一节酶和酶工程概述甲胎蛋白（AFP）是人胚胎期血清中的主要蛋白成分，其合成部位主要是在人类胚胎的肝脏。人类胚胎在宫内发育16周后AFP迅速下降，当胎儿

7、出生后AFP的浓度维持在较低水平；研究表面：原发性肝癌患者血清中的AFP相当于正常人的数十倍乃至数万倍。第一节酶和酶工程概述“岩藻糖苷酶”（AFU）属溶酶体酸性水解酶类，参与含岩藻糖苷的糖蛋白、糖脂的降解、代谢。研究表明：肿瘤组织中的岩藻糖转换率增加，AFU活性增高。第一节酶和酶工程概述2005年3月，中科院上海科学研究院的袁小兵博士等，在《自然》杂志上发表原创工作，首次发现神经细胞内有二种酶：CDC42酶和RhoA酶。功能：对神经纤维的生长导向作出精细的调节，对疼痛和止痛起调节作用。神经细胞内

8、的酶第一节酶和酶工程概述二、酶学研究简史公元前800年烹调方法中已使用来自微生物的酶1833-1835年淀粉的第一次酶解1836年发现消化酶--胃蛋白酶1839-1897年60年关于酵母的争论1876年酶--源于希腊语，意为"在酵母中"1883年食物中蛋白质的测定1894年加酶食品的第一次商业化生产1894-1913年科学家建立“钥匙-锁理论”1908-1913年在皮革软化过程中酶取代粪便1914年第一次生产出浓缩洗衣皂1926年科学家发现酶是蛋白质第一节酶和酶工程概述1941-1943年生产胰