酶工程原理與技術(shù)郭勇筆記重點(diǎn)精要

1、緒論第一節(jié) 酶的根本概念其次節(jié) 酶的分類(lèi)與命名PR蛋白類(lèi)酶和核酸類(lèi)酶的分類(lèi)命名的總原則是一樣的依據(jù)酶的作用底物和催化反響的類(lèi)型，同時(shí)又有所區(qū)分一、蛋白類(lèi)酶的分類(lèi)與命名推舉名：在慣用名稱的根底上，加以選擇和修改而成。酶的推舉名一般由兩局部組成：第一局部為底物名稱，其次局部為催化反響的類(lèi)型。后面加一個(gè)“酶”字 -ase管酶催化的反響是正反響還是逆反響，都用同一個(gè)名稱。系統(tǒng)名稱Systematic name：包括了酶的作用底物，酶作用的基團(tuán)及催化反響的類(lèi)型。蛋白類(lèi)酶P的分類(lèi)原則依據(jù)酶催化作用的類(lèi)型，將蛋白類(lèi)酶分為 6 大類(lèi)。23 大類(lèi)，水解酶 第 45 大類(lèi)，異構(gòu)酶 第 6 大類(lèi)，合成酶或稱連接酶每

2、一亞類(lèi)中再分為假設(shè)干小類(lèi)。六大類(lèi)蛋白類(lèi)酶簡(jiǎn)介1、氧化復(fù)原酶 Oxidoreductases催化氧化復(fù)原反響，其催化反響通式為：AH2+ B A +BH22、轉(zhuǎn)移酶Transferases反響通式為：AB + C A + BC3(Hydrolases)AB HO AOH BH24(Lyases)其反響通式為：AB AB乙酰乳酸合酶2CO2 2-丙酮酸5(Isomerases)AB。異構(gòu)酶依據(jù)異構(gòu)化的類(lèi)型不同，分為6 個(gè)亞類(lèi)。命名時(shí)分別在底物名稱的后面加上異構(gòu)酶isomerase、消旋酶racemase、變位酶mutase、表異構(gòu)酶epimerase、順?lè)串悩?gòu)酶cis-trans-isomeras

3、e 6、連接酶(Ligases) 或合成酶(Synthetases)連接酶是伴隨著 ATP 等核苷三磷酸的水解，催化兩個(gè)分子進(jìn)展連接反響的酶。其反響通式為：A + B + ATP AB + ADP + Pi 或 AB +AMP +PPiRRRRSelf-cleavage自我剪接酶Self-splicing等亞類(lèi)分R 酶可以分為RNA，DNA第三節(jié) 酶活力的測(cè)定酶活力enzymeactivity的大小可以用肯定條件下酶所催化的反響初速度表示。在外界條件一樣的狀況下，反響初速度越大，酶的活力越高。一、酶活力測(cè)定方法酶活力測(cè)定的要求：快速、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確。酶活力測(cè)定的步驟：依據(jù)酶催化的專(zhuān)一性，選擇適宜的

4、底物，并配制成肯定濃度的底物溶液。依據(jù)酶的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，確定酶催化反響的溫度、pH 值、底物濃度、激活劑濃度等反響條件。在肯定的條件下，將肯定量的酶液和底物溶液混合均勻，適時(shí)登記反響開(kāi)頭的時(shí)間。留意：假設(shè)不能即時(shí)測(cè)出結(jié)果的，則要準(zhǔn)時(shí)終止反響，然后再測(cè)定。終止酶反響的方法：1加熱使酶失活 2參加適宜的酶變性劑如三氯醋酸3pH4二、酶活力單位1 min 催化 1 mol 的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的酶量定義為 1 個(gè)酶活力單位。這個(gè)單位稱為國(guó)際單位IUKat1mol1Ka1Kat = 6107IU酶的比活力是酶純度的一個(gè)指標(biāo)，是指在特定條件下，單位重量mg蛋白質(zhì)或RNA酶比活力酶活力單位/ mg 蛋白或RNA

5、三、酶的轉(zhuǎn)換數(shù)與催化周期酶的轉(zhuǎn)換數(shù)Kp，又稱為摩爾催化活性molarcatalyticactivity 即是每摩爾酶每分鐘催化底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的摩爾數(shù)。Kpmin-1轉(zhuǎn)換數(shù)的倒數(shù)稱為酶的催化周期。催化周期是指酶進(jìn)展一次催化所需的時(shí)間。單位為毫秒msec或微秒sec四、固定化酶的活力測(cè)定(4)g干固定化酶所具有的酶活力單位數(shù)表示。/ cm2酶結(jié)合效率與酶活力回收率的測(cè)定酶結(jié)合效率又稱為酶的固定化率，是指酶與載體結(jié)合的百分率。酶活力回收率是指固定化酶的總活力與用于固定化的總酶活力的百分率。相對(duì)酶活力的測(cè)定酶在應(yīng)用過(guò)程中也表現(xiàn)出一些不盡人意之處:分別純化困難第一篇酶的生產(chǎn)123、化學(xué)合成法第一節(jié) 細(xì)胞

6、的選擇酶生產(chǎn)的細(xì)胞必需具備的條件：1、酶的產(chǎn)量高2、簡(jiǎn)潔培育和治理3、產(chǎn)酶穩(wěn)定性好4、利于酶的分別純化一、 微 生 物 不是致病菌 發(fā)酵周期短,產(chǎn)酶量高 3 不易變異退化 4 最好是產(chǎn)生胞外酶的菌種,利于分別 5藥和食品用酶,還應(yīng)考慮安全性： 6 由非致病微生物制取的酶,需作短期毒性試驗(yàn)。7 格外見(jiàn)微生物制取的酶,需做廣泛的毒性試驗(yàn),包括慢性中毒試驗(yàn)。1、碳源植物細(xì)胞以蔗糖為碳源；動(dòng)物細(xì)胞以谷氨酰胺或谷氨酸為碳源不同的細(xì)胞對(duì)氮源有不同的要求：源在使用無(wú)機(jī)氮源時(shí)要留意銨鹽和硝酸鹽的比例碳和氮兩者的比例，即碳氮比C/N，對(duì)酶的產(chǎn)量有顯著影響。所謂碳氮比一般是指培育基中碳元素C素N總量之比。培育基的

7、設(shè)計(jì)原則1、選擇適宜的養(yǎng)分物質(zhì)2、養(yǎng)分物的濃度及配比適宜3、物理、化學(xué)條件適宜4、經(jīng)濟(jì)節(jié)約 5、細(xì)心設(shè)計(jì)、試驗(yàn)比較三、植物細(xì)胞培育基1、植物細(xì)胞培育基的特點(diǎn)植物細(xì)胞的生長(zhǎng)和代謝需要大量的無(wú)機(jī)鹽植物細(xì)胞需要多種維生素和植物生長(zhǎng)激素，如硫胺素、吡哆素、煙酸、肌醇、生長(zhǎng)素、分裂素等。植物細(xì)胞要求的氮源一般為無(wú)機(jī)氮源2、常用的植物細(xì)胞培育基MSWhiteKM-8P一動(dòng)物細(xì)胞培育基的組分1氨基酸：必需氨基酸、谷氨酰胺、谷氨酸 2維生素：無(wú)血清需補(bǔ)充VB、VC3無(wú)機(jī)鹽：調(diào)整滲透壓4葡萄糖：5激素：胰島素、生長(zhǎng)激素、氫化可的松長(zhǎng)因子、神經(jīng)生長(zhǎng)因子、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子二動(dòng)物細(xì)胞培育基的配制第三節(jié) 產(chǎn)酶工藝條件

8、及其調(diào)整 P45培育基中溶解氧的量打算于肯定條件下氧氣的溶解速度氧的溶解速度又稱為溶氧速率或溶氧系數(shù)，以 Kd 表示。溶氧速率是指單位體積的發(fā)酵液在單位時(shí)間內(nèi)所溶解的氧的量。mmol/hL表示。P48第四節(jié) 微生物發(fā)酵產(chǎn)酶一、微生物發(fā)酵產(chǎn)酶的方式及其特點(diǎn)固體培育發(fā)酵液體深層發(fā)酵固定化細(xì)胞發(fā)酵生質(zhì)體發(fā)酵二、提高酶產(chǎn)量的措施1、添加誘導(dǎo)物誘導(dǎo)物的分類(lèi)：酶作用底物型誘導(dǎo)物酶的反響產(chǎn)物酶作用底物類(lèi)似物作誘導(dǎo)物酶最有效的誘導(dǎo)物往往不是酶的作用底物，也不是酶的反響產(chǎn)物，而是可以與酶結(jié)合又不能被酶催化的底物類(lèi)似物。2、把握阻遏物濃度3、添加外表活性劑 外表活性劑分為離子型和非離子型兩大類(lèi)適量的非離子型外表活

9、性劑，如吐溫Tween(Triton外表活性劑對(duì)細(xì)胞有毒害作用一酶生物合成的模式；同步合成型 連續(xù)合成型中期合成型 滯后合成型性差滯后合成型的酶，之所以要在細(xì)胞生長(zhǎng)一段時(shí)間甚至進(jìn)入平衡期以后才開(kāi)頭合成，主要緣由是由于受到培育基中存在的阻遏物的阻遏作用。只有隨著細(xì)胞的生長(zhǎng)，阻遏物幾乎被細(xì)胞用完而使阻遏解除后，酶才開(kāi)頭大量合成。假設(shè)培育基中不存在阻遏物，該酶的合成可以轉(zhuǎn)為連續(xù)合成型。該類(lèi)型酶所對(duì)應(yīng)的mRNA當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，連續(xù)進(jìn)展酶的生物合成。在酶的發(fā)酵生產(chǎn)中，為了提高產(chǎn)酶率和縮短發(fā)酵周期，最抱負(fù)的合成模式應(yīng)是連續(xù)合成型。生物合成提早開(kāi)頭；延遲其生物合成停頓的時(shí)間。二細(xì)胞生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)莫諾德方程中的

10、m 和KS酶動(dòng)力學(xué)方程可以表達(dá)為？一固定化細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶的特點(diǎn)(1)提高產(chǎn)酶率(2)可以反復(fù)使用或連續(xù)使用較長(zhǎng)時(shí)間(3)發(fā)酵穩(wěn)定性好，對(duì)溫度、pH 的適應(yīng)范圍擴(kuò)大，基因工程菌的質(zhì)粒穩(wěn)定，不易喪失：(4)縮短發(fā)酵周期， 提高設(shè)備利用率(5)產(chǎn)品易于分別純化(6)只適用于胞外酶等胞外產(chǎn)物的生產(chǎn)固定化原生質(zhì)體的特點(diǎn)(1)變胞內(nèi)產(chǎn)物為胞外產(chǎn)物：(2)提高酶產(chǎn)率：(3)穩(wěn)定性較好：(4)易于分別純化固定化原生質(zhì)體發(fā)酵產(chǎn)酶在工藝條件把握方面需要留意以下問(wèn)題：(1) 滲透壓的把握：(2)防止細(xì)胞壁再生：(3)保證原生質(zhì)體的濃度一、植物細(xì)胞的特性次級(jí)代謝物的生產(chǎn)要求肯定的光照強(qiáng)度和光照時(shí)間；對(duì)剪切力敏感；主要目

11、的產(chǎn)物為色素、藥物、香精和酶非抗體免疫調(diào)整劑一、動(dòng)物細(xì)胞的特性沒(méi)有細(xì)胞壁；適應(yīng)環(huán)境的力量差，脆弱 細(xì)胞大；以集群形式存在，細(xì)胞培育中大局部細(xì)胞具有群體效應(yīng)、錨地依靠性、接觸抑制性、功能全能性；養(yǎng)分要求簡(jiǎn)單第四章 酶的分別純化：1、機(jī)械裂開(kāi)法 2、物理裂開(kāi)法2超聲波裂開(kāi)法3、化學(xué)裂開(kāi)法有機(jī)溶劑 外表活性劑4、酶促裂開(kāi)法 自溶法溶菌酶、葡聚糖酶、幾丁質(zhì)酶、纖維素酶、果膠酶、半纖維素酶等抽提。酸、稀堿、稀鹽溶液等進(jìn)展提取，有些酶與脂質(zhì)結(jié)合或含有較多的非極性基團(tuán)，則可用有機(jī)溶劑提取。二、影響酶提取的主要因素此外，還受到溫度、pH沉淀分別的方法主要有：鹽析沉淀法、等電點(diǎn)沉淀法、有機(jī)溶劑沉淀法、復(fù)合沉淀法

12、、選擇性變性沉淀法等一、鹽析沉淀法性鹽，使酶或雜質(zhì)從溶液中析出沉淀，從而使酶與雜質(zhì)分別的過(guò)程一般在低鹽濃度的狀況下，蛋白質(zhì)的溶解度隨鹽濃度的上升而增加，這種現(xiàn)象稱為鹽溶。荷轉(zhuǎn)變，同時(shí)由于離子的存在轉(zhuǎn)變了溶液中水的活度，使分子外表的水化膜轉(zhuǎn)變飽和硫酸銨的配制方法：02512二、離心方法的選擇對(duì)于超速離心，可以依據(jù)需要承受差速離心、密度梯度離心或等密梯度離心等方法。1、差速離心：差速離心是指承受不同的離心速度和離心時(shí)間，使不同沉降速度的顆粒分批分別的方法。2、密度梯度離心3、等密梯度離心當(dāng)欲分別的不同顆粒的密度范圍處于離心介質(zhì)的密度范圍內(nèi)時(shí)，在離心力的作用下，不同浮力密度的顆?；蛳蛳鲁两?，或向上飄

13、浮，只要時(shí)間足夠長(zhǎng)，就可以始終移動(dòng)到與它們各自的浮力密度恰好相等的位置等密度點(diǎn)方法稱為等密梯度離心，或稱為平衡等密度離心。等密梯度離心常用的離心介質(zhì)是銫鹽，或離心速度和離心時(shí)間第五節(jié) 過(guò)濾與膜分別依據(jù)過(guò)濾介質(zhì)的不同, 過(guò)濾可以分為膜過(guò)濾和非膜過(guò)濾兩大類(lèi)。4 大類(lèi)第六節(jié) 層析分別分子的大小和外形、分子極性、吸附力、分子親和力、安排系數(shù)等的不同，使各組分以不同比例分布在兩相固定相、流淌相中。一、吸附層析1、吸附層析原理：任何兩個(gè)相之間都可以形成一個(gè)界面，其中一個(gè)相中的物質(zhì)在兩相界面上的密集現(xiàn)象稱為吸附?？赡娴?。吸附層析通常承受柱型裝置，先裝柱、加液，而后洗脫適當(dāng)時(shí)間后，不同物質(zhì)在吸附柱內(nèi)形成各自的

14、區(qū)帶2、洗脫方法、吸附劑與洗脫劑的選擇吸附劑的選擇：吸附層析的關(guān)鍵因素吸附劑和有機(jī)吸附劑。吸附劑通常由一些化學(xué)性質(zhì)不活潑的多孔材料制成，比外表積很大洗脫劑的選擇：要依據(jù)吸附劑的性質(zhì)和被吸附物的特點(diǎn)來(lái)選擇適宜的洗脫劑。洗脫劑的種類(lèi)有：飽和烴、醇、酮、酚、醚、鹵代烷、水等。洗脫劑的選擇要留意以下各點(diǎn)：洗脫劑不會(huì)與吸附劑起化學(xué)反響，也不會(huì)使吸附劑溶解。洗脫劑要求肯定的純度，以免雜質(zhì)對(duì)分別帶來(lái)不利影響二、安排層析安排層析是利用各組分在兩相中的安排系數(shù)不同，而使各組分分別的方法。K三、離子交換層析活性基團(tuán)對(duì)各種離子的親和力不同而到達(dá)分別目的的一種層析分別方法。按活性基團(tuán)的性質(zhì)不同，離子交換劑可以分為陽(yáng)離

15、子交換劑和陰離子交換劑由于酶分子具有兩性性質(zhì)，所以可用陽(yáng)離子交換劑，也可用陰離子交換劑進(jìn)展酶的分別純化。引入堿性基團(tuán)進(jìn)展層析分別；四、凝膠層析子質(zhì)量不同而到達(dá)物質(zhì)分別的一種層析技術(shù)1 、凝膠層析的根本原理析柱，而到達(dá)分別的目的五、親和層析原理六、層析聚焦原理電場(chǎng)強(qiáng)度是指每厘米距離的電壓降。溶液的離子強(qiáng)度: 4電滲:有機(jī)溶劑萃取RNARNA010的低溫條件下進(jìn)展，并要盡量縮短酶與有機(jī)溶劑接觸的時(shí)間。雙水相萃取雙水相萃取的兩相分別為互不相溶的兩個(gè)水相。組成。在雙水相系統(tǒng)中，蛋白質(zhì)、RNA 等在兩相中的溶解度不一樣，安排系數(shù)不同，從而到達(dá)分別超臨界萃取物質(zhì)在不同的溫度和壓力條件下，可以以不同的形態(tài)存

16、在，如固體(S)、液體(L)、氣體(G)、超臨界流體(SCF)等。CO2。反膠束萃取：反膠束萃取是利用反膠束將酶或其他蛋白質(zhì)從混合液中萃取出來(lái)的一種分別純化技術(shù)。學(xué)穩(wěn)定的系統(tǒng)而形成聚攏體。通常將在水溶液中形成的聚攏體膠束，稱為正膠束反膠束最正確條件下，將酶蛋白從反膠束轉(zhuǎn)移到其次種水相的，馬上酶從有機(jī)相中提取出來(lái)。是陰離子外表活性劑。第九節(jié)結(jié)晶50%以上，方能進(jìn)展結(jié)晶?？偟内厔?shì)是酶的純度越高，越簡(jiǎn)潔進(jìn)展結(jié)晶鹽析結(jié)晶 有機(jī)溶劑結(jié)晶 透析平衡結(jié)晶 等電點(diǎn)結(jié)晶第十節(jié) 酶的濃縮、枯燥枯燥方法：真空枯燥、冷凍枯燥、噴霧枯燥、氣流枯燥、吸附枯燥使酶催化特性得以改進(jìn)的技術(shù)有很多，主要有：酶分子修飾 (enzy

17、me molecule modification)技術(shù)、酶固定化(enzyme(enzymecatalysisinnon-aqueousphase(enzymedirectedevolution)技術(shù)等第六章 酶分子修飾酶分子修飾的方法酶分子主鏈修飾一、主鏈的切斷修飾主鏈切斷后可能消滅三種狀況1酶中心被破壞，催化功能喪失2催化功能保持不變或損失不多，抗原性降低有利于酶活性中心的形成，催化功能提高多酶融合體：具有兩種或多種催化活性的酶其次節(jié) 酶分子的側(cè)鏈基團(tuán)修飾一般為化學(xué)法使酶蛋白的側(cè)鏈基團(tuán)發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而轉(zhuǎn)變酶分子的特性和功能的修飾方法。側(cè)鏈修飾的意義：活力、增加穩(wěn)定性、降低抗原性、提高酶的使用

18、價(jià)值； 可能獲得酶種1酶蛋白的側(cè)鏈基團(tuán)是指組成蛋白質(zhì)的氨基酸殘基上的RNARNARNA基，嘌呤、嘧啶堿基上的氨基和羥基酮基等。子內(nèi)交聯(lián)修飾等。大分子結(jié)合修飾的作用：(1)通過(guò)修飾提高酶活力:：(2(3)通過(guò)修飾降低或消退酶蛋白的抗原性第三節(jié) 酶的組成單位置換修飾一、酶分子組成單位修飾的作用1、通過(guò)修飾可以提高酶活力2、通過(guò)修飾可以增加酶的穩(wěn)定性3、通過(guò)修飾可以使酶的專(zhuān)一性發(fā)生轉(zhuǎn)變4、通過(guò)核苷酸置換修飾可以獲得各種人造核酸類(lèi)酶氨基酸或核苷酸的置換修飾現(xiàn)在常用的氨基酸置換修飾的方法是定點(diǎn)突變技術(shù)。DNA1、的酶分子構(gòu)造的設(shè)計(jì)基因序列分析、蛋PCR技術(shù)4、酶的獲得酶基因克隆表達(dá)、變異特性分析把酶分子

19、中的金屬離子換成另一種金屬離子，使酶的特性和功能發(fā)生轉(zhuǎn)變的修飾方法稱為金屬離子置換修飾。假設(shè)重參加原有的金屬離子，酶的催化活性可以恢復(fù)或者局部恢復(fù)。假設(shè)用另一種金屬離子進(jìn)展置換，則可使酶呈現(xiàn)出不同的特性。酶修飾后的性質(zhì)變化1、熱穩(wěn)定性 2、抗原性3各類(lèi)失活因子的抵抗力 4、半衰期5最適pH6、Km的變化第七章 酶固定化酶在生產(chǎn)實(shí)踐中的一些缺乏之處：酶的穩(wěn)定性較差2酶的一次性使用3產(chǎn)物的分別純化較困難固定化酶的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：(2)可以長(zhǎng)時(shí)間、反復(fù)使用，有利于工藝的連續(xù)化、管道化(3)酶反響過(guò)程可嚴(yán)格把握，有利于工藝自動(dòng)化和微電腦化。(4)在絕大多數(shù)狀況下提高了酶的穩(wěn)定性。較能適應(yīng)于多酶反響。缺點(diǎn)：

20、(1)酶固定化時(shí)酶的活力有所損失。同時(shí)也增加了固定化的本錢(qián)，使工廠開(kāi)頭投資大。(2)比較適于水溶性底物和小分子底物。(3)與完整細(xì)胞比較，不適于多酶反響，特別是需要輔因子的反響。(4)對(duì)胞內(nèi)酶需經(jīng)分別后才能固定化。一五大類(lèi)方法：二選擇方法依據(jù)：1、 酶的性質(zhì) 2 、載體的性質(zhì) 3 、制備方法對(duì)酶的影響三固定化后酶的考察工程：、測(cè)定固定化酶的固定化率以及酶活力回收率。、考察固定化酶穩(wěn)定性二、酶的固定化方法一 吸附法選擇載體的原則：1要有巨大的比外表積2 要有活潑的外表3 便于裝柱進(jìn)展連續(xù)反響。物理吸附法常用的固體吸附劑有：活性炭 氧化鋁硅藻土多孔陶瓷、多孔玻璃、多孔塑料、硅膠 羥基磷灰石、金屬絲

21、網(wǎng)等影響吸附的因素主要有： 酶分子外表的電荷 介質(zhì)中離子強(qiáng)度pH 溫度酶分子外表的電荷通過(guò)酶蛋白化學(xué)修飾來(lái)增加蛋白質(zhì)分子上電荷，能有效的抑制固定化酶的解吸作用。吸附法的優(yōu)點(diǎn) ：、條件溫存。可選擇的載體種類(lèi)多。吸附過(guò)程可以同時(shí)純化酶。固定化酶在使用過(guò)程失活后可重活化。載體可以回收再利用。吸附法的缺點(diǎn)：過(guò)程的機(jī)理還不是格外明白，在給酶量、吸附程度以及固定化酶活力回收等方面的不行預(yù)見(jiàn)性大。易脫落，影響產(chǎn)物純度和酶的操作穩(wěn)定性。二包埋法 載體： 瓊脂凝膠海藻酸鈣凝膠 角叉菜膠明膠胺凝膠2、半透膜包埋法常用半透膜：聚酰胺膜 火棉膠膜包埋法的特點(diǎn)劑甚至完整的微生物細(xì)胞都是適用的?；竸?dòng)力學(xué)行為的變化、活力

22、降低。(三)結(jié)合法1、離子鍵結(jié)合法：通過(guò)離子鍵使酶與載體結(jié)合的固定化方法稱為離子鍵結(jié)合法所用載體是某些不溶于水的離子交換劑。常用的有：DEAE-纖維素、TEAE-纖維素、DEAE-葡聚糖凝膠等。2、共價(jià)鍵結(jié)合法：所用載體主要有：纖維素、瓊脂糖凝膠、葡聚糖凝膠、甲殼質(zhì)、氨基酸共聚物、甲基丙烯醇共聚物等。重氮法 疊氮反響3溴化氰法 烷基化法四交聯(lián)法片的固定化。常用的雙功能試劑有戊二醛、己二胺、順丁烯二酸酐、雙偶氮苯等。其中應(yīng)用最廣泛的是戊二醛。五熱處理法將含酶細(xì)胞在肯定溫度下加熱處理一段時(shí)間，使酶固定在菌體內(nèi)，而制備得到固定化菌體。失活一、穩(wěn)定性 二、最適溫度 三、最適pH值特異性第八章 酶的非水

23、相催化一、有機(jī)介質(zhì)中的酶催化適用于底物、產(chǎn)物兩者或其中之一為疏水性物質(zhì)的酶催化作用。二、氣相介質(zhì)中的酶催化氣相介質(zhì)中的酶催化是指酶在氣相介質(zhì)中進(jìn)展的催化反響。 三、超臨界流體介質(zhì)中的酶催化用于酶催化反響的超臨界流體應(yīng)具有的特點(diǎn)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，對(duì)設(shè)備沒(méi)有腐蝕性；超臨界壓力不能太高，可節(jié)約壓縮動(dòng)力費(fèi)用；四、離子液介質(zhì)中的酶催化離子液介質(zhì)中的酶催化是指酶在離子液中進(jìn)展的催化作用。離子液ionicliquids是由有機(jī)陽(yáng)離子與有機(jī)無(wú)機(jī)陰離子構(gòu)成的在室溫條件下呈液態(tài)的低熔點(diǎn)鹽類(lèi)，揮發(fā)性低、穩(wěn)定性好。酶在離子液中的催化作用具有良好的穩(wěn)定性和區(qū)域選擇性、立體選擇性、鍵選擇性等顯著特點(diǎn)非水相介質(zhì)中酶催化

24、的特點(diǎn)1、可以將加水分解反響轉(zhuǎn)為其逆反響2、酶的熱穩(wěn)定性高3、簡(jiǎn)潔回收和反復(fù)利用4、轉(zhuǎn)變酶對(duì)底物的專(zhuān)一性5、提高有機(jī)化合物尤其是非極性底物的溶解度6、低沸點(diǎn)溶劑中可簡(jiǎn)潔分別純化產(chǎn)物7、能抑制依靠于水的某些不利反響8、沒(méi)有微生物的污染9、非水系統(tǒng)中酶不易脫離吸附外表，易于酶的固定化水性的底物或產(chǎn)物在膠束內(nèi)部。反響在膠束的兩相界面中進(jìn)展。反膠束又稱為反膠團(tuán)，是指在大量與水不相混溶的有機(jī)溶劑中，含有少量的水溶液，參加外表活性劑后形成的油包水的 疏水性底物或產(chǎn)物在反膠束外部，催化反響在兩相的界面中進(jìn)展酶在完全非水環(huán)境中沒(méi)有催化活性酶的穩(wěn)定性、酶的催化反響速度等都有親熱關(guān)系，水還與酶催化作用的底物和反響

25、產(chǎn)物的溶解度有關(guān)一、水與酶的柔性酶分子有相對(duì)剛性和柔性兩個(gè)局部二、結(jié)合水在一般狀況下，最適水含量隨著溶劑極性的增加而增加三、水活度AwwwAw= w wAw=(Yw P) / P0 = Pw / P0在給定的有機(jī)溶劑中，水活度隨水含量的增加而增大；四、水對(duì)酶活力選擇性的調(diào)整酶活力的影響程度隨著溶劑的不同而不同P1808-3水對(duì)酶的立體選擇性也有肯定的調(diào)整作用(1)有機(jī)溶劑對(duì)酶構(gòu)造與功能的影響：A 有機(jī)溶劑對(duì)酶分子外表構(gòu)造的影響：酶在有機(jī)介質(zhì)中與有機(jī)溶劑接觸，酶分子的外表構(gòu)造將有所變化B 有機(jī)溶劑對(duì)酶活性中心結(jié)合位點(diǎn)的影響：，從而影響酶的催化活性。(2)有機(jī)溶劑對(duì)酶活性的影響：從而降低酶的催化活

26、性,甚至引起酶的變性失活。lgPP性越??；反之極性系數(shù)越小，則極性越強(qiáng)。lgP2般不適宜作為有機(jī)介質(zhì)酶催化的溶劑使用。第四節(jié) 非水相中酶催化的特性二、酶的特異性1、底物選擇性：不同的有機(jī)溶劑具有不同的極性，所以在不同的有機(jī)介質(zhì)中，酶的底物專(zhuān)一性也不一樣。2、立體選擇性3、位置選擇性和化學(xué)選擇性4、其他特性由配體誘導(dǎo)產(chǎn)生的酶的記憶的方法稱為分子記憶pH 記憶：在有機(jī)介質(zhì)反響中，酶所處的 pH 環(huán)境與酶在凍干或吸附到載體上之前所使用的緩沖液 pH 值一樣。這種現(xiàn)象pH裂合反響等。溫度、pH在酶催化反響時(shí)，通常酶所作用的底物濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于酶濃度，所以酶催化反響速度隨著酶濃度的上升而上升，兩者成正比2、

27、底物的選擇和濃度把握 3、有機(jī)溶劑的選擇 4、水含量的把握 5、溫度把握 6、 pH 值的把握：第十章 酶反響器：反響器生產(chǎn)力量的大小和產(chǎn)品質(zhì)量的凹凸第一節(jié)常見(jiàn)的酶反響器類(lèi)型按構(gòu)造區(qū)分?jǐn)嚢韫奘椒错懫鞴呐菔椒错懫魈畛浯彩椒错懫髁骰彩椒错懫髂し错懫髌靼床僮鞣绞絽^(qū)分分批式反響連續(xù)式反響式反響混合形式連續(xù)攪拌罐反響器罐反響器一、攪拌罐式酶反響器細(xì)胞用過(guò)濾法或超濾法回收，再轉(zhuǎn)入下一批反響。2、 連續(xù)攪拌罐式反響器流速輸出反響液含產(chǎn)物。二、 填充床式反響器PBR 是目前工業(yè)生產(chǎn)及爭(zhēng)辯中應(yīng)用最為普遍的反響器。它適用于各種外形的固定化酶和不含固體顆粒、黏度不大的底物溶液，以及有產(chǎn)物抑制的轉(zhuǎn)化反響。PBR。三、 流化床反響器四、 鼓泡式反響器鼓泡式反響器(bubble column reactor, BCR)是利用從反響器底部通入的氣體產(chǎn)生的大量氣泡，在上升過(guò)程中起到供給反響底物和混合兩種作用的一類(lèi)反響器。也是一種無(wú)攪拌裝置的反響器。傳遞效率高，是有氣體參與的酶催化反響中常用的一種反響器。五、 膜反響器將酶催化反響與半透膜的分別作用