(完整)生物催化緒論課件

生物催化工程講課教師:許建和(生物工程學(xué)院)第一章緒論內(nèi)容提要1.生物催化的學(xué)科基礎(chǔ)2.生物催化的基本概念3.生物催化的技術(shù)特點(diǎn)4.生物催化的由來和發(fā)展(1）資源危機(jī)：化石資源－不可再生資源(2）能源危機(jī)：化石燃料－不可再生能源(3）環(huán)境危機(jī)：三廢排放－環(huán)境污染以化學(xué)催化為核心的基礎(chǔ)物質(zhì)加工業(yè)面臨潛在的危機(jī)地球化學(xué)進(jìn)化地球化學(xué)循環(huán)人類物質(zhì)文明認(rèn)識并利用自然規(guī)律，發(fā)展人工生物催化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)加工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)物質(zhì)加工業(yè)效法自然,發(fā)展清潔高效的生物制造(趨勢）生物制造生物催化劑生物資源自然的生物催化和轉(zhuǎn)化巨大潛力生物催化與生物轉(zhuǎn)化是解決物質(zhì)加工危機(jī)的有效途徑之一生物催化的定義生物催化與轉(zhuǎn)化是以細(xì)胞或酶作為催化劑進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化，大規(guī)模生產(chǎn)化學(xué)品、醫(yī)藥、能源、材料的技術(shù)科學(xué)。

它的特點(diǎn)是高效性、高選擇性和低污染。世界經(jīng)合組織(OECD)指出：“生物催化技術(shù)是工業(yè)可持續(xù)發(fā)展最有希望的技術(shù)”。不對稱催化反應(yīng)研究的成功為手性藥物工業(yè)注入了強(qiáng)大的活力，2001年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)就授予了三位從事不對稱催化反應(yīng)的科學(xué)家(3）環(huán)境危機(jī)：三廢排放－環(huán)境污染Tof=turnoverfrequency鄰近效應(yīng)(proximityeffect)與定向排列(orientationarrange)：生物催化的由來和發(fā)展1908年，羅森貝格（Rosenberg）用杏仁（D-醇氰酶）作催化劑合成具有光學(xué)活性的氰醇?；A(chǔ)物質(zhì)加工業(yè)面臨潛在的危機(jī)2002年,Staathof的報(bào)告涵蓋134種工業(yè)級生物轉(zhuǎn)化，其規(guī)模在100kg以上(Curr.日本政府也從2001年起，制定實(shí)施了“創(chuàng)造基于生物機(jī)能的循環(huán)產(chǎn)業(yè)體系”的計(jì)劃，開發(fā)用于化學(xué)物質(zhì)生產(chǎn)的細(xì)胞體系。欲將可得的底物轉(zhuǎn)化成目標(biāo)產(chǎn)物時(shí)，能適合所需反應(yīng)的生物催化劑不多，隨著生命科學(xué)的發(fā)展，目前生物催化劑的數(shù)量已有明顯增長新生物催化劑的發(fā)現(xiàn)與改造酶幾乎可以催化有機(jī)化學(xué)中的所有反應(yīng)(2）能源危機(jī)：化石燃料－不可再生能源生物催化與化學(xué)催化的作用原理一樣體積活力:單位體積催化劑的活力生物催化的最新技術(shù)進(jìn)展可用酶消耗數(shù)(enzymeconsumptionnumber,)，即用生產(chǎn)一定量的產(chǎn)物所需的酶量表示：“Wechemistsareproudofourabilitytocreatehighvaluesfromalmostnothingonthebasisofaccumulatedscientificknowledge”當(dāng)前，如何利用微生物的豐富酶系和基因資源將地球表面富余的、可以再生的大量木質(zhì)纖維素原料有效地轉(zhuǎn)化為人類社會(huì)有用的生物質(zhì)能源和生物基化學(xué)品及材料，便成為新一代工業(yè)生物技術(shù)研究的熱門課題。生物催化的學(xué)科基礎(chǔ)生物催化與化學(xué)催化

生物催化與發(fā)酵技術(shù)生物催化與化學(xué)工程生物催化是典型的交叉學(xué)科化學(xué)生物學(xué)化學(xué)工程生物催化微生物學(xué)分子生物學(xué)酶學(xué)生物化學(xué)有機(jī)化學(xué)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)工程反應(yīng)器設(shè)計(jì)生物催化與化學(xué)催化

生物催化與化學(xué)催化的作用原理一樣酶幾乎可以催化有機(jī)化學(xué)中的所有反應(yīng)酶創(chuàng)造了一個(gè)更溫和更優(yōu)越的反應(yīng)條件反應(yīng)E.C.編號酶Meerwein-Ponndorff-Verley還原乙醇脫氫酶Oppenauer乙醇脫氫酶Bayer-Villiger氧化2Bayer-Villiger單加氧酶醚鍵裂解甘油醚酶歧化反應(yīng)過氧化物歧化酶轉(zhuǎn)氨作用2.6.1.x氨基轉(zhuǎn)移酶水解作用3.1.-.-脂肪酶、酯酶磷酸鹽水解/1酸/堿性磷酸酶酯化反應(yīng)4枯草桿菌蛋白酶轉(zhuǎn)酯反應(yīng)4枯草桿菌蛋白酶肟解反應(yīng)脂肪酶………………酶幾乎可以催化有機(jī)化學(xué)中的所有反應(yīng)CmHnN-源產(chǎn)物發(fā)酵底物N-源生物轉(zhuǎn)化底物產(chǎn)物前體發(fā)酵底物酶催化生物催化生物催化與發(fā)酵技術(shù)生物催化與發(fā)酵技術(shù)發(fā)酵：利用一些工業(yè)原料如含有糖、淀粉的糖蜜或玉米等作為碳源，用活細(xì)胞發(fā)酵，可以生成更復(fù)雜的目標(biāo)產(chǎn)物前體發(fā)酵：使用活細(xì)胞將特定的前體轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物生物轉(zhuǎn)化：用酶或靜息細(xì)胞經(jīng)過一些列步驟將前體轉(zhuǎn)化成目標(biāo)產(chǎn)物酶催化：通常用粗酶或部分純化的酶將底物轉(zhuǎn)化成目標(biāo)產(chǎn)物，純酶很少使用，除非是生產(chǎn)高附加值的精細(xì)化學(xué)品生物催化與化學(xué)工程化學(xué)工程注重反應(yīng)及其過程性，研究傳質(zhì)、傳熱、傳動(dòng)現(xiàn)象酶反應(yīng)工程的主要目標(biāo)是在高化學(xué)選擇性和高對映選擇性條件下，實(shí)現(xiàn)高底物轉(zhuǎn)化率的高時(shí)空產(chǎn)率酶催化反應(yīng)中存在底物擴(kuò)散、抑制、反應(yīng)器設(shè)計(jì)等問題，其解決需要參考化學(xué)工程的理論SPKsKpSPE酶的分類及命名酶催化的機(jī)理酶活力的測定要領(lǐng)酶的種類及命名習(xí)慣命名法底物名+“酶”如己糖激酶、蛋白酶、脲酶

反應(yīng)類型+“酶”如己糖激酶、乳酸脫氫酶、DNA聚合酶

酶的來源如胃蛋白酶

這種習(xí)慣命名法缺乏科學(xué)系統(tǒng)性，易產(chǎn)生“一酶多名”或“一名多酶”問題。酶的種類及命名國際系統(tǒng)命名法

該命名法規(guī)定，每種酶的名稱應(yīng)明確標(biāo)明底物及所催化反應(yīng)的特征，即酶的名稱應(yīng)包含兩部分：前面為底物，后面為所催化反應(yīng)的名稱。

酶的種類及命名酶的種類及命名根據(jù)酶學(xué)委員會(huì)1961年的第一個(gè)報(bào)告,所有的酶依據(jù)催化的反應(yīng)分為6大類.根據(jù)分類,每個(gè)酶都有一個(gè)編號(“E.C.”代表”酶學(xué)委員會(huì),EnzymeCommission”)E.C.a.b.c.d酶的大類酶的亞類酶的亞亞類酶的順序號第1大類順序號作用CHOH以NAD+為受體

舉例:EC1.1.1.1乙醇脫氫酶

酶的種類及命名國際酶學(xué)委員會(huì)(EnzymeCommission,EC)將所有的酶按它們所催化反應(yīng)的性質(zhì)分為六大類。酶的活性中心酶的活性中心:酶分子上能與底物特異地結(jié)合并起催化作用的具有特定空間結(jié)構(gòu)的區(qū)域活性中心催化基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)調(diào)控基團(tuán)中心內(nèi)必需基團(tuán)中心外必需基團(tuán)酶的活性中心催化基團(tuán)活性中心底物分子結(jié)合基團(tuán)酶的活性中心結(jié)合基團(tuán)(Bindinggroup)酶分子中與底物結(jié)合，使底物與酶的一定構(gòu)象形成復(fù)合物的基團(tuán)。酶的結(jié)合基團(tuán)決定酶反應(yīng)的專一性酶的活性中心催化基團(tuán)(Catalyticgroup)酶分子中催化底物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并將其轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的基團(tuán)。催化基團(tuán)決定酶所催化反應(yīng)的性質(zhì)。酶的活性中心調(diào)控基團(tuán)(Regulatorygroup)酶分子中一些可與其他分子發(fā)生某種程度的結(jié)合并引起酶分子空間構(gòu)象的變化，對酶起激活或抑制作用的基團(tuán)。酶催化動(dòng)畫酶催化降低反應(yīng)活化能的機(jī)理酶催化降低反應(yīng)活化能的機(jī)理動(dòng)畫酶催化降低反應(yīng)活化能的機(jī)理鄰近效應(yīng)(proximityeffect)與定向排列(orientationarrange)：Proximity:發(fā)生反應(yīng)的兩個(gè)分子與酶結(jié)合后處于鄰近接觸狀態(tài)，不需要經(jīng)過隨機(jī)碰撞而接近（相當(dāng)于增加了局部反應(yīng)物的濃度）；Orientation:與酶結(jié)合后的反應(yīng)物分子不僅互相靠近，而且處于發(fā)生反應(yīng)的最優(yōu)取向，不需要在碰撞中來調(diào)整反應(yīng)分子間的取向

靜電催化(Electrostaticcatalysis)底物與酶結(jié)合后活性中心通常沒有水分子(desolvation).使活性中心局部介電常數(shù)變低，靜電相互作用增強(qiáng)使水分子不能與活性基團(tuán)接觸，保護(hù)活性基團(tuán)，避免水與活性基團(tuán)反應(yīng)產(chǎn)生副產(chǎn)物。如果水是底物，酶有可以讓水進(jìn)入活性中心的方式，此時(shí)水分子可能存在于活性中的某個(gè)位置。酶中的帶電基團(tuán)可以穩(wěn)定反應(yīng)中產(chǎn)生的帶電荷的中間產(chǎn)物，通常這些中間產(chǎn)物是不穩(wěn)定的酶催化降低反應(yīng)活化能的機(jī)理酶催化降低反應(yīng)活化能的機(jī)理使用結(jié)合能穩(wěn)定過渡態(tài)，降低活化能是酶催化過程中最重要的降低活化能的機(jī)理酶和過渡態(tài)的結(jié)合比與底物或產(chǎn)物的結(jié)合緊密地多，活化能降低，反應(yīng)速率增大酶活力概念酶活力就是酶促反應(yīng)的能力。酶活力大小就是指在一定條件所催化的某一化學(xué)反應(yīng)速度的快慢，即酶催化的反應(yīng)速度越快，酶活力越高，反之則表示該酶活力低。

酶的定量并非對其蛋白質(zhì)進(jìn)行定量，而是對它的催化能力進(jìn)行定量。所以，酶的定量就是測定酶的活力，也即測定酶促反應(yīng)的速度。如何測定酶活力？以產(chǎn)物濃度對反應(yīng)時(shí)間作圖，可得到酶促反應(yīng)速度曲線0產(chǎn)物濃度時(shí)間注意：初速度的測定是關(guān)鍵，為什么？如何測定酶活力？可見，反應(yīng)速度只在最初一段時(shí)間內(nèi)保持恒定，隨著時(shí)間的延長，反應(yīng)速度逐漸下降產(chǎn)物濃度時(shí)間0原因底物濃度的降低、產(chǎn)物的增加造成逆反應(yīng)的加快產(chǎn)物的抑制作用酶本身逐漸失活酶活力測定的要領(lǐng)底物濃度:在酶活性測定時(shí)，要求[S]達(dá)到一定水平以保證酶活性與酶量成正比。[S]范圍一般選擇在10～20Km為宜，此時(shí)反應(yīng)速度基本達(dá)到最大反應(yīng)速度，測定的誤差在可接受范圍。

酶濃度:在反應(yīng)條件一定時(shí)，酶濃度與反應(yīng)速度成正比。按照中間產(chǎn)物學(xué)說，只有[S]>>[E]時(shí)，酶才能被底物分子飽和，反應(yīng)速度才能達(dá)到最大值。因此當(dāng)標(biāo)本酶活力過高時(shí)，應(yīng)將標(biāo)本適當(dāng)稀釋后再加以測定。反應(yīng)條件:酶活力的測定要在最適條件下進(jìn)行，即最適溫度、最適pH、最適底物濃度和最適緩沖液離子強(qiáng)度等，只有在最適條件下測定才能真實(shí)反映酶活力大小。反應(yīng)時(shí)間:通常要求底物濃度足夠大，測定底物濃度的變化在起始濃度的5％以內(nèi)的速率，這樣可以保證所測定的速率是最初速率。此結(jié)果能比較可靠地反映酶的含量。輔助因子：某些金屬離子和維生素類輔酶是結(jié)合酶的輔助因子，這些酶離開它們的輔基或輔酶就不能表現(xiàn)活性，因此在酶活性測定時(shí)，就要保證輔基或輔酶的供給。激活劑：有些酶在有激活劑存在時(shí)才有活性或活性較高，因此在酶活性測定時(shí)，也要滿足酶對激活劑的需要。抑制劑：抑制劑使酶活性降低，在測定酶活性時(shí)，應(yīng)避免抑制劑的影響。3.生物催化的技術(shù)特點(diǎn)生物催化的性能生物催化的優(yōu)點(diǎn)生物催化的缺點(diǎn)生物催化的用途催化劑的性能指標(biāo)活性選擇性穩(wěn)定性生物催化劑活性總酶活:國際酶活單位(IU)或酶活單位(U)1Unit≡1IU≡1U≡1μmol·min-1比活:單位質(zhì)量催化劑的活力,評價(jià)催化劑性能的基本指標(biāo)

1U·mg蛋白質(zhì)-1=1μmol·(min·mg蛋白質(zhì))-1*一個(gè)好的生物催化劑,比活至少為1Umg蛋白質(zhì)-1,當(dāng)用于工業(yè)規(guī)模時(shí),它的比活必須更高,甚至接近100Umg蛋白質(zhì)-1活性體積活力:單位體積催化劑的活力

1U·ml-1=1μmol·(min·ml)-1轉(zhuǎn)換頻率:每秒每個(gè)活性位點(diǎn)能發(fā)生的催化事件,比比活更好,與酶量無關(guān),對于遵循米氏方程的酶反應(yīng),tof=1/kcat

轉(zhuǎn)化頻率(tof)=催化事件的數(shù)目時(shí)間×活性為點(diǎn)的數(shù)目Tof=turnoverfrequency選擇性目標(biāo)產(chǎn)物分子光學(xué)純的重要性以及生物催化劑對實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的獨(dú)特優(yōu)越性,對映選擇性是生物催化劑選擇性研究中最重要的一種對映選擇率(E值):能衡量在一定轉(zhuǎn)化程度下的對映選擇性ChenC.S.JACS,1982,104,7294-7299對映體過量值(e.e.):產(chǎn)物分離后整體選擇性的大小穩(wěn)定性酶的穩(wěn)定性：通常指溫度穩(wěn)定性,用變性溫度Tm表征，在特定溫度、pH和添加劑條件下的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性可用以及衰減模型表示：操作穩(wěn)定性/工藝穩(wěn)定性：可用酶消耗數(shù)(enzymeconsumptionnumber,)，即用生產(chǎn)一定量的產(chǎn)物所需的酶量表示：當(dāng)生物催化劑的純度已知時(shí)，可用整體轉(zhuǎn)換數(shù)(totalturnovernumber,TTN),即有生成的產(chǎn)物量和消耗的生物催化劑量表示：*對于合成工藝TTN應(yīng)超過10000，對于大規(guī)模的加工工藝，TTN最好大于1000000生物催化的優(yōu)點(diǎn)無可比擬的選擇性當(dāng)酶用于增強(qiáng)反應(yīng)的化學(xué)選擇性或區(qū)域選擇性時(shí)，酶的最大優(yōu)勢就是能辨別對映異構(gòu)的底物。R型和S型異構(gòu)體之間的Gibbs自由焓差異ΔGRS只有1~3kJ/mol。在酶的作用下，對映選擇性通?？梢愿哂?9%.。在高級醫(yī)藥中間體合成中，酶的高對映選擇性顯得越發(fā)重要,因?yàn)楣芾頇C(jī)構(gòu)要求對雜質(zhì)含量超過1%的不純物質(zhì)分別進(jìn)行毒性實(shí)驗(yàn)。反應(yīng)條件很溫和酶的作用條件很溫和，它能在常溫、中性pH和水相中起作用，今天這些已被認(rèn)為是優(yōu)點(diǎn)，而不再是缺點(diǎn)。工業(yè)發(fā)展的目標(biāo)，例如“可持續(xù)發(fā)展”、“綠色化學(xué)”、“環(huán)境友好制造”，對世界大部分地區(qū)的工業(yè)提出了新的要求。若無耐受這種條件的生物催化劑，這一目標(biāo)很難實(shí)現(xiàn)。酶催化的反應(yīng)日益增多生物催化劑能作用的反應(yīng)日益增多。這反映在工業(yè)規(guī)模級生物催化劑應(yīng)用不斷增加上。而且，生物催化劑越來越多地與化學(xué)催化劑相結(jié)合，或在細(xì)胞中的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中得到應(yīng)用。生物催化的缺點(diǎn)在必需的反應(yīng)介質(zhì)中，生物催化劑不夠穩(wěn)定

可通過蛋白質(zhì)工程和酶工程手段提高穩(wěn)定性欲將可得的底物轉(zhuǎn)化成目標(biāo)產(chǎn)物時(shí)，能適合所需反應(yīng)的生物催化劑不多，隨著生命科學(xué)的發(fā)展，目前生物催化劑的數(shù)量已有明顯增長開發(fā)新型和改良生物催化劑的周期太長，隨著對生物工程和生物催化研究的深入，這一周期必將縮短生物催化在工業(yè)上的應(yīng)用,

掀起生物技術(shù)的第三次浪潮！微生物學(xué)分子生物學(xué)酶學(xué)生物化學(xué)有機(jī)化學(xué)過程化學(xué)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)工程反應(yīng)器設(shè)計(jì)化學(xué)品造紙和紙漿植物保護(hù)動(dòng)物飼料食品,營養(yǎng)藥物工業(yè)生物技術(shù)生物催化醫(yī)用診斷分析采礦生物產(chǎn)業(yè)被列為國家七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一4.

生物催化的由來和發(fā)展生物催化發(fā)展簡史生物催化應(yīng)用現(xiàn)狀生物催化主要障礙

生物催化發(fā)展機(jī)遇生物酶催化反應(yīng)的發(fā)展歷史1906年，瓦爾堡（Warburg）采用肝臟提取物水解消旋體亮氨酸丙酯制備L-亮氨酸。1926年，薩姆納（Sumner）從刀豆中分離純化得到脲酶晶體。1952年，彼得遜（Peterson）發(fā)現(xiàn)黑根酶能使孕酮轉(zhuǎn)化為α-羥基孕酮，產(chǎn)物產(chǎn)率高，光學(xué)純度好，從而解決了，甾體類藥物合成中的重大難題。1867年，庫內(nèi)（Kuhne）提出酶（enzyme），用以表述催化活性。1897年，布赫奈納（Buchner）等發(fā)現(xiàn)酵母的活細(xì)胞提取也具有發(fā)酵作用，可以使葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳，為近代酶學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。1916年，納爾遜（Nelson）和格里芬（Griffin）發(fā)現(xiàn)蔗糖酶結(jié)合在骨炭粉末上仍有酶活性。巴斯德（Pasteur）是手性化合物研究的先驅(qū)者，1848年，他從外消旋酒石酸鈉銨鹽晶體的混合物中分離出（+）和（-）酒石酸鈉銨鹽兩種晶體。1894年，菲舍爾（Fischer）提出了“鎖鑰學(xué)說”，用來解釋酶作用的立體專一性。1908年，羅森貝格（Rosenberg）用杏仁（D-醇氰酶）作催化劑合成具有光學(xué)活性的氰醇。這些創(chuàng)造性的工作促進(jìn)了生物酶催化不對稱合成的研究與發(fā)展。1936年，西姆（Sym）發(fā)現(xiàn)胰脂肪酶在有機(jī)溶劑苯存在下仍能改進(jìn)酶催化的酯合成。1960年，諾華（NOVO）公司通過對地衣形芽胞桿菌（Bacilluslicheniformis）深層培養(yǎng)發(fā)酵大規(guī)模制備了蛋白酶，從此開始了酶的商業(yè)化生產(chǎn)。1984年，Klibanov所開創(chuàng)的非水介質(zhì)中酶反應(yīng)的研究，極大地推動(dòng)了酶在有機(jī)合成中的應(yīng)用。20世紀(jì)80年代初，Cech和Altman分別發(fā)現(xiàn)了具有催化功能的RNA（Ribozyme）從而打破了酶全部都是蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)觀念,開辟了酶學(xué)研究的新領(lǐng)域。經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)的研究，生物催化的不對稱合成已經(jīng)成功地用于光學(xué)活性氨基酸、有機(jī)酸、多肽、甾體轉(zhuǎn)化、抗生素修飾和手性原料等的制備，成為一種標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)合成方法。生物催化應(yīng)用現(xiàn)狀2002年,Staathof的報(bào)告涵蓋134種工業(yè)級生物轉(zhuǎn)化，其規(guī)模在100kg以上(Curr.Opon.Biotechnol.,2002,13,548-556)手性藥物迫切要求促進(jìn)了生物催化的發(fā)展20世紀(jì)90年代，手性藥物的研發(fā)已成為世界新藥發(fā)展的戰(zhàn)略方向與熱點(diǎn)領(lǐng)域不對稱催化反應(yīng)研究的成功為手性藥物工業(yè)注入了強(qiáng)大的活力，2001年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)就授予了三位從事不對稱催化反應(yīng)的科學(xué)家生物酶催化是獲取光學(xué)純手性藥物的關(guān)鍵技術(shù)RyojiNoyori

“Wechemistsareproudofourabilitytocreatehighvaluesfromalmostnothingonthebasisofaccumulatedscientificknowledge”——RyojiNoyori

單一對映體藥物全球銷售持續(xù)快速增長

生物催化對手性產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn)率年份傳統(tǒng)技術(shù)(手性源和分離)化學(xué)催化生物催化200255%35%10%200549%36%15%200941%36%22%(Chemical&EngineeringNews,2006)美國的目標(biāo)是：到2020年，要通過生物催化技術(shù)，降低化學(xué)加工業(yè)的原料消耗、水資源消耗、能量消耗各30%，減少污染物的排放和污染擴(kuò)散30%。日本政府也從2001年起，制定實(shí)施了“創(chuàng)造基于生物機(jī)能的循環(huán)產(chǎn)業(yè)體系”的計(jì)劃，開發(fā)用于化學(xué)物質(zhì)生產(chǎn)的細(xì)胞體系。生物催化主要障礙過去20年中，對生物催化劑的疑問不絕于耳：①酶的底物專一性太強(qiáng)；②可用的酶太少；③存在的酶的數(shù)量太少；④生物催化劑的穩(wěn)定性受限制；⑤酶反應(yīng)的時(shí)空收率低；⑥酶需要復(fù)雜的輔底物，如輔因子。生物催化發(fā)展機(jī)遇

生物技術(shù)已經(jīng)悄然進(jìn)入生物信息學(xué)和合成生物學(xué)的時(shí)代,生物化工學(xué)科也必須進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)變革!生物催化的最新技術(shù)進(jìn)展新生物催化劑的發(fā)現(xiàn)與改造

高通量篩選和平行實(shí)驗(yàn)技術(shù)使得尋找一種能完成特定反應(yīng)的生物催化劑變得更加容易定向進(jìn)化與基因重組技術(shù)在新生物催化劑的篩選中擔(dān)當(dāng)了重要的角色生物催化反應(yīng)工程主底物輔底物酶催化劑反應(yīng)介質(zhì)主產(chǎn)品副產(chǎn)物生物催化反應(yīng)體系選擇率生產(chǎn)率底物工程催化劑工程介質(zhì)工程生物催化與化學(xué)催化的結(jié)