酶的固定化及在医药中的应用

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1、固定化酶及在医药中的应用www.themegallery.comContents酶工程及固定化技术发展史1酶的固定化方法2应用3展望4www.themegallery.com酶工程简介酶工程是酶学和工程学相互渗透发展而成的一门新的技术科学。它是从应用的目的出发，研究酶，应用酶的特异性、催化功能，并通过工程化将相应的原料转化成有用物质的技术www.themegallery.com酶工程及固定化技术发展史在20世纪20年代，就出现了酶工程，以自然酶制剂在工业上大规模应用的特征，原料以动植物为主1953年，GrubhogerSchleith用

2、重氮化聚氨基聚苯乙烯树脂对羧肽酶、蛋白酶、核酸酶等进行固定，产生了固定化酶技术。www.themegallery.com酶工程及固定化技术发展史1969年，千田一郎等用固定化氨基酰化酶技术拆分了DL-氨基酸，生产L-氨基酸，随后固定化天冬氨酸酶生产L-天冬氨酸等，开创了固定化酶应用的局面。1971年，第一次国际酶工程会议在美国召开，会议主题是固定化酶的研制和应用确定固定化酶（ImmobilizedEnzyme）统一名称www.themegallery.com酶工程及固定化技术发展史1973年，日本首次在工业上固定化大肠杆菌菌体中天门冬氨

3、酸酶，由反丁烯二酸连续生产L-天门冬氨酸固定化死菌体1976年，法国首次用固定化酵母细胞生产啤酒和酒精固定化细胞1979年固定化毛地黄细胞和长春花细胞成功固定化植物细胞1982年日本固定化黄色短杆菌原生质体生产谷氨酸固定化原生质体www.themegallery.com固定化酶固定化酶(ImmobilizedEnzyme）：通过物理的或化学的手段，将酶束缚于水不溶的载体上，或将酶束缚在一定的空间内，限制酶分子的自由流动，但能使酶充分发挥催化作用水溶性酶水不容性的载体固定化酶固定化技术www.themegallery.com固定化酶制备原

4、则（1）维持酶的催化活性及专一性（2）有利于生产自动化、连续化（3）应有最小的空间位阻（4）酶与载体必须结合牢固（5）应有最大稳定性，载体不与废物、产物或反应液发生化学反应（6）成本要低www.themegallery.com固定化酶的优点长时间使用，在绝大多数情况下提高了酶的稳定性，有利用工艺的连续化和管道化酶的使用效率提高，适合于多酶反应酶反应过程可以严格控制，有利于工艺自动化和微电脑化极易将固定化酶与底物、产物分开1234优点www.themegallery.com固定化酶的缺点增加了固定化的成本，使工厂开始投资大只能用于可溶性的

5、底物和小分子底物，对大分子底物不适宜酶固定化时酶的活力有所损失.www.themegallery.com酶的固定化方法酶的固定方法载体结合法物理吸附法离子结合法共价结合法交联法包埋法网格型微囊型www.themegallery.com载体结合法共价结合法离子结合法物理吸附法123www.themegallery.com物理吸附法通过氢键、疏水作用和π电子亲和力等物理作用，将酶固定于水不溶载体上．从而制成固定化酶常用载体：无机载体：活性炭，多孔玻璃，氧化铝，硅胶等天然高分子载体：淀粉，谷蛋白等优点：操作简单，条件温和，不会引起酶变性失活，

6、载体廉价易得，可反复使用缺点：物理吸附结合能力弱，酶与载体结合不牢固易脱落www.themegallery.com离子结合法利用含有离子交换基团的固相载体与酶蛋白分子的带电基团互相吸引（靠离子链）而形成络合物载体：多糖类离子交换剂、合成高分子交换树脂如DEAE-纤维素，IR-45等优点：操作简单，处理条件温和，能得到酶活回收率较高的固定化酶缺点：载体和酶的结合力较弱，离子键结合较松散，易受缓冲液种类或pH的影响，www.themegallery.com共价结合法是酶以共价键结合于载体上的固定化方法常用载体：天然有机载体：多糖、蛋白质、细

7、胞等无机物：玻璃、陶瓷等合成聚合物：聚酯、聚胺、尼龙等优点：酶与载体结合牢固，稳定性好，酶不易脱落缺点：反应条件苛刻，操作复杂，可能会破坏酶的活性中心www.themegallery.com交联法借助双功能试剂使酶分子之间发生交联作用，制成网状结构特点：此法与共价结合法一样也是利用共价键固定酶的，所不同的是不使用载体常用交联剂：戊二醛、己二胺、双偶氮苯等酶双功能剂优点：结合牢固，可以长时间使用缺点：因交联反应激烈，酶分子多个基团被交联，酶活损失大，颗粒较小，使用不便www.themegallery.com包埋法聚合物的单体与酶溶液混合，

8、再借助于聚合助进剂(包括交联剂)的作用进行聚合，酶被包埋在聚合物中以达到固定化分类：网格型（凝胶包埋法）；微囊型（微囊化法）www.themegallery.com常用的酶固定化载体吸附法物理吸附离子吸附活