第一章+生物技术、生物催化和酶绪论

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1、Chapter1Introduction第一章绪论Contentsofchapter11、生物技术、生物催化和酶的定义2、酶的发现及研究历史3、酶的分类命名4、酶的化学性质与催化特性GoGoGoGo当今世界六大高新技术现代生物技术新材料技术信息技术空间技术海洋技术新能源技术现代生物技术被列为六大高新技术之首生物技术1982年，国际经济合作及发展组织（OECD）提出了当时能广泛接受的生物技术定义，即“生物技术是应用自然科学及工程学原理，依靠生物作用剂（biologicalagent）的作用将物料进行加工以提供产品为社会服务的技术”。这里所谓的

2、生物作用剂（biologicalagent）是指酶、整体细胞或生物体，一般也称生物催化剂。生物技术产业2006年前快速成长，但仍处于投入阶段2007－2008年盈亏平衡2020年成为支柱产业第一章绪论生物技术产业化的三个浪潮医药生物技术:1982年重组人胰岛素上市.农业生物技术:1996年转基因大豆、玉米、油菜相继上市.工业生物技术:生物钢、聚乳酸相继上市.工业生物技术---迈向发达国家之战略第一章绪论生物钢指的是羊奶钢由转基因羊奶纤维(将南美“黑寡妇”的蜘蛛的纤维蛋白基因转入山羊)织出的布，比防弹衣的强度还大十几倍。这种超强坚韧的物质，是

3、阻挡枪弹射击的理想材料，也可以用来制造坦克、飞机与装甲车，以及作为军事建筑物的理想“防弹衣”。利用这种纤维制成的2.5厘米粗的绳子，足以让一架准备着陆的战斗机完全停下来。第一章绪论聚乳酸，简称PLA，由生物发酵生产的乳酸经人工化学合成而得的热塑性聚合物，但仍保持着良好的生物相容性和生物可降解性。不象其他的树脂必须来源于石油，聚乳酸来源于可再生的象玉米、小麦、甘蔗等天然农作物，是一种完全绿色材料.医药生物技术农业生物技术工业生物技术生物技术产业的演变1982－2000年医药生物技术产业一枝独秀2000－2020年医、工、农生物技术产业三足鼎立

4、2020年以后医、工、农生物技术产业融为一体第一章绪论工业生物技术定义：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.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.工业生物技术是生物技术的重要组成部分第一章绪论工业生物技术发展空间提升传统产业生物能源环境生物技术生物材料RenewablerawmaterialsBiofuelsBiomaterialsChemicalsCellFactoryIndustrialbiotechnology:Gatewaytoa

5、moresustainablefuture第一章绪论典型工业生物技术过程底物生物反应器培养基（灭菌）经加工原料酶细胞生物催化剂（游离或固定化）机械能除菌空气产品提取纯化副产品产品废物热能原材料营养物第一章绪论生物催化生物学化学工程工程学化学生物工程生物化学生物催化新兴、前沿学科往往在学科交叉中产生第一章绪论生物催化（Biocatalysis)利用酶或有机体（细胞或细胞器等）作为催化剂实现化学转化的过程。生物转化（Biotransformation)第一章绪论生物催化是工业生物技术的核心技术生物催化化学工业发酵工业采矿医药工业食品工业能源材料

6、生物安全环境第一章绪论第一章绪论以生物催化法合成的主要产品产品名称产量丙烯酰胺10万吨/年聚乳酸1.3万吨/年阿斯巴甜2万吨/年生物柴油与汽油1000万吨/年抗菌素中间体6－APA0.9万吨/年第一章绪论趋势判断和需求分析生物催化剂在精细化学品市场中呈现强劲的增长势头。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%。第一章绪论趋势判断和需求分析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。德国德固赛、荷兰DSM、瑞士罗氏Roche

7、、德国BASF,丹麦诺维信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。第一章绪论生物催化发展的主要推动力1、新产品需求(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2、环境(法律法规压力)－绿色化学、能源、温室效应第一章绪论生物催化发展的主要推动力3、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4、得益/成本降低(商业压力)-生物分离第一章绪论生物催化工程的目标开发新生物催化剂：催化性能更好、更快，成本更低改善性能:稳定性,活性，溶剂兼容性开发分子模型:新酶的

8、快速重新设计第一章绪论生物催化剂工程技术瓶颈对生物催化剂作用机理缺乏深入的认识对次级代谢产物代谢途径（包括途径间相互关系）缺乏理解细胞工程化的方法十分有限（即代谢工程）生产酶和辅