第3部分酶工程名师编辑PPT课件.ppt
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1、第节酶工程第节酶工程一、酶的特性一、酶的特性酶是由活细胞产生的具有特殊催化酶是由活细胞产生的具有特殊催化 功能的一类蛋白质。其特点:功能的一类蛋白质。其特点:催化效率高催化效率高专一性强专一性强反应条件温和反应条件温和催化活性受到调节和控制催化活性受到调节和控制 二、酶工程简介二、酶工程简介 .概念:概念:酶工程酶工程是酶学和工程学相互是酶学和工程学相互渗透结合发展而形成一门新的技术学渗透结合发展而形成一门新的技术学科。它是从应用的目的出发研究酶、科。它是从应用的目的出发研究酶、应用酶的特异性催化功能,并通过工应用酶的特异性催化功能,并通过工程化将相应原料转化成有用物质的技程化将相应原料转化成
2、有用物质的技术。术。.主要内容:主要内容:酶的生产酶的生产分离和纯分离和纯化化酶的固定化酶的固定化酶及固定化酶的反酶及固定化酶的反应器应器酶与固定化酶的应用酶与固定化酶的应用提取法、发酵法和化学合成法提取法、发酵法和化学合成法1 1、提取法:、提取法:直接从动植物或微生物的细胞或组织直接从动植物或微生物的细胞或组织中将酶提取出来。中将酶提取出来。2 2、发酵法:、发酵法:通过微生物发酵来获得人们所需要通过微生物发酵来获得人们所需要的酶。的酶。3 3、化学合成法:、化学合成法:采用化学合成的方法获得酶。但采用化学合成的方法获得酶。但是,成本比较高,并且只能合成已知化学结构的酶。是,成本比较高,并
3、且只能合成已知化学结构的酶。(一)酶的生产(一)酶的生产三、酶的生产与提纯 1、细胞破碎处理、细胞破碎处理 机械破碎法:机械破碎法:利用捣碎机、研磨器或匀浆器等将细胞破碎。利用捣碎机、研磨器或匀浆器等将细胞破碎。物理破碎法:物理破碎法:利用温度差、压力差或超声波等将细胞破碎。利用温度差、压力差或超声波等将细胞破碎。化学破碎法:化学破碎法:利用甲醛、丙酮等有机溶剂或表面活性剂作利用甲醛、丙酮等有机溶剂或表面活性剂作用于细胞膜,使细胞膜的结构遭到破坏或透性发生改变。用于细胞膜,使细胞膜的结构遭到破坏或透性发生改变。酶学破碎法:酶学破碎法:选用合适的酶,使细胞壁遭到破坏,进而在选用合适的酶,使细胞壁
4、遭到破坏,进而在低渗溶液中将原生质体破碎。低渗溶液中将原生质体破碎。(二)酶的分离与提纯3 3、酶的提取、酶的提取改变改变PH值法(酸碱溶液)值法(酸碱溶液)盐溶液提取法盐溶液提取法有机溶剂提取法等有机溶剂提取法等 、提纯、提纯酶分离纯化的方法很多,可利用酶相对分子酶分离纯化的方法很多,可利用酶相对分子质量的大小进行分离纯化,如通过透析的方质量的大小进行分离纯化,如通过透析的方法分离酶等。法分离酶等。2 2、过滤滤液、过滤滤液5 5、冷冻结晶酶蛋白、冷冻结晶酶蛋白6 6、酶制剂、酶制剂注意:酶的纯度要求!载体结合法载体结合法 是将细胞悬液直接与水不溶性的是将细胞悬液直接与水不溶性的 载体载体
5、相结合的固定化方法。相结合的固定化方法。包括包括物理吸附法、离子结合法、共价结合法。物理吸附法、离子结合法、共价结合法。包埋法包埋法将酶包裹在多孔的载体中或将酶包裹在多孔的载体中或凝胶网格内的技术(网络型和凝胶网格内的技术(网络型和微囊型)。微囊型)。四、酶的固定化技术四、酶的固定化技术 交联法交联法 用多功能试剂对细胞进行交联的固定化方法(用多功能试剂对细胞进行交联的固定化方法(交联法使交联法使用的交联剂是戊二醛等水溶性化合物)用的交联剂是戊二醛等水溶性化合物)。无载体法无载体法 靠细胞自身的絮凝作用制备固定化细胞的技术。靠细胞自身的絮凝作用制备固定化细胞的技术。五、酶的五、酶的应用应用1.
6、应用范畴工业方面医药方面环保方面分析检测酶工程的应用主要集中于食品工业、轻工业、医药工业酶工程的应用主要集中于食品工业、轻工业、医药工业和临床诊断等方面。和临床诊断等方面。对传统化学工业的改造和对传统化学工业的改造和“三废三废”处理等具有很大潜力。处理等具有很大潜力。固定化细胞的制备固定化细胞的制备 固定化细胞固定化细胞的定义的定义 将细胞限制或定位于特定空间位将细胞限制或定位于特定空间位 置的方法称为细胞固定化技术。置的方法称为细胞固定化技术。被限制或定位于特定空间位置的被限制或定位于特定空间位置的 细胞称为固定化细胞。细胞称为固定化细胞。固定化细胞的特点固定化细胞的特点 有细胞特性,生物催
7、化剂功能,有细胞特性,生物催化剂功能,固相催化剂特点。固相催化剂特点。优点:优点:无须进行酶的分离纯化无须进行酶的分离纯化 保持酶的原始状态,酶回收保持酶的原始状态,酶回收 率高比固定化酶稳定性高率高比固定化酶稳定性高细胞内酶附助因子可再生细胞内酶附助因子可再生细胞本身含多酶体系细胞本身含多酶体系抗污染能力强抗污染能力强生物体生物体机器机器酶酶复杂高效化学反应。复杂高效化学反应。胃分泌的胃蛋白酶胰脏分泌的淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶胃分泌的胃蛋白酶胰脏分泌的淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶第三节第三节 酶工程(酶工程(P112P112)一、酶工程的概念和内容一、酶工程的概念和内容二、酶分析技术二、酶分析技
8、术三、三、酶的生产酶的生产四、四、酶的提取和分离纯化酶的提取和分离纯化五、五、酶的固定化方法酶的固定化方法六、六、酶的应用酶的应用生物体就象是一部十分复杂的机器,在生物体内维持复杂化学反应高效进行的原因,主生物体就象是一部十分复杂的机器,在生物体内维持复杂化学反应高效进行的原因,主要在于生物细胞内具有一系列能催化生物反应的特殊蛋白质要在于生物细胞内具有一系列能催化生物反应的特殊蛋白质酶。生物体内有许多酶,酶。生物体内有许多酶,每种酶各尽其职,催化专一的化学反应。我们每天吃的米饭、鸡蛋、肉类等的食物都必每种酶各尽其职,催化专一的化学反应。我们每天吃的米饭、鸡蛋、肉类等的食物都必须在胃分泌的胃蛋白
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