8环保用酶制剂的生产与应用

《8环保用酶制剂的生产与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、环保用酶一、固定化酶什么是固定化酶？水溶性酶水不溶性载体水不溶性酶（固定化酶）固定化技术二．固定化酶的优缺点多次使用可以装塔连续反应优点：纯化简单提高产物质量应用范围广缺点：首次投入成本高大分子底物较困难用于固定化的酶，起初采用的都是经提取和分离纯化后的酶。随着固定化技术的发展，也可采用含酶菌体或菌体碎片进行固定化，称为固定化菌体或固定化死细胞。1973年，日本首次成功应用固定化大肠杆菌菌体中的天门冬氨酸酶，由反丁烯二酸连续生产L-天门冬氨酸。固定化酶的方法（一）三大类方法：吸附法结合法包埋法酶和细胞固定化示意图（1）吸附法1、物理吸附：利用各种固体吸附剂将酶或含酶菌体吸附在其表面上。

2、常用载体：无机载体：氧化铝、活性碳、皂土、硅藻土、金属氧化物、硅胶。一般吸附量<1mg蛋白/克吸附剂有机载体：淀粉、白蛋白等。一般吸附量几十毫克蛋白/克吸附剂研究热点：大孔型合成树脂、陶瓷优点：吸附法制备固定化酶或细胞，操作简便，条件温和，不会引起酶变性失活载体廉价易得，而且可反复使用。缺点：靠物理吸附作用，结合力较弱，酶与载体结合不牢而容易脱落。（2）结合法1离子键结合法2共价键结合法☆1离子键结合法概念常用载体:二乙氨乙基纤维素，二乙氨乙基葡聚糖凝胶只需在一定pH值、温度和离子强度等条件下，将酶液与载体混合搅拌几个小时，或将酶液缓慢地流过处理好的离子交换柱，就可使酶结合在离子交换剂上

3、，制备得到固定化酶。缺点：离子键结合力较弱，酶与载体不牢固；在pH和离子强度等条件改变时，酶容易脱落。所以，用此种酶时，要严格控制好pH、离子强度和温度等操作条件2共价键结合法（1）概念通过共价键将酶与载体结合的固定化方法。（2）常用载体：天然高分子、人工合成的高聚物、无机载体（3）可以形成共价键的基团：游离氨基，游离羧基，巯基，咪唑基，酚基，羟基，甲硫基，吲哚基，二硫键要使载体与酶形成共价键，必须首先使载体活化，即借助于某种方法，在载体上引进某一活泼基团。然后此活泼基团再与酶分子上的某一基团反应，形成共价键。常用活化方法有：重氮法、溴化氢法等。A．重氮法反应示意式如下（该方法需要载体具

4、有芳香族氨基）Tyr——酪氨酸B．溴化氰法本方法主要用溴化氰（CNBr）活化多糖类物质。如纤维素、葡聚糖、琼脂糖等.（3）包埋法包埋法分为网格型和微囊型1．网格型2．微囊型1．网格型(1)概念将酶或含酶菌体包埋在凝胶细微网格中，制成一定形状的固定化酶，称为网格型包埋法。也称为凝胶包埋法常用的凝胶有琼脂凝胶、海藻酸钙凝胶、明胶等天然凝胶以及聚丙烯酰胺凝胶、光交联树脂等合成凝胶。天然凝胶在包埋时条件温和，操作简便，对酶活性影响少，但强度较差；合成凝胶虽强度高，对温度、pH变化的耐受性强，但需在一定的条件下进行聚合反应，才能把酶包埋起来，易引起酶失活变性，应控制好包埋条件。2．微囊型包埋法是将

5、酶包埋在各种高分子聚合物制成的小球内，制成固定化酶。由于固定化形成的酶小球直径一般只有几微米至几百微米，所以也称为微囊化法。仅适用于底物和产物都是小分子物质的酶的固定化。各类固定化方法的特点比较:比较项目吸附法结合法包埋法物理吸附共价键结合离子键结合制备难易易难易较难固定化程度弱强中等强活力回收率较高低高高载体再生可能不可能可能不可能费用低高低低底物专一性不变可变不变不变适用性酶源多较广广泛小分子底物、药用酶如何选择固定化方法？必须对酶的性质有所了解，根据实际条件和要求，选择适当方法。①酶的稳定性（热、pH、对某些化学试剂的敏感性）；②活性中心和必需基团的性质；③酶的抑制剂和激活剂；④载

6、体的来源、价格、机械性能、载体的功能基团和交联度等。（二）固定化酶反应条件的变化酶经固定化后，其催化反应特征会发生变化，具体表现在以下几个方面：1、酶活力回收率变化——固定化酶所保留下来的酶的活力与游离酶在固定化之前的酶活力之比，也叫残存活力等。固定化后，酶活力往往下降。2、底物专一性变化对于作用与大分子底物的酶，当其固定化于水不溶性载体之后，往往由于空间障碍，而使酶对分子质量大的底物的催化活大大下降3、反应最适pH值变化固定化后往往发生不同程度的变化。4、反应最适温度往往高于游离酶。5、米氏常数Km的变化Km值随载体性质变化6、最大反应速度基本相同，少数例外。与溶液酶相比，固定化酶总会

7、在某些方面有所不同；机理讨论目前还很肤浅。二、酶反应器酶和固定化酶在体外进行催化反应时，都必需在一定的反应容器中进行，以便控制酶催化反应的各种条件和催化反应的速度。用于酶进行催化反应的容器及其附属设备称为酶反应器。酶反应器是用于完成酶促反应的核心装置。它为酶催化反应提供合适的场所和最佳的反应条件，以便在酶的催化下，使底物（原料）最大限度地转化成产物。它处于酶催化应过程的中心地位，是连接原料和产物的桥梁。酶催化反应过程示意图过程调控生