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固定化酶载体材料的最新研究进展 作者：袁定重， 张秋禹， 侯振宇， 李丹， 张军平， 张和鹏， YUAN Dingzhong， ZHANG Qiuyu ， HOU Zhenyu， LI Dan， ZHANG Heping， ZHANG Junping 作者单位：西北工业大学理学院应用化学系,西安,710072 刊名： 材料导报 英文刊名：MATERIALS REVIEW 年，卷(期)：2006,20(1) 被引用次数：10次 参考文献(28条) 1.李伟.孙建中.周其云适于酶包埋的高分子载体材料研究进展[期刊论文]-功能高分子学报 2001(03) 2.Wilhelm Tischer.Frank Wedekind Immobilized enzyme:methods and applicatons 1999 3.Barbara.Krajewska Application of chitin-and chitosanbased materials for enzyme immobilizations:a review[外文期刊] 2004 4.Bullockc Immobilized enzymes 1995 5.Chaplin M F.Bucke C Enzyme technology 1990 6.Wiseman A Designer enzyme and cell applications in industry and in environment monitoring 1993 7.Pskin A K Therapeutic potential of immobilized enzymes 1993 8.Paul W.Sharma C P Chitosan,a drug carrier for the 21st century:a review 2000 9.安小宁.苏致兴高磁性壳聚糖微粒的制备与应用[期刊论文]-兰州大学学报(自然科学版) 2001(02) 10.Chiou Shaohua Immobilization of candida rugosa lipase on chitosan with activation of the hydroxgl groups 2004(02) 11.王斌.谢苗.曾竞华磁性壳聚糖微球固定化褐藻酸酶的研究学[期刊论文]-中国水产科学 2004(03) 12.袁春桃.蒋先明壳聚糖-g-丙烯腈固定化木瓜蛋白酶的研究[期刊论文]-应用化学 2002(09) 13.Prashanth S J.Mulimani V H Soymilk oligosaccharide hydrolysis by Aspergillus oryzae galactosidase immobilized in calcium alginate[外文期刊] 2005(3-4) 14.Patel S Stabilization of a haloophilic α-amlyase by callium alginate immobilization 1996(02) 15.Ding Liang.Yao Zihua Synthesis of macroporous polmer carrier and immobilization of papain 2003(06) 16.Li Songjun Use of chemically modified PMMA microspheres for enzyme immobilization 2004(1-3) 17.Cao Linqiu Immobilized enzyme:scence or art? 2005 18.薛屏.卢冠忠.郭杨龙青霉素酰化酶在含铁MCM-41介孔分子筛上的固定化研究[期刊论文]-化学通报(印刷版) 2003(10) 19.Han Yongjin.Jordan T Watson.Galen D Catalytic activity of mesoporous silicate-immobilized chloroperoxidase[外文期刊] 2002 20.Zhang Xin.Guan Ren feng.Wu Dan qi Enzyme immobilization on amino-fuctionalized mesostructrued cellular foam surfaces,characterization and catalytic properties[外文期刊] 2005 21.谢钢.张秋禹.李铁虎磁性高分子微球[期刊论文]-高分子通报 2001(0q) 22.邱广明.孙宗华磁性高分子微球共价结合中性蛋白酶 1995(03) 23.Han Lei.Wang Wei The preparation and catalytically active characterization of papain immobilized
固定化酶的研究进展 固定化酶是20世纪60年代发展起来的一项新技术。最初主要是将水溶性酶与不溶性体结合起来，成为不溶于水的酶衍生物，所以曾叫过“水不溶酶”和“固相酶”。但是，后来发现，也可以将酶包埋在凝胶内或置于超滤装置中，高分子底物与酶在超滤膜一边，而反应产物可以透过膜逸出。在这种情况下，酶本身仍是可溶的，只不过被固定在一个有限的空间内不能再自由流动。因此，用水不溶酶或固相酶的名称就不再恰当。在1971年第一届国际酶工程会议上，正式建议采用“固定化酶”的名称[1]。 一固定化酶的发展历程[1] 酶参与体内各种代谢反应，而且反应后其数量和性质不发生变换。作为一种生物催化剂，酶可以在常温常压等温和条件下高效地催化反应，一些难以进行的化学反应在酶的催化作用下也可顺利地进行反应，而且反应底物专一性强、副反应少等优点大大促进了人们对酶的应用和酶技术的研究。近年来，酶被人们广泛应用于食品生产与检测、生物传感器、医药工程、环保技术、生物技术等领域。 1916年美国科学家NELSON和GRIFFIN最先发现了酶的固定化现象；直到20世纪50年代，酶固定化技术的研究才真正有效地开展；1953年，德国科学家GRUB-HOFER 和SCHLEITH首先将聚氨基苯乙烯树脂重氮化，然后将淀粉酶、胃蛋白酶、羧肽酶和核糖核酸酶等与上述载体结合制备固定化酶；到20世纪60年代，固定化技术迅速发展；1969年日本千畑一郎利用固定化氨基酰胺酶从DL-氨基酸生产L-氨基酸，是世界上固定化酶大规模应用的首例；在1971年的第一届国际酶工程会议上，正式建议使用固定化酶(mimobilizedenzyme)这个名称。我国的固定化酶研究开始于1970年，首先是中国科学院微生物所和上海生化所的酶学工作者同时开始了固定化酶的研究工作 二固定化酶的特点[2] [3] 固定化酶具有许多优点：极易将固定化酶与底物、产物分开；可以在较长时间内进行分批反应和装柱连续反应；在大多数情况下，可以提高酶的稳定性；酶反应过程能够加以严格控制；产物溶液中没有酶的残留，简化了提取工艺；较水溶性酶更适合于多酶反应；可以增加产物的收率,提高产物的质量；酶的使用效率提高，成本降低。但是，固定化酶也有其不足之处，如固定化时，酶活力有损失；增加了固定化的成本，工厂开始投资大；只能用于水溶性底物，而且较适用于小分子。 三固定化酶固定化方法[3] [4] 由于所固定的酶或细胞的不同，或者固定的目的及固定用的载体的不同，使固定化方法大相径庭。根据固定的一般机理，可将之分为如下几种方法。酶的固定化方法有：
ｌ竖！壁塑翌苎垫！！竺篁！塑！篁箜！！！塑！：兰！旦旦旦垦二竺垒燮鱼！里！呈型！里壁！里！型旦塑鱼！垫！！塑：！！里！：！！！！ 酶的固定化方法的研究进展 徐莉?，侯红萍２ （１．山西农业大学食品科学与工程学院，山西太谷０３０８０１；２．山西农业大学食品科学与工程学院，山西太谷０３０８０１） 摘要：固定化酶是酶工程的核心，利于实现酶的重复利用及产物与酶的分离。介绍了几种常用的固定化酶的方 法，如吸附法、包埋法、交联法和共价结合法，以及近几年研究的一些新型的固定化技术，如交联酶聚集体、定向固定 和共固定技术。 关键词：酶；固定化；研究近展 中图分类号：ＱＳｌ４；Ｑ５５文献标识码：Ｂ文章编号：１００１—９２８６（２０１０）０１—００８６—０４ ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎｔｈｅＩｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＥｎｚｙｍｅｓ ，ｘｕＬｉｌａｎｄＨＯＵＨｏｎｇ—ｐｉｎｇ （１．ＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＳｈａｎｘｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉｇｕ，Ｓｈａｎｘｉ０３０８０１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄｅｎｚｙｍｅｉｓｔｈｅｃｏｒｅｉｎｅ／ｉｚｙｍｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄｉｔｉｓｈｅｌｐｆｕｌｆｏｒｔｈｅｌ℃ｕｓｅｏｆｅｎｚｙｍｅａｎｄｔｈｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓａｎｄｅｎ－ ｚｙｍｅ．Ｉｌｌｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｓｅｖｅｒａｌｃｏｍｍｏｎｌｙ－ｕｓｅｄｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｅｎｚｙｍｅｗｅｉ＇ｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｃｌｕｄｉｎｇａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．ｅｍｂｅｄｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄ，ｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄｃｏｖａｌｅｎｔｂｉｎｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｓｏｍｅｎｅｗｌｙ－ｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｓｕｃｈａｓｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｅｄｅｎｚｙｍｅａｇｇｒｅｇａｔｅｓ．ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｆｉｘｅｄａｎｄｔｏｔａｌｆｉｘａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ、＾，ｅｒｅａｌｓｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｎｚｙｍｅ；ｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ；ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓ 酶是一类具有催化功能的蛋白质，与化学催化剂相比具有反应速度快、反应条件温和、底物专一性强，可在水溶液和中性ｐＨ下操作等优点，但同时也存在一些不足，如酶一旦从细胞中分离出来，其活性会迅速下降，由于酶是溶于水的，在水溶液中进行反应，会导致酶和底物、产物从水中分离的困难，不利于循环使用【ｌｌ。 然而，固定化技术的出现彻底解决了这些问题，不仅提高了酶的活性，而且还实现了酶的可重复使用性。近年来，固定化酶的研究得到了人们极大的关注，并取得了许多重要成果。下面以酶的固定化方法为核心，介绍一些有关固定化技术的研究新进展。 １吸附法 利用多种固体吸附剂将酶或含酶细胞吸附在其表面上而使酶固定的方法。该方法最显著的优点是操作简便，条件温和，不会引起酶的变异失活，且载体价廉易得，可反复使用。但酶与载体结合不牢，极易脱落，所以它的使用受到一定的限制［２１。因此，人们不断尝试使用新的载体来解决这易脱落的问题。 通常，吸附法分为物理吸附法和离子吸附法。１．１物理吸附法 酶被载体吸附而固定的方法称为物理吸附法。从载体对酶的适应性来看，这个方法效果是好的，酶蛋白的活性中心不易受破坏，酶的高级结构变化也不明显，但其缺点是酶与载体的相互作用较弱，被吸附的酶极易从载体表面上脱落下来，不能获得较高活力的固定化酶［３】。该方法常用的载体有活性炭、多孔陶瓷、纤维素及其衍生物、甲壳素及其衍生物等。 纵伟、刘艳芳等（２００８）以磁性壳聚糖微球作为新型载体，并采用物理吸附法固定化脂肪酶，对影响固定化的各种因素进行考察，确定了最优条件，同时比较了游离酶和固定化酶的ｐＨ值和热稳定性。结果表明，固定化的适宜条件为：加酶量６００Ｕ／ｇ，温度５℃，ｐＨ７．０，固定化时间２ｈ。固定化酶的ｐＨ值和热稳定性都优于游离酶，固定化酶连续使用５次后，其相对酶活仍为使用前的５７．８％，具有较好的操作稳定性问。 近年来，随着介孔分子筛制备技术的日臻成熟，人们正在考虑用其担当固定化酶的载体。与其他材料相比，介孔分子筛规则的孔道、大的比表面积、极强的吸附性能、稳定的结构等特点，使其具有担当固定化酶载体得天独 收稿日期：２００９一１０—１２ 作者简介：徐莉（１９８４一），女，山西省孝义市，在读硕士研究生，研究方向：食品微生物与食品发酵。 通讯作者：侯红萍，女，教授，硕士生导师，主要从事食品发酵及生物工程等方面的教学与科研工作。主持、参加基金项目与科研项目多项。万方数据
酶固定化技术研究进展 选题说明 酶作为一种生物催化剂，具有高催化效率，高选择性，催化反应条件温和，清洁无污染等特点，其卓越的催化效能，令普通无机催化剂难以望其项背，因此酶的工业化使用一直是广受社会关注的课题，但天然酶稳定性差、易失活、不能重复使用，并且反应后混入产品，纯化困难，使其难以在工业中更为广泛的应用。此外，分离和提纯酶以及其一次性使用也大大增加了其作为催化剂的成本，严重限制了酶的工业推广。在此条件下，固定化酶的概念和技术得以提出和发展，并成为近些年酶工程研究的重点。酶的固定化，是用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内，仍能进行其特有的催化反应，并可回收及重复使用的一类技术。通过固定化，可以解决天然酶的局限性，实现酶的广泛运用。 基于对于酶的工业化使用和固定化酶的兴趣，我通过互联网和数据库信息检索的方式对酶的固定化技术发展状况进行了初步探索，并对目前的研究成果进行了简要的概括。希望能使大家对这一领域有所认识。 检索过程说明 1，检索工具和数据库 1.1，百度搜索引擎 1.2，Google搜索引擎 1.3，中国期刊全文数据库 1.4，万方数据系统 1.5，重庆维普中文科技期刊数据库 2，检索过程简述
首先，我选择了使用百度和Google搜索引擎进行关键词检索，都得到了浩繁的搜索结果，所的信息主要是百科简介和企业广告信息，介绍较为浅显陈旧，可利用性较差，但可以用于简单的信息了解，在搜素过程中，尝试使用了布尔检索规则如“固定化酶and应用”、高级检索和结果中检索的检索方式，以减小数据量。也尝试了Google学术搜索，得到了很多有用信息。运用维普中文科技期刊数据库搜素“题名或关键词”为“固定化酶”的相关资料得到655条，搜素“题名或关键词”为“固定化酶应用”的相关资料得到72条，检索关键词搜素“题名或关键词”为“固定化酶研究”的相关资料得到4条. 万方数据系统搜索主题词"固定化酶",得到相关资料1024条，搜索“固定化酶技术应用”得到相关资料23条.。中国期刊全文数据库中检索“固定化酶技术”得到相关资料2604条，搜索“固定化酶技术应用”得到相关资料742条 关键词 酶固定化载体制备研究应用 酶固定化技术研究进展 提要： 固定化酶有许多优点，尤其是稳定性和可重复使用性使其在许多领域得到广泛应用。固定化酶技术是一门交叉学科技术。目前已得到长足的发展。本文重点介绍了固定化酶制备的传统方法和近些年出现的一些新方法，同时对酶在一些性能优良的栽体上的固定进行了综述。 正文： 一，传统的酶固定化方法
固定化酶制备及应用的研究进展
固定化酶制备及应用的研究进展摘要：本文主要从分析酶单独应用中的不足、酶的固定化载体、固定化方法等方面介绍了固定化酶制备中的研究进展情况，并且从医药、食品、环保、化学工业、能源等方面其在其中的新应用出发，对固定化酶在新领域中的应用作了综述，给固定化酶研究的发展前景进行了展望，并且指出了今后酶固定化研究的主要方向是多酶的固定化及制备高活性、高负载、高稳定性的固定化酶。 关键字：酶；酶的固定化；载体；酶固定化应用领域 酶是重要的生物催化剂，具有专一性强、催化效率高、无污染、反应条件温和等特点，在制药、食品、环保、酿造、能源等领域都得到了广泛的应用。但在实际应用中，酶也存在许多不足，如大多数的酶在高温、强酸、强碱和重金属离子等外界因素影响下，都容易变性失活，不够稳定；与底物和产物混在一起，反应结束后，即使酶仍有很高的活力，也难于回收利用，这种一次性使用酶的方式，不仅使生产成本提高，而且难于连续化生产；并且分离纯化困难，也会导致生产成本的提高等。固定化酶（immobilized enzyme）这个术语是在1971 年酶工程会议上被推荐使用的。随着固定化技术的发展，出现固定化菌体。1973年，日本首次在工业上应用固定化大肠杆菌菌体中的天门冬氨酸酶，由反丁烯二酸连续生产L-天门冬氨酸。固定化酶技术为这些问题的解决提供了有效的手段，从而成为酶工程领域中最为活跃的研究方向之一。本文将从酶生
物催化剂固定化载体、固定化方法和技术及固定化酶的应用等几个方面出发，归纳和综述这些方面近年来的研究进展。 1酶固定化的传统方法 关键在于选择适当的固定化方法和必要的载体以及稳定性研究、改进。 1.1 吸附法 吸附法是利用物理吸附法，将酶固定在纤维素、琼脂糖等多糖类或多孔玻璃、离子交换树脂等载体上的固定方式。显著特点是：工艺简便及条件温和，包括无机、有机高分子材料，吸附过程可同时达到纯化和固定化；酶失活后可重新活化，载体也可再生。但要求载体的比表面积要求较大，有活泼的表面。 1.2包埋法 包埋固定化法是把酶固定聚合物材料的格子结构或微囊结构等多空载体中，而底物仍能渗入格子或微囊内与酶相接触。这个方法比较简便，酶分子仅仅是被包埋起来，生物活性被破坏的程度低，但此法对大分子底物不适用。 1)网格型 将酶或包埋在凝胶细微网格中，制成一定形状的固定化酶，称为网格型包埋法。也称为凝胶包埋法。 2)微囊型 把酶包埋在由高分子聚合物制成的小球内，制成固定化酶。由于形成的酶小球直径一般只有几微米至几百微米，所以也称为微囊化法。
?综述与专论? 2013年第6期 生物技术通报 BIOTECHNOLOGY BULLETIN 酶的固定化方法和技术研究是酶工程研究的重点之一，其核心是如何将游离的酶通过一定的方式与水不溶性的载体相结合，同时保持酶的催化活性和催化特性。固定化酶的概念自1953年由德国科学家Gubhofen ［1］提出以来，先后经过了实验室研发到工业化生产的重大转折，并建立了传统的固定化酶的基本方法，如包埋法、交联法、吸附法和共价结合法［2］。近年来，随着结构生物学、蛋白质工程及材料科学的不断发展，在酶的固定中出现了一些新型载体和新型技术，从而使酶在负载能力、酶活力和稳定性等方面获得了极大提高，且降低了酶在工农业应用中的催化成本。这些载体和技术包括交联酶聚集体、“点击”化学技术、多孔支持物和最近的以纳米粒子为基础的酶的固定化［3］。纳米材料作为 收稿日期：2012-11-27基金项目：河南省科技厅科技攻关项目（112102210299），河南省教育厅自然研究计划项目（2011A180026）作者简介：高启禹，男，硕士，讲师，研究方向：酶与酶工程；E -mail ：gaog345@https://www.doczj.com/doc/1a3209451.html, 纳米材料固定化酶的研究进展 高启禹1 徐光翠2 陈红丽1 周晨妍1 （1.新乡医学院生命科学技术学院 河南省遗传性疾病与分子靶向药物重点实验室培育基地，新乡 453003； 2.新乡医学院公共卫生学院，新乡 453003） 摘 要： 纳米材料在蛋白酶及核酶的固定化研究领域进展迅速，主要包括各种磁性纳米载体及非磁性纳米载体。目前在固定化纳米载体的特性、固定化方法及固定化效果上已进行了广泛探讨。综述以纳米载体的研究现状为基础，分析纳米载体固定化酶的应用前景及纳米载体固定对酶学性质的影响，并对该技术的研究进行介绍和展望。 关键词： 纳米材料 固定化酶 磁性载体 非磁性载体 核酶 Research Progress of Nanoparticles for Immobilized Enzymes Gao Qiyu 1 Xu Guangcui 2 Chen Hongli 1 Zhou Chenyan 1 （1. College of Life Science and Technology ，Xinxiang Medical University ，Henan Key Laboratory of Hereditary Disease and Molecular Target Drug Therapy （Cultivating Base ），Xinxiang 453003；2. College of Public Health ，Xinxiang Medical University ，Xinxiang 453003） Abstract: Immobilization of protease and ribozyme by nanometer carrier are researched as a more useful means, including of the magnetic nanoparticle and nonmagnetic nanoparticles. Currently, the types of immobilized carrier and methods and results of nanoparticles are discussed. In this paper, we describe the current application of immobilized enzyme by nanocarrier, the effect of nanoparticles matrix to enzymatic properties and the prospect of application for the above mentioned technology were introduced, and the direction of the development of nanoparticles immobilization of enzyme was analyzed. Key words: Nanoparticle cartie Immobilized enzymes Magnetic nanoparticles Non magnetic nanoparticles Ribozyme 酶固定化的新型载体，能够体现良好的生物相容性、较大的比表面积、较小的颗粒直径、较小的扩散限制、有效提高载酶量及在溶液中能稳定存在等优点［4］。固定化的微粒状态根据纳米材料物理形态的差异性可分为纳米粒（包括纳米球、纳米囊）、纳米纤维（包括纳米管、纳米线）、纳米膜及纳米块等。目前，用于酶固定化的纳米形态以纳米粒（Nanoparticles，Nps）最为常见，纳米粒通常指粒子尺寸在1-1 000 nm 范围内的球状或囊状结构的粒子。而用于酶固定的纳米载体材料有磁性纳米载体、非磁性纳米载体等［5］。但是，在进行相关固定化设计时，仍然需严格遵循固定化酶的主要任务，即一方面要满足应用上的催化要求；另一方面又要满足在调节控制及分离上的非催化要求。
脂肪酶修饰研究进展 摘要 脂肪酶广泛应用于食品、化工和生物技术等领域，反应体系涉及溶剂体系和水相体系；为提高脂肪酶在反应中活性和稳定性，可采取多种方法对脂肪酶进行修饰。该文对脂肪酶修饰方法进行综述。 关键词脂肪酶酶修饰酶 脂肪酶（EC 3.1.1.3）能催化脂肪酸酯水解、醇解、酸解、酯交换及脂肪酸酯化反应，广泛应用于食品、化工、医药、纺织等领域；脂肪酶可应用于水相反应，亦可应用于非水相反应。脂肪酶系由生物细胞所分泌、以蛋白质为主要成分生物催化剂，具有选择性好、催化活性高、反应条件温和、环保无污染等特点。但天然脂肪酶在实际应用中仍存在一些问题，如游离酶与产物分离困难、游离酶不易回收重复利用、游离酶稳定性差等。为解决天然脂肪酶在实际应用中存在问题，研究者采用多种方法对其进行修饰，以改善其功能。 酶修饰化技术始于20世纪50年代，并很快应用于工业化生产。酶修饰目的有：定向修饰酶催化活性中心氨基酸残基，揭示酶活性中心构成及催化机理修饰与组成酶活性中心无关氨基酸侧链，改善酶的应用性能及酶原有催化功能或创造新功能；酶与其它物质（或化合物）通过非共价键相互作用，改善酶的表面特性或应用特性。根据修饰中酶与修饰分子间作用力不同，可将酶的修饰方法分为共价修饰和非共价修饰。 1 脂肪酶共价修饰 1.1 大分子修饰脂肪酶 很多大分子经活化可用以修饰脂肪酶，如聚乙二醇、葡聚糖、右旋糖苷、甲壳素和壳聚糖及其衍生物等。 聚乙二醇（PEG）是一种单功能聚合物，具有一系列不同分子量产品，其无毒副作用、无刺激性、无免疫原性，并具良好水溶性，与许多有机物组份呈良好相溶性。20 世纪70 年代后期，PEG 对蛋白质化学修饰已有很多报道。Abuchowski研究发现，经PEG修饰蛋白质作为药物比未修饰蛋白质有效许多。PEG主要通过改变蛋白分子侧链基团或分子中主链结构对脂肪酶进行修饰，按PEG 修饰基团不同可将之分为氨基修饰、巯基修饰、羧基修饰等。但PEG用于脂肪酶化学修饰必须活化，因此PEG修饰一般可分为两步：首先，将PEG 予以活化处理，使其连接一个活性基团，以便其与酶蛋白分子某些功能基团结合，然后将经活化PEG与酶进行共价结合。目前，最常用活化剂有：氰尿酰氯（三聚氯氰）、三氟乙烷磺酰氯、氯甲酸–P–硝基苯酯、N–羟基琥珀酰亚胺等。其中三聚氯氰是一种常用活化剂，价格低廉、容易获得；但毒性较大，且有可能会影响酶活性。脂肪酶经活化PEG 修饰后，可提高其在有机溶剂中溶解性和稳定性；但酶活可能会有不同程度改变。用硝基苯基氯仿、氰尿酸氯化物活化的PEG修饰念珠菌属脂肪酶，修饰酶在异辛烷中稳定性和活力均提高许多。而用对硝基苯―氯甲酸酯活化PEG，再用此活化PEG 修饰C.rugosa 类VII脂肪酶（CRL），修饰虽降低酶活性，但提高酶稳定性。经PEG修饰后可提高酶在有机溶剂中稳定性和溶解性；但PEG修饰脂肪酶在存在少量水条件下才能在酯化反应和酰基交换反应体系中发挥其活力，同时少量水的存在可使反应逆向进行。 甲壳素是一种在自然界储量丰富天然多糖，对蛋白质呈有高亲和性，有许多反应基团，是一种具多功能基团高分子化合物，可发生多种反应。甲壳素部分水解脱乙酰基可得到壳聚糖。甲壳素、壳聚糖均存在氨基，能与酶蛋白共价结合，又能螯合金属离子，使金属离子不能抑制酶活性。脱酰壳聚糖也可通过戊二醛偶联到酶分子上。黄朋、Lee 等采用Fe3O4化学沉淀法合成一种磁性高分子微球，通过固定化修饰脂肪酶，可提高脂肪酶耐受性、酶使用次
固定化酶在食品中的应用 （生物科学与技术学院袁定清） 摘要:固定化酶技术将酶工程提高到一个新水平，实现了酶的重复使用及产物与酶的分离。而且它已在食品领域得到了迅速的发展和广泛的应用。本文主要介绍了固定化酶技术的特点、固定方法、食品工业方面的应用和发展趋势的预测，是酶工程的核心技术之一。 关键词：固定化酶；食品制造；固定化技术 Application of immobilized enzyme in food(College of biological science and technology Yuan Dingqing ） Abstract:The technology of immobilized enzyme is one of the core technology for enzyme engineering, it enzyme engineering to a new level, to achieve the separation of enzyme reuse andproduct with the enzyme. And it has been in the food area of rapid development and wide application. This paper describes the characteristics of the immobilized enzyme technology, fixation methods, applications and development trends in the food industry forecast. Key words:immobilized enzyme; food industry; immobilization technology; prospects 1 固定化酶的定义和特点 固定化酶技术是用人工方法将酶固定在特定载体上，进行催化生产，因而固定化酶一般可以被认为是不溶性酶，与水溶性酶相比，其优点如下：易于将固定化酶与底物、产物分离，便于后续的分离和纯化；可以在较长时间连续生产；酶的稳
壳聚糖直接作为固定化酶载体 壳聚糖本身是一种多孔网状天然高分子粉粒材料,耐热性好,其分子中的羟基和氨基可形成活泼界面,对蛋白质有显著的亲合力 ,可将酶吸附通过离子键、氢键及范德华力而与载体结合。李志国等[ 4 ]以壳聚糖为载体,用物理吸附固定化脂肪酶,对影响固定化过程的各种因素进行考察,确定最优条件,结果表明:固定化酶的可操作性优于游离酶。 以壳聚糖为载体通过吸附制备固定化酶,酶不易失活,但酶与载体之间的结合力弱,在使用过程中酶分子易从载体上脱落,因此,多数情况下用吸附—交联法以提高其稳定性。最常用的交联剂是甲醛和戊二醛[ 5, 6 ],但更多采用戊二醛。吴茜茜等[ 9 ]研究了壳聚糖吸附和戊二醛交联对脂肪酶固定化的影响。蔡俊等[ 10 ]对谷胱甘肽硫转移酶的固定化、游离酶和固定化酶的酶学特性进行了研究,通过试验确定谷胱甘肽硫转移酶的最佳固定化条件为先用2%壳聚糖吸附酶,然后再加戊二醛交联,戊二醛浓度1.2%,交联时间为16h。王俊等[ 11 ]以壳聚糖为载体,采用戊二醛为交联剂的方法来固定海藻糖合成酶。赵江等[ 12 ]采用壳聚糖吸附和戊二醛交联的方法,将胃蛋白酶固定于壳聚糖上。 壳聚糖衍生物作为固定化酶载体 壳聚糖只能酸溶或溶于酸性水溶液 ,不能溶于有机溶剂。为了改善它的物理和化学特性可对壳聚糖进行化学修饰 ,如酰基化、羧基化、醚化、 Schiff反应、 N2 烷基化、酯化、氧化、卤化、接枝共聚、络合等反应 ,生成一系列具有不同性能的衍生物[ 28 ],可用作固定化酶的载体。 壳聚糖在甲醇 /乙酸介质中与过量醛进行 Schiff碱反应 , 可生成醛亚胺化衍生物。魏荣卿等[ 29 ]以壳聚糖为载体 ,与双醛淀粉反应形成酶柔性固定化模型 (Chit osan2 DAS50) ,对木瓜蛋白酶进行柔性固定化 ,在酶用量为 14 . 4 mg/g (酶 /干球 )、 pH 8的条件下 ,固定木瓜蛋白酶 18 h,所得的固定化酶活力回收率达 72% ,相当于采用壳聚糖—戊二醛 (Chit osan,G A)载体的 3倍。 雷福厚等[ 30 ]将壳聚糖制备成壳聚糖铜高分子络合物 ,以配位键的形式对多酚氧化酶进行固定化 , ,过程为:P～NH2 + Cu2 -—P ～NH2Cu2 + enzymeP ～NH2Cu-enzyme 壳聚糖上的 - NH2可以与 Cu2 +形成高分子络合物。由于高分子键的刚性作用 ,此络合物的 Cu2 +配位未饱和 ,可以进一步与酶中的游离氨基配位 ,使酶以配位键的形式固定在壳聚糖上 ,此方法称为高分子配位键法。这种方法制备简单 ,酶损失少。壳聚糖铜固定化多酚氧化酶在最佳 pH值、热稳定性、底物对酶的抑制及米氏常数等方面均表现出酶催化特征。说明以功能高分子化合物为载体 ,以 Cu2 +为配位中心 ,通过配位桥键的形式将酶固定在高聚物上 (即高分子配位键法 ) 是可行的。
固定化脂肪酶研究进展 毛满琴 生物工程一班，20091489） 摘要：固定化脂肪酶由于其易与底物分离且可重复使用而备受关注。综述了常用的固定化方法，包括吸附法、共价交联法和包埋法，不同的固定化方法对酶的性质有不同的影响。 关键词：固定化，脂肪酶，载体 Research progress in lipase immobilization MAO Man-qin （Class one, bioengineering, 20091489） Abstract: Immobilized lipase become a hotspot because its easy to separate and can be reused. The common immobilization methods were generally introduced including adsorption, covalent cross-linking method and entrapment method. Different immobilization methods had different effects on the enzyme. Key words: immobilization; lipase; carrier 脂肪酶（Lipase EC3.1.1.3,甘油酯水解酶）是一类特殊的酰基水解酶，它的底物是油脂，其水解部位是油脂中脂肪酸和甘油相连接的酯键；脂肪酶能在油水界面上催化酯水解或醇解、酯合成、酯交换、内酯合成、多肽合成、高聚物合成及立体异构体拆分等有机合成反应，是目前被重点研究的酶催化剂。脂肪酶与底物的作用过程包括：第一步，活化丝氨酸的酰基化（通过亲核攻击）和酯键裂解，甘油二酯释放后，四面体半缩醛中间产物形成；第二步，脱酰基作用（丝氨酸酰基化的逆反应），是活化水分子对酯进行攻击，接下来的裂解过程同样包括脂肪酸释放后四面体半缩醛中间产物结构的形成。游离脂肪酶催化技术虽然成熟，但酶分离困难，不能重复使用，难以实现过程连续化，因此脂肪酶催化技术工业化很大程度上取决于酶的固定化。当底物和产物是小分子的可溶性物质时，固定化酶更占优势。 1 固定化脂肪酶的方法 [1] [2] 1.1 吸附法 吸附法是最简单的固定化方法，载体和生物催化剂之间的作用力是次级作用力。根据吸附的特点又分为物理吸附法和离子交换吸附法。 彭立凤[3]等研究了以CaCO3粉末为载体吸附法固定化脂肪酶的方法。结果表明，当酶的用量为CaCO3质量的013g.g「1，吸附时间1.5h，所得固定化酶活最高，为 158.1UCaCO3/g.min。 林繁华[4]等利用以醋酸纤维素/聚丙烯复合膜为载体对脂肪酶进行吸附固定，研究了 不同条件对固定化脂肪酶活性的影响。实验结果表明当酶浓度为0.020g/mL 时效果最好， 当酶的浓度低于0.020g/mL 时，固定化酶活随酶浓度的增大而增加，而高于此值固定化酶 的酶活不再增加。说明脂肪酶在吸附固定化时,载体吸附的酶量是有限的，一方
天然高分子固定化酶的发展趋势及前沿班级：08级化学工程与工艺一班姓名：董洪军学号：P081914153 摘要固定化酶技术作为一门交叉学科技术，在生命科学、生物医学、食品科学、化学化工及环境科学领域得到了广泛应用。新型载体材料的合成是今后固定化酶发展的一个非常重要的研究领域。在酶的固定化中天然材料和智能材料也同样起着重要的作用。随着新技术的发展能够在温和条件下获得高活性的固定化酶已成为现实，如定向固定化酶、超声技术和辐射技术固定化酶等。本文结合自己的工作介绍了固定化酶制备及应用的研究现状和发展趋势。关键词固定化酶载体酶促反应应用酶是高效、专一性强的生物催化剂。生物体内的各种化学反应都是在酶催化下进行的，但是自由酶在水溶液中很不稳定，可溶性酶一般只能一次性地起催化作用，同时，酶是蛋白质对热、高离子浓度、强酸、强碱及部分有机溶剂等均不够稳定，容易失活而降低其催化能力，这些不足大大限制了酶促反应的广泛应用。上世纪60 年代出现的固定化酶(Immobilized enzymetechnology)克服了自由酶的上述不足，并且酶可以回收及重复使用[1]，从而成为生物技术中最为活跃的研究领域之一。酶(细胞)的固定化方法可大致分为吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等4 种[2]。吸附法是指通过载体表面和酶表面间的次级键相互作用而达到酶固定化的方法，根据吸附剂的特点又可分为物理吸附和离子交换吸附。该法具有操作简便、条件温和及吸附剂可反复使用等优点，但也存在吸附力弱，易在不适pH、高盐浓度、高底物浓度及高温条件下解吸脱落的缺点。共价偶联法是将酶的活性非必须侧链基团与载体的功能基通过共价键结合，故表现出良拜永孝男，博士生，现从事生物活性高分子的研究。?联系人 E-mail: liyf@https://www.doczj.com/doc/1a3209451.html,2004-04-16 收稿，2004-09-06 接受https://www.doczj.com/doc/1a3209451.html, 化学通报 2005 年第68 卷 w0272好的稳定性，有利于酶的连续使用，是目前应用和研究最为活跃的一类酶固定化方法，但共价偶联反应容易使酶变性而失活。交联法是利用双功能或多功能基团试剂在酶分子之间交联架桥固定化酶的方法，其更易使酶失活。包埋法包括网格包埋、微囊型包埋和脂质体包埋等，包埋法中因酶本身不参与化学结合反应，故可获得较高的酶活力回收，其缺点是不适用于高分子量底物的传质和用于柱反应系统，且常有扩散限制等问题。上述各种固定化酶(细胞)的方法所表现出的不足之处限制了其广泛应用，因此，设计和合成性能
固定化技术研究进展 摘要：固定化酶技术作为一门交叉学科技术，在生命科学、生物医学、食品科学、化学化工及环境科学领域得到了广泛应用。新型载体材料的合成是今后固定化酶发展的一个非常重要的研究领域。本文主要介绍了固定化酶的载体，固定化技术以及在不同行业的应用，主要介绍了在污水处理和医疗行业的应用和发展趋势。 关键词：固定化载体污水医疗应用 酶是重要的生物催化剂，具有专一性强、催化效率高、无污染、反应条件温和等特点，在制药、食品、环保、酿造、能源等领域都得到了广泛的应用。但在实际应用中，酶也存在许多不足，如大多数的酶在高温、强酸、强碱和重金属离子等外界因素影响下，都容易变性失活，不够稳定；与底物和产物混在一起，反应结束后，即使酶仍有很高的活力，也难于回收利用，这种一次性使用酶的方式，不仅使生产成本提高，而且难于连续化生产；并且分离纯化困难，也会导致生产成本的提高等。固定化酶技术(Immobilized enzyme technology)克服了酶的上述不足。酶的固定化是指采用有机或无机固体材料作为载体，将酶包埋起来或束缚、限制于载体的表面和微孔中，使其仍具有催化活性，并可回收及重复使用的酶化学方法与技术。 1.传统酶固定化技术 传统酶的固定化方法可分为吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等4 种。吸附法是指通过载体表面和酶表面间的次级键相互作用而达到酶固定化的方法，根据吸附剂的特点又可分为物理吸附和离子交换吸附。该法具有操作简便、条件温和及吸附剂可反复使用等优点，但也存在吸附力弱，易在不适pH、高盐浓度、高底物浓度及高温条件下解吸脱落的缺点。共价偶联法是将酶的活性非必须侧链基团与载体的功能基通过共价键结合，故表现出良好的稳定性，有利于酶的连续使用，是目前应用和研究最为活跃的一类酶固定化方法，但共价偶联反应容易使酶变性而失活。交联法是利用双功能或多功能基团试剂在酶分子之间交联架桥固定化酶的方法，其更易使酶失活。包埋法包括网格包埋、微囊型包埋和脂质体包埋等，包埋法中因酶本身不参与化学结合反应，故可获得较高的酶活力回收，其
固定化脂肪酶催化羊毛脂酸合成 羊毛脂衍生物 汤赞焦梦张琛高诗萌王芳芳 摘要：以羊毛脂酸，戊醇为原料，采用实验室自制的固定化Candidia sp．99-125脂肪酶在石油醚（60℃—90℃）体系下合成羊毛酸戊酯，研究了醇的种类，酶用量，初始水含量，底物浓度，酸醇摩尔比对酯化率的影响。研究结果表明：在最佳实验条件下，反应转化率可达79.82%。 关键词：羊毛脂酸；戊醇；脂肪酶；酯化 Immobilized lipase catalyzes lanolin acid to synthesize lanolin derivatives Abstract: With lanolin acid and amyl alcohol as raw materials, lanolin fatty acid amyl ester was synthesized in the petroleum ether(60℃—90℃)system using immobilized lipase from Candidia sp.99—125, effects of ethanol, enzyme dosage, initial water content, substrate concentration and acid-alcohol mole ratio on esterification rate were studied. As can be seen from the results，the conversion rate reached 79.82% under the optimum conditions. Key words: lanolin acid; pentanol; lipase; esterification 1 引言 羊毛脂酸是羊毛提取胆固醇后的副产物，如果将其直接将其排放，不仅浪费资源而且污染环境。羊毛脂酸与醇反应的得到羊毛脂衍生物在工业和化妆品的领域有广泛的应用。在工业方面,羊毛脂衍生物可用作润滑油和防锈剂,也可用于皮革加工工艺,纺织加工和印刷油墨。在皮肤病学方面,羊毛脂衍生物是一种高效的润肤剂,它可使因缺少天然水分而干燥或粗糙的皮肤软化并得到恢复。据Idson 报导说,羊毛脂衍生物通过延迟,而不是完全阻止水分通过表皮层来维持皮肤通常的含水量10～30%。羊毛脂衍生物有很好的乳化和渗透作用,能被皮肤和头发吸收,并能和多种原料相混合,所以是良好的化妆品原料。 用羊毛酸通过化学法合成羊毛脂衍生物，通常需要在高温、高压及强酸条件下进行，转化率低，副产物多，生产成本高，且随着脂肪酸和脂肪醇碳链的加长，反应难度加大。用脂肪酶催化合成羊毛脂衍生物具有专一性强、反应条件温和、
产脂肪酶细菌的筛选与鉴定 姓名：范丽萍学号：0911040203 班级：生09级6班 前言 1.脂肪酶的简介 脂肪酶(Lipase，EC3．1．1．3，甘油酯水解酶)是分解脂肪的酶u J。在动植物体和微生物中普遍存在，它是一类特殊的酯键水解酶，催化如下反应：甘油三酯+水=甘油+游离脂肪酸。它的另一重要特征是只作用于异相系统，即在油(或脂)一水界面上作用，对均匀分散的或水溶性底物无作用即使作用也极缓慢，因此脂肪酶也可说是专门在异相系统或水不溶性系统的油(脂)一水界面上水解酯的酶。 2.微生物产脂肪酶的研究历程 脂肪酶是最早研究的酶类之一(见表1)。从1834年兔胰脂肪酶活性的报道至如今的微生物脂肪酶已有上百年的历史。微生物发酵法的应用前景要远远大于提取法及化学合成法。如今，黑曲霉、白地霉、毛霉等微生物来源的酶已制成结晶。根霉、圆柱假丝酵母、德氏根霉、多球、，粘质色杆菌等也得到高度提纯，并对它们的理化性质[1]开展进一步研究。早在60年代，假丝酵母[2]、曲霉、根霉等菌产生的脂肪酶相继在日本进入商品生产(见表2)。我国60年代也已开展脂肪酶的研究开发。1967年，中科院微生物所筛选到解脂假丝酵母(Candida lipolytica)AS2．1203并于1969年制成酶制剂供应市场。 表1 常见的产脂肪酶的徽生物 菌名 黑曲霉荧光假单胞菌 白地霉无根根霉 毛霉圆柱假丝酵母 巢子须霉德氏根霉 多球菌棉毛状酶 圆弧青霉粘质色杆菌 表2 常见商品酶 enzyme abbreviation manufacturer Candida cylindraces CC Sigina,amano Aspergillus niger AN Amino,fluka Rhisopus delemar RD amano 就微生物脂肪酶而言，虽然在产酶菌株选育、培养条件、酶的性质及工业应用上已研究了几十年，但由于脂肪酶的结构及性质的多样性、酶的不稳定性、底物的水不溶性、酶的来源不足、提纯困难以及应用范围不广泛等问题，脂肪酶的研究进展及工业应用与蛋白酶、淀粉酶相比要慢得多，窄得多。因此在微生物产脂肪酶方面还有很大的研究空间，本实验主要就是通过对微生物的培养，筛选出产脂肪酶活力高的细菌。 3.微生物产脂肪酶的用途