食品生物技術(shù)導(dǎo)論 酶工程

1、酶工程概述酶工程概述1酶的生產(chǎn)與分離純化酶的生產(chǎn)與分離純化2 酶反應(yīng)器和酶?jìng)鞲衅髅阜磻?yīng)器和酶?jìng)鞲衅?第五章 酶工程 化學(xué)修飾酶與化學(xué)人工酶化學(xué)修飾酶與化學(xué)人工酶3固定化酶固定化酶4第一節(jié) 酶工程的概述n酶工程（enzyme engineering)n又稱酶技術(shù)，是指利用酶催化的作用，在一又稱酶技術(shù)，是指利用酶催化的作用，在一定的生物反應(yīng)器中，將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成所定的生物反應(yīng)器中，將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成所需要的產(chǎn)品的過(guò)程，它是酶學(xué)理論與化學(xué)技需要的產(chǎn)品的過(guò)程，它是酶學(xué)理論與化學(xué)技術(shù)相結(jié)合而形成的一門新技術(shù)。術(shù)相結(jié)合而形成的一門新技術(shù)。n酶工程是生物工程的重要組成部分，它與基酶工程是生物工程的重要組成

2、部分，它與基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程相互依存、相因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程相互依存、相互促進(jìn)，它們?cè)谏锕こ痰难芯?、開(kāi)發(fā)和產(chǎn)互促進(jìn)，它們?cè)谏锕こ痰难芯?、開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中要靠彼此合作來(lái)實(shí)現(xiàn)。業(yè)化過(guò)程中要靠彼此合作來(lái)實(shí)現(xiàn)。酶工程與發(fā)酵工程、基因工程、細(xì)胞工程的關(guān)系酶工程與發(fā)酵工程、基因工程、細(xì)胞工程的關(guān)系基因工程基因工程基因工程菌基因工程菌發(fā)酵工程發(fā)酵工程酶酶酶工程酶工程細(xì)胞工程細(xì)胞工程酶酶轉(zhuǎn)基因動(dòng)物轉(zhuǎn)基因動(dòng)物轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)基因植物菌體細(xì)胞菌體細(xì)胞固定化菌體細(xì)胞固定化菌體細(xì)胞細(xì)胞細(xì)胞 一、酶工程的內(nèi)容 1. 1.酶工程的分類：酶工程的分類：n（1 1）化學(xué)酶工程（初級(jí)酶工程）化學(xué)酶工程（初級(jí)酶

3、工程）：自然酶、：自然酶、化學(xué)修飾酶、固定化酶、化學(xué)人工酶的研究化學(xué)修飾酶、固定化酶、化學(xué)人工酶的研究和應(yīng)用。和應(yīng)用。n（2 2）生物工程酶（高級(jí)酶工程）生物工程酶（高級(jí)酶工程）： 用基因工程技術(shù)大量生產(chǎn)酶（克隆酶）；用基因工程技術(shù)大量生產(chǎn)酶（克隆酶）； 修飾酶基因產(chǎn)生遺傳修飾酶（突變酶）；修飾酶基因產(chǎn)生遺傳修飾酶（突變酶）； 設(shè)計(jì)新酶基因，合成自然界不曾有的酶設(shè)計(jì)新酶基因，合成自然界不曾有的酶（新酶）。（新酶）。2.酶工程的內(nèi)容（1）酶的產(chǎn)生 n酶制劑的來(lái)源，有微生物、動(dòng)物和植物，但酶制劑的來(lái)源，有微生物、動(dòng)物和植物，但是，主要的來(lái)源是微生物。由于微生物比動(dòng)是，主要的來(lái)源是微生物。由于微生物

4、比動(dòng)植物具有更多的優(yōu)點(diǎn)，因此，植物具有更多的優(yōu)點(diǎn)，因此，一般選用優(yōu)良一般選用優(yōu)良的產(chǎn)酶菌株，通過(guò)發(fā)酵來(lái)產(chǎn)生酶。的產(chǎn)酶菌株，通過(guò)發(fā)酵來(lái)產(chǎn)生酶。為了提高為了提高發(fā)酵液中的酶濃度，選育優(yōu)良菌株、研制基發(fā)酵液中的酶濃度，選育優(yōu)良菌株、研制基因工程菌、優(yōu)化發(fā)酵條件。工業(yè)生產(chǎn)需要特因工程菌、優(yōu)化發(fā)酵條件。工業(yè)生產(chǎn)需要特殊性能的殊性能的新型酶新型酶，如，如耐高溫的耐高溫的淀粉酶、淀粉酶、耐堿性的蛋白酶和脂肪酶耐堿性的蛋白酶和脂肪酶等，因此，需要研等，因此，需要研究、開(kāi)發(fā)生產(chǎn)特殊性能新型酶的菌株。究、開(kāi)發(fā)生產(chǎn)特殊性能新型酶的菌株。 （2）酶的制備 u 酶的分離提純技術(shù)酶的分離提純技術(shù)是當(dāng)前生物技術(shù)是當(dāng)前生物技

5、術(shù)“后處理后處理工藝工藝”的核心。采用各種分離提純技術(shù)，從的核心。采用各種分離提純技術(shù)，從微生物細(xì)胞及其發(fā)酵液，或動(dòng)、植物細(xì)胞及微生物細(xì)胞及其發(fā)酵液，或動(dòng)、植物細(xì)胞及其培養(yǎng)液中分離提純酶，制成高活性的不同其培養(yǎng)液中分離提純酶，制成高活性的不同純度的酶制劑，為了使酶制劑更廣泛地應(yīng)用純度的酶制劑，為了使酶制劑更廣泛地應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)方面，必須于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)方面，必須提高酶制劑的活提高酶制劑的活性、純度和得率性、純度和得率，需要研究新的分離提純技，需要研究新的分離提純技術(shù)。術(shù)。（3）酶和細(xì)胞固定化 u酶和細(xì)胞固定化研究是酶工程的中心任務(wù)酶和細(xì)胞固定化研究是酶工程的中心任務(wù)。為了。為了提提高高酶的酶

6、的穩(wěn)定性穩(wěn)定性，重復(fù)使用重復(fù)使用酶制劑，擴(kuò)大酶制劑的酶制劑，擴(kuò)大酶制劑的應(yīng)應(yīng)用范圍用范圍，采用各種固定化方法對(duì)酶進(jìn)行固定化，制，采用各種固定化方法對(duì)酶進(jìn)行固定化，制備了備了固定化酶固定化酶，如固定化葡萄糖異構(gòu)酶、固定化氨，如固定化葡萄糖異構(gòu)酶、固定化氨基?；傅?，測(cè)定固定化酶的各種性質(zhì)，并對(duì)固定基?；傅龋瑴y(cè)定固定化酶的各種性質(zhì)，并對(duì)固定化酶作各方面的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)研究。目前固定化酶仍化酶作各方面的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)研究。目前固定化酶仍具有強(qiáng)大的生命力。它受到生物化學(xué)、化學(xué)工程、具有強(qiáng)大的生命力。它受到生物化學(xué)、化學(xué)工程、微生物、高分子、醫(yī)學(xué)等各領(lǐng)域的高度重視。微生物、高分子、醫(yī)學(xué)等各領(lǐng)域的高度重視。（3

7、）酶和細(xì)胞固定化n固定化細(xì)胞固定化細(xì)胞是在固定化酶的基礎(chǔ)發(fā)發(fā)展起來(lái)的。用是在固定化酶的基礎(chǔ)發(fā)發(fā)展起來(lái)的。用各種固定化方法對(duì)微生物細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)各種固定化方法對(duì)微生物細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞進(jìn)行固定化，制成各種固定化生物細(xì)胞。研究固胞進(jìn)行固定化，制成各種固定化生物細(xì)胞。研究固定化細(xì)胞的酶學(xué)性質(zhì)，特別是動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，研究與定化細(xì)胞的酶學(xué)性質(zhì)，特別是動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，研究與開(kāi)發(fā)固定化細(xì)胞在各方面的應(yīng)用，是當(dāng)今酶工程的開(kāi)發(fā)固定化細(xì)胞在各方面的應(yīng)用，是當(dāng)今酶工程的一個(gè)熱門課題。一個(gè)熱門課題。n固定化技術(shù)是酶技術(shù)現(xiàn)代化的一個(gè)重要里程碑，是固定化技術(shù)是酶技術(shù)現(xiàn)代化的一個(gè)重要里程碑，是克服天然酶在工業(yè)應(yīng)用方面

8、的不足之處，而又發(fā)揮克服天然酶在工業(yè)應(yīng)用方面的不足之處，而又發(fā)揮酶反應(yīng)特點(diǎn)的突破性技術(shù)?？梢哉f(shuō)沒(méi)有固定化技術(shù)酶反應(yīng)特點(diǎn)的突破性技術(shù)?？梢哉f(shuō)沒(méi)有固定化技術(shù)的開(kāi)發(fā)，就沒(méi)有現(xiàn)代的酶技術(shù)。的開(kāi)發(fā)，就沒(méi)有現(xiàn)代的酶技術(shù)。（4）酶分子改造 n又稱為又稱為酶分子修飾酶分子修飾。為了提高酶的穩(wěn)定性、。為了提高酶的穩(wěn)定性、降低抗原性、延長(zhǎng)藥用酶在機(jī)體內(nèi)的半衰期，降低抗原性、延長(zhǎng)藥用酶在機(jī)體內(nèi)的半衰期，采用各種修飾方法對(duì)酶分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，采用各種修飾方法對(duì)酶分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，以便創(chuàng)造出天然酶所不具備的某些優(yōu)良特性以便創(chuàng)造出天然酶所不具備的某些優(yōu)良特性( (如較高的穩(wěn)定性、無(wú)抗原性、抗蛋白酶水解如較高的穩(wěn)定性、無(wú)抗

9、原性、抗蛋白酶水解等等) )，甚至于創(chuàng)造出新的酶活性，擴(kuò)大酶的應(yīng)，甚至于創(chuàng)造出新的酶活性，擴(kuò)大酶的應(yīng)用，從而提高酶的應(yīng)用價(jià)值，達(dá)到較大的經(jīng)用，從而提高酶的應(yīng)用價(jià)值，達(dá)到較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。濟(jì)效益和社會(huì)效益。（4）酶分子改造 酶分子改造可以從兩個(gè)方面進(jìn)行：酶分子改造可以從兩個(gè)方面進(jìn)行： n(1)(1)用用蛋白質(zhì)工程技術(shù)蛋白質(zhì)工程技術(shù)對(duì)酶分子結(jié)構(gòu)基因進(jìn)行對(duì)酶分子結(jié)構(gòu)基因進(jìn)行改造，期望獲得一級(jí)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)較為合改造，期望獲得一級(jí)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)較為合理的具有優(yōu)良特性、高活性的新酶理的具有優(yōu)良特性、高活性的新酶( (突變酶突變酶) )。n(2)(2)用用化學(xué)法或酶法化學(xué)法或酶法改造酶蛋白的一級(jí)結(jié)

10、構(gòu)，改造酶蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)，或者用化學(xué)修飾法對(duì)酶分子中側(cè)鏈基團(tuán)進(jìn)行或者用化學(xué)修飾法對(duì)酶分子中側(cè)鏈基團(tuán)進(jìn)行化學(xué)修飾，以便改變酶學(xué)性質(zhì)。這類酶在酶化學(xué)修飾，以便改變酶學(xué)性質(zhì)。這類酶在酶學(xué)基礎(chǔ)研究上和醫(yī)藥上特別有用。學(xué)基礎(chǔ)研究上和醫(yī)藥上特別有用。 （5）有機(jī)介質(zhì)中的酶反應(yīng) n由于酶在有機(jī)介質(zhì)中的催化反應(yīng)具有許多優(yōu)由于酶在有機(jī)介質(zhì)中的催化反應(yīng)具有許多優(yōu)點(diǎn)。因此，近年來(lái)，酶在有機(jī)介質(zhì)中催化反點(diǎn)。因此，近年來(lái)，酶在有機(jī)介質(zhì)中催化反應(yīng)的研究，已受到不少人的重視，成為酶工應(yīng)的研究，已受到不少人的重視，成為酶工程中一個(gè)新的發(fā)展方向。酶在有機(jī)介質(zhì)中要程中一個(gè)新的發(fā)展方向。酶在有機(jī)介質(zhì)中要呈現(xiàn)很高的活性，必須具備哪些

11、條件？有機(jī)呈現(xiàn)很高的活性，必須具備哪些條件？有機(jī)介質(zhì)對(duì)酶的性質(zhì)有哪些影響？如何影響？近介質(zhì)對(duì)酶的性質(zhì)有哪些影響？如何影響？近年來(lái)，對(duì)這些問(wèn)題的研究，已取得重要進(jìn)展。年來(lái)，對(duì)這些問(wèn)題的研究，已取得重要進(jìn)展。（6）酶?jìng)鞲衅?n 又稱為又稱為酶電極酶電極。酶電極是由感受器。酶電極是由感受器( (如固定如固定化酶化酶) )和換能器和換能器( (如離子選擇性電極如離子選擇性電極) )所組成的所組成的一種分析裝置，用于測(cè)定混合物溶液中某種一種分析裝置，用于測(cè)定混合物溶液中某種物質(zhì)的濃度，其研究?jī)?nèi)容包括：酶電極的種物質(zhì)的濃度，其研究?jī)?nèi)容包括：酶電極的種類、結(jié)構(gòu)與原理；酶電極的制備、性質(zhì)及應(yīng)類、結(jié)構(gòu)與原理；酶

12、電極的制備、性質(zhì)及應(yīng)用。用。（7）酶反應(yīng)器n酶反應(yīng)器是完成酶促反應(yīng)的裝置。其研究?jī)?nèi)酶反應(yīng)器是完成酶促反應(yīng)的裝置。其研究?jī)?nèi)容包括：酶反應(yīng)器的類型及特性；酶反應(yīng)器容包括：酶反應(yīng)器的類型及特性；酶反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、制造及選擇等。的設(shè)計(jì)、制造及選擇等。（8）抗體酶、人工酶和模擬酶 n抗體酶抗體酶是一類具有催化活性的抗體。是抗體的高度專一性與是一類具有催化活性的抗體。是抗體的高度專一性與酶的高效催化能力二者巧妙結(jié)合的產(chǎn)物。其研究?jī)?nèi)容是：抗酶的高效催化能力二者巧妙結(jié)合的產(chǎn)物。其研究?jī)?nèi)容是：抗體酶的制備、結(jié)構(gòu)、特性、作用機(jī)理、催化反應(yīng)類型、應(yīng)用體酶的制備、結(jié)構(gòu)、特性、作用機(jī)理、催化反應(yīng)類型、應(yīng)用等。等。n人工酶

13、人工酶是用人工合成的具有催化活性的多肽或蛋白質(zhì)。據(jù)是用人工合成的具有催化活性的多肽或蛋白質(zhì)。據(jù)1977年年Dhar等人報(bào)道，人工合成的等人報(bào)道，人工合成的GluPheAlaGluGluAlaSerPhe八肽具有溶菌酶的活性。其活八肽具有溶菌酶的活性。其活性為天然溶菌酶的性為天然溶菌酶的50%。n利用有機(jī)化學(xué)合成的方法合成了利用有機(jī)化學(xué)合成的方法合成了 些比酶結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單得多的具些比酶結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單得多的具有催化功能的非蛋白質(zhì)分子。這些物質(zhì)分子可以模擬酶對(duì)底有催化功能的非蛋白質(zhì)分子。這些物質(zhì)分子可以模擬酶對(duì)底物的結(jié)合和催化過(guò)程。既可以達(dá)到酶催化的高效率，又能夠物的結(jié)合和催化過(guò)程。既可以達(dá)到酶催化的高效率，

14、又能夠克服酶的不穩(wěn)定性。這樣的物質(zhì)稱為克服酶的不穩(wěn)定性。這樣的物質(zhì)稱為模擬酶模擬酶。用環(huán)糊精已成。用環(huán)糊精已成功地模擬了胰凝乳蛋白酶等多種酶。功地模擬了胰凝乳蛋白酶等多種酶。（9）酶技術(shù)的應(yīng)用u在醫(yī)學(xué)、食品、發(fā)酵、紡織、制革、化學(xué)分析、氨在醫(yī)學(xué)、食品、發(fā)酵、紡織、制革、化學(xué)分析、氨基酸合成、有機(jī)酸合成、半合成抗生素合成、能源基酸合成、有機(jī)酸合成、半合成抗生素合成、能源開(kāi)發(fā)以及環(huán)境工程等方面的應(yīng)用都很廣泛。開(kāi)發(fā)以及環(huán)境工程等方面的應(yīng)用都很廣泛。 運(yùn)用酶技術(shù)生產(chǎn)有重要價(jià)值的產(chǎn)品。運(yùn)用酶技術(shù)生產(chǎn)有重要價(jià)值的產(chǎn)品。 利用酶制劑改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)率，利用酶制劑改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)率

15、，降低生產(chǎn)成本。降低生產(chǎn)成本。二、酶工程的意義、發(fā)展及展望1.酶工程的研究意義n一切生物的生命活動(dòng)都是由新陳代謝的正常運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)維持的，一切生物的生命活動(dòng)都是由新陳代謝的正常運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)維持的，而代謝中的各種化學(xué)反應(yīng)是由各種酶的催化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。沒(méi)有而代謝中的各種化學(xué)反應(yīng)是由各種酶的催化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。沒(méi)有酶，代謝就會(huì)停止，生命亦就停止。個(gè)別酶的缺乏或者酶活酶，代謝就會(huì)停止，生命亦就停止。個(gè)別酶的缺乏或者酶活性受到抑制性受到抑制 就會(huì)使代謝受阻或紊亂，從而引起疾病。因此，就會(huì)使代謝受阻或紊亂，從而引起疾病。因此，研究酶的結(jié)構(gòu)與功能以及動(dòng)力學(xué)，研究酶的結(jié)構(gòu)與功能以及動(dòng)力學(xué)，對(duì)于闡明生命的本質(zhì)和活對(duì)于闡明生命的本質(zhì)和

16、活動(dòng)規(guī)律，對(duì)于闡明發(fā)病機(jī)理以及診斷治療，具有極其重要的動(dòng)規(guī)律，對(duì)于闡明發(fā)病機(jī)理以及診斷治療，具有極其重要的作用。作用。n由于酶是生物催化劑，與化學(xué)催化劑相比既有共性，又有由于酶是生物催化劑，與化學(xué)催化劑相比既有共性，又有個(gè)性。因此，個(gè)性。因此，對(duì)酶的研究成果必然能充實(shí)、發(fā)展催化劑理論，對(duì)酶的研究成果必然能充實(shí)、發(fā)展催化劑理論，而且，還能為催化劑設(shè)計(jì)、藥物設(shè)計(jì)、疾病的診斷治療，提而且，還能為催化劑設(shè)計(jì)、藥物設(shè)計(jì)、疾病的診斷治療，提供重要的依據(jù)和新思想、新概念。供重要的依據(jù)和新思想、新概念。1.酶工程的研究意義n有些酶是有些酶是蛋白質(zhì)和核酸一級(jí)結(jié)構(gòu)測(cè)定和基因工程研蛋白質(zhì)和核酸一級(jí)結(jié)構(gòu)測(cè)定和基因工程

17、研究的重要工具。究的重要工具。例如：胰蛋白酶羧肽酶，脂肪酶等例如：胰蛋白酶羧肽酶，脂肪酶等作為測(cè)定蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的工具酶；限制性內(nèi)切酶、作為測(cè)定蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的工具酶；限制性內(nèi)切酶、T7DNAT7DNA聚合酶、核糖核酸酶、核酸酶等作為測(cè)定核聚合酶、核糖核酸酶、核酸酶等作為測(cè)定核酸一級(jí)結(jié)構(gòu)的工具酶：限制性內(nèi)切酶、酸一級(jí)結(jié)構(gòu)的工具酶：限制性內(nèi)切酶、DNADNA連接酶，連接酶，TaqDNATaqDNA聚合酶等作為基因工程的工具酶。由此可見(jiàn)，聚合酶等作為基因工程的工具酶。由此可見(jiàn)，工具酶是研究分子生物學(xué)的重要手段之一。它在一工具酶是研究分子生物學(xué)的重要手段之一。它在一定程度上推動(dòng)了分子生物學(xué)的發(fā)展。定

18、程度上推動(dòng)了分子生物學(xué)的發(fā)展。n酶技術(shù)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上已有日益廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)生酶技術(shù)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上已有日益廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。了較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。第二節(jié)第二節(jié) 酶的生產(chǎn)與分離純化酶的生產(chǎn)與分離純化酶的生產(chǎn)酶的生產(chǎn)酶的提取酶的提取酶的分離純化酶的分離純化制成酶制劑后制成酶制劑后直接利用直接利用制成固定化酶制成固定化酶（或固定（或固定化細(xì)胞）后利用化細(xì)胞）后利用用于治療疾病用于治療疾病用于加工和生用于加工和生產(chǎn)一些產(chǎn)品產(chǎn)一些產(chǎn)品用于化驗(yàn)診斷用于化驗(yàn)診斷和水質(zhì)臨界測(cè)定和水質(zhì)臨界測(cè)定用于生物技術(shù)用于生物技術(shù)其他分支領(lǐng)域其他分支領(lǐng)域酶制劑的利用酶制劑的利用酶制劑的生產(chǎn)酶制劑

19、的生產(chǎn) 一、酶的生產(chǎn) n酶的生產(chǎn)：酶的生產(chǎn)：經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)，并且通過(guò)人工控經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)，并且通過(guò)人工控制而獲得所需要的酶的過(guò)程。制而獲得所需要的酶的過(guò)程。n3 3種方法種方法：提取法、微生物發(fā)酵法、化學(xué)合成：提取法、微生物發(fā)酵法、化學(xué)合成法。法。n最常用的是最常用的是微生物發(fā)酵法微生物發(fā)酵法。1.微生物發(fā)酵生產(chǎn)法的優(yōu)點(diǎn) u微生物菌株種類繁多，酶的微生物菌株種類繁多，酶的品種齊全品種齊全。u微生物生長(zhǎng)繁殖快，生活周期短，酶的微生物生長(zhǎng)繁殖快，生活周期短，酶的產(chǎn)量高產(chǎn)量高。u微生物培養(yǎng)方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)原料來(lái)源豐富，價(jià)格微生物培養(yǎng)方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)原料來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，機(jī)械化程度高，低廉，機(jī)械化程度高，生

20、產(chǎn)成本低生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟(jì)效益高。，經(jīng)濟(jì)效益高。u微生物有較強(qiáng)的適應(yīng)性和應(yīng)變能力，可以通過(guò)適微生物有較強(qiáng)的適應(yīng)性和應(yīng)變能力，可以通過(guò)適應(yīng)、誘導(dǎo)、誘變及基因工程等方法培育出新的產(chǎn)酶應(yīng)、誘導(dǎo)、誘變及基因工程等方法培育出新的產(chǎn)酶菌種，菌種，便于提高酶制品的獲得率便于提高酶制品的獲得率。 2.微生物發(fā)酵法制酶對(duì)生產(chǎn)菌的要求 n安全可靠，非致病菌，不會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)。安全可靠，非致病菌，不會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)。n產(chǎn)酶性能穩(wěn)定，不易退化，不易感染噬菌體。產(chǎn)酶性能穩(wěn)定，不易退化，不易感染噬菌體。n繁殖快，產(chǎn)酶量高，而且最好產(chǎn)生胞外酶。繁殖快，產(chǎn)酶量高，而且最好產(chǎn)生胞外酶。n能利用廉價(jià)的原料，發(fā)酵周期短，易培養(yǎng)。能利用

21、廉價(jià)的原料，發(fā)酵周期短，易培養(yǎng)。n產(chǎn)生的酶容易分離純化。產(chǎn)生的酶容易分離純化。3. 發(fā)酵方法與發(fā)酵條件 （1）發(fā)酵方法）發(fā)酵方法n固體發(fā)酵法固體發(fā)酵法：以麩皮、米糠等為基本原料，：以麩皮、米糠等為基本原料，加無(wú)機(jī)鹽和適量水分（通常加無(wú)機(jī)鹽和適量水分（通常50%左右）進(jìn)行左右）進(jìn)行的微生物培養(yǎng)。的微生物培養(yǎng)。n方法：淺盤(pán)法（培養(yǎng)基不超過(guò)方法：淺盤(pán)法（培養(yǎng)基不超過(guò)5cm） 轉(zhuǎn)鼓法（培養(yǎng)基在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)翻動(dòng)）轉(zhuǎn)鼓法（培養(yǎng)基在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)翻動(dòng)） 通氣式厚發(fā)酵（培養(yǎng)基可達(dá)通氣式厚發(fā)酵（培養(yǎng)基可達(dá)2030mm）3. 發(fā)酵方法與發(fā)酵條件 n液體發(fā)酵法液體發(fā)酵法：利用合成的液體培養(yǎng)基在發(fā)：利用合成的液體培養(yǎng)基在發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)

22、行攪拌通氣培養(yǎng)的發(fā)酵方法。酵罐內(nèi)進(jìn)行攪拌通氣培養(yǎng)的發(fā)酵方法。n方法：間歇發(fā)酵法方法：間歇發(fā)酵法 連續(xù)發(fā)酵法連續(xù)發(fā)酵法 3. 發(fā)酵方法與發(fā)酵條件（2）發(fā)酵條件的控制n 發(fā)酵條件既要有利菌體生長(zhǎng)繁殖，又不影響酶的形發(fā)酵條件既要有利菌體生長(zhǎng)繁殖，又不影響酶的形成。一般處理是先確定菌體生長(zhǎng)的最適條件，然后成。一般處理是先確定菌體生長(zhǎng)的最適條件，然后作出調(diào)整以滿足酶生成的需要。首先，作出調(diào)整以滿足酶生成的需要。首先，培養(yǎng)基組成培養(yǎng)基組成對(duì)菌的生長(zhǎng)和酶的合成具有最直接的影響。其次，對(duì)菌的生長(zhǎng)和酶的合成具有最直接的影響。其次，通風(fēng)量、培養(yǎng)溫度通風(fēng)量、培養(yǎng)溫度等因素不僅影響菌體生長(zhǎng)，也影等因素不僅影響菌體生長(zhǎng)

23、，也影響酶的合成。一般來(lái)說(shuō)在低于生長(zhǎng)溫度下產(chǎn)酶量高。響酶的合成。一般來(lái)說(shuō)在低于生長(zhǎng)溫度下產(chǎn)酶量高。培養(yǎng)溫度還影響酶活力的穩(wěn)定性。另外，在生產(chǎn)中培養(yǎng)溫度還影響酶活力的穩(wěn)定性。另外，在生產(chǎn)中掌握適宜酶的掌握適宜酶的回收期回收期時(shí)也很重要，對(duì)于大多數(shù)胞外時(shí)也很重要，對(duì)于大多數(shù)胞外酶來(lái)說(shuō)，酶合成與菌株生長(zhǎng)大致平行，生長(zhǎng)停止時(shí)酶來(lái)說(shuō)，酶合成與菌株生長(zhǎng)大致平行，生長(zhǎng)停止時(shí)酶產(chǎn)量達(dá)最大，再培養(yǎng)酶產(chǎn)量多要下降。酶產(chǎn)量達(dá)最大，再培養(yǎng)酶產(chǎn)量多要下降。 （3）提高酶產(chǎn)量的措施選育優(yōu)良的產(chǎn)酶菌株選育優(yōu)良的產(chǎn)酶菌株添加誘導(dǎo)物：酶的作用底物，酶的反應(yīng)添加誘導(dǎo)物：酶的作用底物，酶的反應(yīng)產(chǎn)物，酶的底物類似物。產(chǎn)物，酶的底物類

24、似物。降低阻遏物濃度降低阻遏物濃度表面活性劑表面活性劑添加產(chǎn)酶促進(jìn)劑添加產(chǎn)酶促進(jìn)劑 二、酶的分離純化n酶的分離純化：酶的分離純化：是指從微生物的發(fā)酵液或動(dòng)是指從微生物的發(fā)酵液或動(dòng)植物組織提取液及細(xì)胞培養(yǎng)液中得到不同純植物組織提取液及細(xì)胞培養(yǎng)液中得到不同純度、高質(zhì)量的酶產(chǎn)品。度、高質(zhì)量的酶產(chǎn)品。n酶分離純化的方法是根據(jù)酶的蛋白質(zhì)特性而酶分離純化的方法是根據(jù)酶的蛋白質(zhì)特性而建立的。建立的。酶的分離純化細(xì)胞破碎細(xì)胞破碎酶的提取酶的提取離心分離離心分離過(guò)濾與膜分離過(guò)濾與膜分離層析分離層析分離電泳分離電泳分離萃取分離萃取分離濃縮濃縮干燥干燥結(jié)晶結(jié)晶第三節(jié) 化學(xué)修飾酶與化學(xué)人工酶一、酶的化學(xué)修飾n化學(xué)修飾

25、化學(xué)修飾：是指通過(guò)酶分子的改造以達(dá)到結(jié)：是指通過(guò)酶分子的改造以達(dá)到結(jié)構(gòu)改性之目的，又稱構(gòu)改性之目的，又稱“生物分子工程生物分子工程”。n酶分子化學(xué)修飾方法種類繁多。根據(jù)修飾方酶分子化學(xué)修飾方法種類繁多。根據(jù)修飾方法和部位的不同，酶分子的這種體外改造又法和部位的不同，酶分子的這種體外改造又可分可分酶的表面修飾酶的表面修飾和和酶的內(nèi)部修飾酶的內(nèi)部修飾。1.酶的表面修飾化學(xué)固定法化學(xué)固定法n一般是通過(guò)酶表面的酸性或堿性氨基酸殘基一般是通過(guò)酶表面的酸性或堿性氨基酸殘基將酶共價(jià)連接到惰性載體上，由于酶所處的將酶共價(jià)連接到惰性載體上，由于酶所處的環(huán)境的改變，會(huì)使酶的性質(zhì)，特別是動(dòng)力學(xué)環(huán)境的改變，會(huì)使酶的性

26、質(zhì)，特別是動(dòng)力學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變。性質(zhì)發(fā)生改變。1.酶的表面修飾酶的小分子修飾酶的小分子修飾n用小分子共價(jià)修飾酶可使酶穩(wěn)定性提高。主用小分子共價(jià)修飾酶可使酶穩(wěn)定性提高。主要是利用些適宜的小分子修飾劑來(lái)修飾酶表要是利用些適宜的小分子修飾劑來(lái)修飾酶表面的一些基團(tuán)，如：面的一些基團(tuán)，如：COOCOO- -、NHNH3 3+ +、SHSH、OHOH、咪唑基等。、咪唑基等。1.酶的表面修飾酶大分子修飾酶大分子修飾n根據(jù)修飾分子的大小和對(duì)酶分子的作用方式根據(jù)修飾分子的大小和對(duì)酶分子的作用方式可分為大分子的可分為大分子的非共價(jià)修飾非共價(jià)修飾和大分子的和大分子的共價(jià)共價(jià)修飾修飾兩類。兩類。2.酶的內(nèi)部修飾非催化活

27、性基團(tuán)的修飾非催化活性基團(tuán)的修飾n經(jīng)常被修飾的殘基可以是親核的經(jīng)常被修飾的殘基可以是親核的(Ser(Ser、CysCys、MetMet、ThrThr、LysLys、His)His)，也可以是親電子的，也可以是親電子的(Tyr(Tyr、Trp)Trp)，還可以是可氧化的，還可以是可氧化的(Tyr(Tyr、TrpTrp、Met)Met)。對(duì)這類非催化殘基的修飾可改變酶的。對(duì)這類非催化殘基的修飾可改變酶的動(dòng)力學(xué)性態(tài)，改變酶對(duì)特殊底物的束縛能力。動(dòng)力學(xué)性態(tài)，改變酶對(duì)特殊底物的束縛能力。2.酶的內(nèi)部修飾酶蛋白主鏈修飾酶蛋白主鏈修飾n至今，酶蛋白主鏈修飾主要是靠至今，酶蛋白主鏈修飾主要是靠酶法酶法。如將。

28、如將ATPATP酶用胰蛋白酶有限水解，切除其十幾個(gè)殘酶用胰蛋白酶有限水解，切除其十幾個(gè)殘基后，酶活力提高了基后，酶活力提高了5.55.5倍。該活化酶仍為四倍。該活化酶仍為四聚體，亞單位分子量變化不大，說(shuō)明聚體，亞單位分子量變化不大，說(shuō)明天然酶天然酶并非總是處于最佳的催化構(gòu)象狀態(tài)并非總是處于最佳的催化構(gòu)象狀態(tài)。2.酶的內(nèi)部修飾催化活性基團(tuán)的修飾催化活性基團(tuán)的修飾n通過(guò)選擇性修飾氨基酸側(cè)鏈成分來(lái)實(shí)現(xiàn)通過(guò)選擇性修飾氨基酸側(cè)鏈成分來(lái)實(shí)現(xiàn)氨基氨基酸的取代酸的取代，這種將一種氨基酸側(cè)鏈化學(xué)轉(zhuǎn)化，這種將一種氨基酸側(cè)鏈化學(xué)轉(zhuǎn)化為另一種新的氨基酸側(cè)鏈的方法叫為另一種新的氨基酸側(cè)鏈的方法叫化學(xué)突變化學(xué)突變法法。這

29、種方法由于受到專一性試劑、有機(jī)化。這種方法由于受到專一性試劑、有機(jī)化工業(yè)水平的限制，沒(méi)有蛋白質(zhì)工程技術(shù)普遍，工業(yè)水平的限制，沒(méi)有蛋白質(zhì)工程技術(shù)普遍，但它通過(guò)產(chǎn)生非蛋白質(zhì)氨基酸能力，可以有但它通過(guò)產(chǎn)生非蛋白質(zhì)氨基酸能力，可以有力地補(bǔ)充蛋白質(zhì)工程技術(shù)。力地補(bǔ)充蛋白質(zhì)工程技術(shù)。 二、化學(xué)人工酶n根據(jù)酶的催化原理，模擬酶的生物催化功能，根據(jù)酶的催化原理，模擬酶的生物催化功能，用有機(jī)化學(xué)和生物學(xué)的方法合成具有專一催用有機(jī)化學(xué)和生物學(xué)的方法合成具有專一催化功能的酶的模擬物化功能的酶的模擬物人工酶人工酶。n人工酶的制作有兩種：人工酶的制作有兩種：半合成酶半合成酶和和全合成酶全合成酶。 二、化學(xué)人工酶1.1.

30、半合成酶半合成酶n將具有一定結(jié)構(gòu)和功能的物質(zhì)與特異的蛋白將具有一定結(jié)構(gòu)和功能的物質(zhì)與特異的蛋白質(zhì)結(jié)合，使可形成新的生物催化劑質(zhì)結(jié)合，使可形成新的生物催化劑半合半合成酶成酶(Semisyhtetie emyme)(Semisyhtetie emyme)。n與金屬或金屬有機(jī)物的結(jié)合。有的半合成與金屬或金屬有機(jī)物的結(jié)合。有的半合成酶是與具有催化活性的金屬或金屬有機(jī)物結(jié)酶是與具有催化活性的金屬或金屬有機(jī)物結(jié)合形成的。合形成的。n與特異性的物質(zhì)結(jié)合。有的半合成酶是與與特異性的物質(zhì)結(jié)合。有的半合成酶是與具有特異性的物質(zhì)相結(jié)合而形成的。具有特異性的物質(zhì)相結(jié)合而形成的。 二、化學(xué)人工酶 2. 2.全合成酶全合

31、成酶n這類人工酶這類人工酶不是蛋白質(zhì)，而是有機(jī)物不是蛋白質(zhì)，而是有機(jī)物，通過(guò)，通過(guò)加入酶的催化基團(tuán)與控制空間的構(gòu)象加入酶的催化基團(tuán)與控制空間的構(gòu)象，像自，像自然酶那樣能選擇性地催化化學(xué)反應(yīng)，包括小然酶那樣能選擇性地催化化學(xué)反應(yīng)，包括小分子有機(jī)物分子有機(jī)物( (大多為金屬絡(luò)合物大多為金屬絡(luò)合物) )、抗體酶、抗體酶( (催催化抗體化抗體) )和人工聚合物酶。和人工聚合物酶。n小分子有機(jī)物全合成酶。氨肽酶全合成酶、小分子有機(jī)物全合成酶。氨肽酶全合成酶、轉(zhuǎn)氨全合成酶、轉(zhuǎn)氨全合成酶、ATPATP水解全合成酶。水解全合成酶。n人工聚合物酶。人工聚合物酶。第四節(jié) 固定化酶水溶性酶水不溶性載體固定化技術(shù)水不

32、溶性酶（固定化酶）什么是固定化酶？ 一、固定化酶的特點(diǎn)n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：n不溶于水，易于與產(chǎn)物分離；不溶于水，易于與產(chǎn)物分離；n可反復(fù)使用；可反復(fù)使用；n可連續(xù)化生產(chǎn)；可連續(xù)化生產(chǎn)；n穩(wěn)定性好；穩(wěn)定性好；n酶反應(yīng)過(guò)程可以加以嚴(yán)格控制；酶反應(yīng)過(guò)程可以加以嚴(yán)格控制；n產(chǎn)物中沒(méi)有酶的殘留，簡(jiǎn)化了工業(yè)設(shè)備；產(chǎn)物中沒(méi)有酶的殘留，簡(jiǎn)化了工業(yè)設(shè)備；n可以增加產(chǎn)物的得率，提高產(chǎn)物的質(zhì)量；可以增加產(chǎn)物的得率，提高產(chǎn)物的質(zhì)量；1.酶使用效率高，成本降低。酶使用效率高，成本降低。 一、固定化酶的特點(diǎn)n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：n固定化時(shí)，酶活力有損失；固定化時(shí)，酶活力有損失；n增加了固定化的成本，在生產(chǎn)初期投資大；增加了固定化的成本

33、，在生產(chǎn)初期投資大；n只能用于水溶性底物，而且較適用于小分只能用于水溶性底物，而且較適用于小分子底物，對(duì)大分子底物不適宜；子底物，對(duì)大分子底物不適宜；n與完整菌體相比，不適于多酶反應(yīng)；與完整菌體相比，不適于多酶反應(yīng)；n胞內(nèi)酶必須經(jīng)過(guò)酶的分離過(guò)程。胞內(nèi)酶必須經(jīng)過(guò)酶的分離過(guò)程。二、酶的固定化方法n酶的固定化方法大致分為：酶的固定化方法大致分為：1.1.物理法物理法（1 1）吸附法）吸附法（2 2）包埋法）包埋法2.2.化學(xué)法化學(xué)法（1 1）共價(jià)偶聯(lián)法）共價(jià)偶聯(lián)法（2 2）交聯(lián)法）交聯(lián)法共價(jià)偶聯(lián)酶固定化固定化間歇間歇可溶交聯(lián)包埋吸附間歇連續(xù)1.吸附法分為分為物理吸附法物理吸附法和和離子吸附法離子吸附

34、法。n物理吸附法：物理吸附法：通過(guò)氫鍵和通過(guò)氫鍵和電子親和力等物電子親和力等物理作用，將酶固定在水不溶載體上的方法。理作用，將酶固定在水不溶載體上的方法。n常用的載體常用的載體：無(wú)機(jī)吸附劑無(wú)機(jī)吸附劑如高嶺土、硅藻土、如高嶺土、硅藻土、硅膠、磷酸鈣膠、微孔玻璃等。硅膠、磷酸鈣膠、微孔玻璃等。有機(jī)吸附劑有機(jī)吸附劑有纖維素、骨膠原、賽璐玢、火棉膠等。有纖維素、骨膠原、賽璐玢、火棉膠等。1.吸附法離子吸附法：離子吸附法：離子吸附法是將酶同含有離子離子吸附法是將酶同含有離子交換劑的水不溶性載體相結(jié)合。交換劑的水不溶性載體相結(jié)合。n常用載體常用載體：陰離子交換劑，如：陰離子交換劑，如DEAE(DEAE(二

35、乙氨二乙氨基乙基基乙基)-)-纖維素、纖維素、TEAE(TEAE(四乙氨基乙基四乙氨基乙基)-)-纖維纖維素、素、DEAE-DEAE-葡聚糖凝膠等；陽(yáng)離子交換劑，葡聚糖凝膠等；陽(yáng)離子交換劑，如如CM-CM-纖維素、纖維素纖維素、纖維素- -檸檬酸、檸檬酸、mberlite(G-mberlite(G-5050、 IRC-120IRC-120）等。）等。2.包埋法u將聚合物單體和酶溶液混合，再借助于聚合將聚合物單體和酶溶液混合，再借助于聚合促進(jìn)劑促進(jìn)劑( (包括交聯(lián)劑包括交聯(lián)劑) )的作用進(jìn)行聚合，使酶的作用進(jìn)行聚合，使酶包埋于聚合物中以達(dá)到固定化。包埋于聚合物中以達(dá)到固定化。u此法由于酶分子僅僅

36、是被包埋，未發(fā)生化學(xué)此法由于酶分子僅僅是被包埋，未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故反應(yīng)，故酶活力高酶活力高，但此法，但此法不適宜作用于大不適宜作用于大分子底物分子底物。2.包埋法n包埋方法：包埋方法：聚丙烯酰胺凝膠包埋法聚丙烯酰胺凝膠包埋法 輻射包埋法輻射包埋法 卡拉膠包埋法卡拉膠包埋法 大豆蛋白質(zhì)包埋法大豆蛋白質(zhì)包埋法 微膠囊法。微膠囊法。 3.共價(jià)偶聯(lián)法n是指將酶與聚合物載體以是指將酶與聚合物載體以共價(jià)鍵結(jié)合共價(jià)鍵結(jié)合的酶的的酶的固定方法固定方法。n酶與載體共價(jià)結(jié)合的功能基團(tuán)：氨基：酶與載體共價(jià)結(jié)合的功能基團(tuán)：氨基：LysLys的的- NH- NH2 2和肽鏈和肽鏈N N端的端的-NH-NH2 2；羧基：

37、；羧基：AspAsp的的-羧基、羧基、GluGlu的的-羧基和羧基和C C端的端的-羧基；羧基；酚基、酚基、 TyrTyr的酚環(huán)；巰基：的酚環(huán)；巰基：CysCys的巰基；的巰基；羥基：羥基：SerSer、ThrThr、TyrTyr的羥基；咪唑基：的羥基；咪唑基：HisHis的咪唑基吲哚基：的咪唑基吲哚基：TrpTrp的吲哚基。常見(jiàn)的吲哚基。常見(jiàn)的包括一的包括一NHNH2 2、一、一COOHCOOH、HisHis的芳香環(huán)。的芳香環(huán)。3.共價(jià)偶聯(lián)法n載體直接關(guān)系固定化酶的性質(zhì)和形成：載體直接關(guān)系固定化酶的性質(zhì)和形成： 親親水性載體在蛋白的結(jié)合量、固定化酶的活力水性載體在蛋白的結(jié)合量、固定化酶的活力

38、和穩(wěn)定性上都優(yōu)于疏水載體；載體需要結(jié)和穩(wěn)定性上都優(yōu)于疏水載體；載體需要結(jié)構(gòu)疏松、表面積大，且有一定的機(jī)械強(qiáng)度；構(gòu)疏松、表面積大，且有一定的機(jī)械強(qiáng)度；帶有在溫和的條件下可與酶共價(jià)結(jié)合的功帶有在溫和的條件下可與酶共價(jià)結(jié)合的功能基團(tuán)；最好沒(méi)有或很少專一性吸附；能基團(tuán)；最好沒(méi)有或很少專一性吸附；載體應(yīng)便宜易得，并能反復(fù)使用。一般載體載體應(yīng)便宜易得，并能反復(fù)使用。一般載體必須先活化。必須先活化。 偶聯(lián)反應(yīng)類型 重氮化反應(yīng)：重氮化反應(yīng)：是將帶芳香氨基的載體先用是將帶芳香氨基的載體先用HNOHNO3 3處理成重氮鹽衍生物，然后在溫和的條處理成重氮鹽衍生物，然后在溫和的條件下與酶蛋白反應(yīng)。件下與酶蛋白反應(yīng)。n

39、此法常用的載體有：此法常用的載體有：a.a.多糖類和芳香氨基衍多糖類和芳香氨基衍生物；生物；b.b.氨基酸的共聚物；氨基酸的共聚物；c.c.聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、聚苯乙烯、乙烯馬來(lái)酸共聚體與多孔玻璃等。聚苯乙烯、乙烯馬來(lái)酸共聚體與多孔玻璃等。偶聯(lián)反應(yīng)類型異硫氰酸酯反應(yīng)：異硫氰酸酯反應(yīng)： 含芳香氨基的載體先用硫含芳香氨基的載體先用硫芥子處理芥子處理( (如光氣如光氣) )制成異硫氰酸的衍生物，制成異硫氰酸的衍生物，得到的產(chǎn)物極易在溫和條件下和酶分子起反得到的產(chǎn)物極易在溫和條件下和酶分子起反應(yīng)，在中性應(yīng)，在中性pHpH值它就與值它就與-NH-NH2 2起反應(yīng)。起反應(yīng)。溴化氫溴化氫- -氨碳酸基反

40、應(yīng)氨碳酸基反應(yīng)芳香烴化反應(yīng)芳香烴化反應(yīng)疊氮反應(yīng)疊氮反應(yīng)酸酐反應(yīng)酸酐反應(yīng)偶聯(lián)反應(yīng)類型 縮合反應(yīng)縮合反應(yīng) 巰基巰基- -二巰基交換反應(yīng)二巰基交換反應(yīng) 金屬偶聯(lián)反應(yīng)金屬偶聯(lián)反應(yīng) 5.交聯(lián)法n利用雙利用雙/ /多功能試劑在酶分子間或酶與載體間，或多功能試劑在酶分子間或酶與載體間，或酶與惰性蛋白間進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)以制備固定化酶。酶與惰性蛋白間進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)以制備固定化酶。n交聯(lián)劑根據(jù)它們的功能基團(tuán)的相同或不相同可分交聯(lián)劑根據(jù)它們的功能基團(tuán)的相同或不相同可分為為“同型同型”或或“雜型雜型”兩類，前者如戊二醛、苯兩類，前者如戊二醛、苯基二異硫氰；后者如甲苯基二異硫氰；后者如甲苯-2-2-異氰異氰-4-4-異硫氰等

41、，異硫氰等，其中戊二醛用得最多。其中戊二醛用得最多。n交聯(lián)反應(yīng)可以發(fā)生在酶分子之間，也可以發(fā)生在交聯(lián)反應(yīng)可以發(fā)生在酶分子之間，也可以發(fā)生在酶分子內(nèi)部，酶濃度低時(shí)發(fā)生在酶分子內(nèi)部，高酶分子內(nèi)部，酶濃度低時(shí)發(fā)生在酶分子內(nèi)部，高酶濃度下分子間交聯(lián)比例上升形成固定化酶后往酶濃度下分子間交聯(lián)比例上升形成固定化酶后往往為不溶態(tài)。往為不溶態(tài)。 酶分子之間共價(jià)交聯(lián)和與水不溶性載體共價(jià)偶聯(lián)（a）酶分子之間用雙功能基團(tuán)的化學(xué)交聯(lián)試劑相互交聯(lián)成水不溶性的固定化酶（b）酶分子被偶聯(lián)到水不溶性載體上形成水不溶性的固定化酶第五節(jié) 酶反應(yīng)器和酶?jìng)鞲衅?一、酶反應(yīng)器一、酶反應(yīng)器n酶反應(yīng)器是利用游離酶或固定化酶將底物轉(zhuǎn)酶反應(yīng)器

42、是利用游離酶或固定化酶將底物轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物的裝置?；僧a(chǎn)物的裝置。n根據(jù)使用對(duì)象的不同，可以分為游離酶反應(yīng)根據(jù)使用對(duì)象的不同，可以分為游離酶反應(yīng)器和固定化酶反應(yīng)器。器和固定化酶反應(yīng)器。一、酶反應(yīng)器1.1.固定化酶反應(yīng)器的類型固定化酶反應(yīng)器的類型u間歇式攪拌罐（間歇式酶反應(yīng)器）間歇式攪拌罐（間歇式酶反應(yīng)器）u連續(xù)式攪拌罐（連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器）連續(xù)式攪拌罐（連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器）u固定床反應(yīng)器（填充床反應(yīng)器）固定床反應(yīng)器（填充床反應(yīng)器）u流化床反應(yīng)器流化床反應(yīng)器u膜型反應(yīng)器膜型反應(yīng)器u第二代酶反應(yīng)器第二代酶反應(yīng)器各類酶反應(yīng)器a.攪拌式反應(yīng)器 b.連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器 c.連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器 d.填充床反應(yīng)器 e.帶循環(huán)固定反應(yīng)器 f.列管式固定床反應(yīng)器 g.流化床反應(yīng)器 h.酶循環(huán)攪拌式反應(yīng)器 i.串聯(lián)酶反應(yīng)器 二、酶?jìng)鞲衅鱪酶?jìng)鞲衅魇且环N生物傳感器。酶?jìng)鞲衅魇且环N生物傳感器。n生物傳感器是利用生物活性物質(zhì)（即生物元生物傳感器是利用生物活性物質(zhì)（即生物元件）作敏感器件，配以適當(dāng)?shù)膿Q能器（即信件）作敏感器件，配以適當(dāng)?shù)膿Q能器（即信號(hào)傳導(dǎo)器）所構(gòu)成的分析檢測(cè)工具。生物傳號(hào)傳導(dǎo)器）所構(gòu)成的分析檢測(cè)工具