酶工程 第一章绪论修改

酶工程名词解释 酶工程名词解释必

需水

第一章 绪论

酶:具有生物催化功能的生物大分子 酶工程:酶的生产与应用的技术过程

核酸类酶:分子中起催化作用的主要组分为核糖核酸的酶 蛋白类酶:分子中起催化作用的主要组分为蛋白质的酶

酶的生产:通过各种方法获得所需酶的技术过程

酶的改性:通过各种方法改进酶的催化特性的技术过程 酶的专一性: 酶对所作用的底物有严格的选择性，一种酶仅

能作用于一种物质， 或一类分子结构相似的物质，促其进行一定的化学反应，产

生一定

的反应产物， 酶的转换数:每个酶分子每分钟催化底物转化的分子数

第二章 微生物发酵产酶 酶的发酵生产：通过预先设计，经过人工操作，利用微生物

的生命活动获得所需

的酶的技术过程， 转录：以DNA为模板，以核苷三磷酸为底物，在依赖DNA

的RNA聚合酶的作用下， 生成RNA的过程

翻译：以mRNA为模板，以各种氨基酸为底物，在核糖体上通过各种tRNA、酶和

辅因子的作用，合成多肽酶的过程

酶的诱导：加进某些物质，使酶的生物合成开始或加速进行的现象

酶的反馈阻遏：酶催化反应的产物或代谢途径的末端产物使该酶的生物合成收到

阻碍的现象

分解代谢物阻遏：某些物质经过分解代谢产生的物质阻碍某些酶生物合成的现象 发酵动力学：研究发酵过程中细胞生

长速率、产物生成速率、基质消耗速率以及 环境其因素对这些速率的影响规律等的学科

第三章 动植物细胞培养产酶

动物细胞培养产酶：将优良的种质细胞用胰蛋白酶消化处理，分散成细胞悬浮液，

再将细胞悬浮液接入适宜的培养液中，在人工控制条件的反 应器中进行细胞培养，而获得所需的酶

植物细胞培养产酶：从植物外植体中诱导获得植物细胞，再

通过筛选、诱变、原 生质体融合或基因重组等手段选育得到优良的产酶细胞，然

后在人工控制条件的反应器中进行细胞培养，而获得所需的 酶

端粒酶：催化端粒合成和延长的酶 抗体酶：具有生物催化活性的抗体分子

半抗原：仅具备抗原性而不具有免疫原性的物质

第一章 绪论

酶工程：酶的生产、改性和应用的技术过程。

酶的生产(enzyme production): 通过各种方法获得人们所需的酶的技术过程，主要包括微生物发酵产酶、动植物培养产酶和酶的提取与分离纯化等。

酶的改性(enzyme improving ): 通过各种方法改进酶的催化特性的技术过程，主要包括酶分子修饰、酶固定化、酶非水相催化和酶定向进化等。

酶的应用(enzyme application):通过酶的催化作用获得人们所需的物质或者除去不良物质的技术过程，主要包括酶反应器的选择与设计以及酶在各个领域的应用等。

酶工程的主要内容包括微生物细胞发酵产酶，酶的提取与分离纯化，酶分子修饰，酶、细胞和原生质体固定化，酶的非水相催化，酶反应器和酶的应用等。

酶工程的主要任务是经过预先设计，通过人工操作，获得人们所需的酶；并通过各种方法使酶充分发挥其催化功能。

酶是一类具有催化功能的生物大分子，亦称生物催化剂 。

酶的分类：1、氧化还原酶（oxidoreductase）

2、转移酶（transferase）

3、水解酶（hydrolase）

4、裂解酶（或裂合酶lyase）

5、异构酶（isomerase）

6、合成酶（synthease）或连接酶（ligase）

酶的催化特性：高效性、高度专一性、反应条件温和且活力可调节

影响酶催化反应速率的因素：底物浓度的影响，酶浓度的影响，pH、温度的影响，抑制剂的影响，激活剂的影响

米氏方程式：

[S]：底物浓度

V：不同[S]时的反应速度

Vmax：最大反应速度(maximum velocity)

Ｋm：米氏常数(Michaelis constant)

米氏常数Km的意义：

 重要特征物理常数，与酶浓度无关。不同的酶具有不同Km值

 物理意义：Km等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。

 Km值只是在固定的底物，一定的温度和pH条件下，一定的缓冲体系中测定的，不同条件下具有不同的Km值。

1 第四章 酶工程制药

教学目的

掌握：酶工程的概念

熟悉：固定化酶、固定化菌体的定义和特点

教学重点

固定化酶

计划学时：4

酶工程制药是生物制药的主要技术之一，主要包括药用酶的生产和酶法制药两方面的技术。

药用酶是指可用于预防和治疗疾病的酶。

酶法制药是指利用酶的催化作用而制造出具有药用功效物质的技术过程。主要包括酶的催化反应、酶的固定化、酶的非水相催化等。

第一节 概述

酶是生物催化剂。

所有生物体在一定条件下都可以合成多种多样的酶。生物体内的各种生化反应，几乎都是在酶的催化作用下进行的，所以酶对于生物体的新陈代谢是至关重要的。

一、酶的催化特性

酶是生物催化剂，具有催化剂的共同性质，即可以加快化学反应的速度，但不改变反应的平衡点。

1 酶的专一性强

2 酶的催化效率高

3 酶的作用条件温和

二、影响酶催化作用的主要因素

(一) 底物浓度对酶催化反应的影响

酶催化反应的底物即酶所作用的物质。根据参与反应的底物数量的不同，可分为单底物反应和多底物反应。

单底物反应只有一种底物发生变化。水解酶催化的水解反应有水参与，但由于水的量很大，可视为其浓度是恒定不变的，也属于单底物反应。

多底物反应是有两个或多个底物参与的反应。其底物浓度对反应速度的影响较为复杂，根据底物与酶的结合顺序，可分别用有序机制(Ordered bi bi mechanism)、随机机制(Random bi bi mechanism)和乒乓机制(Ping—pang bi bi mechanism)解释。

1 单底物反应中底物浓度对酶促反应速度的影响

从图4—1可以看到，在底物浓度较低的情况下，反应速度与底物浓度成正比。

当底物达到一定浓度时，反应速度的上升不再与底物浓度的增加成正比，而逐步达到一个极限值(最大反应速度Vm)。

1902年，Henri根据图4—1的结果，提出中间产物学说。

2 1913年，Michaelis和Menten提出快速平衡(Rapid equilibrium)理论，运用数学方法推导出米氏方程。其推导过程基于下列三点假设：

第一章 绪论

1.何谓酶工程，试述其主要内容和任务。

酶的生产、改性与应用的技术过程称为酶工程。

酶工程的主要内容包括：微生物细胞发酵产酶，动植物细胞培养产酶，酶的提取与分离纯化，酶分子修饰，酶、细胞、原生质体固定化，酶非水相催化，酶定向进化，酶反应器和酶的应用等。

酶工程的主要任务是经过预先设计，通过人工操作获得人们所需的酶，并通过各种方法使酶的催化特性得以改进，充分发挥其催化功能。 2.酶有哪些显著的催化特性？

酶是生物催化剂，与非酶催化剂相比，具有专一性强、催化效率高和作用条件温和等显著特点。 3.简述影响酶催化作用的主要因素。

酶的催化作用受到底物浓度、酶浓度、温度、pH、激活剂浓度、抑制剂浓度等诸多因素的影响。 5.简述酶活力单位的概念和酶活力的测定方法。

酶活力单位：在特定条件下（温度可采用25℃，pH等条件均采用最适条件），每1min催化1μmol的底物转化为产物的酶量定义为1个酶活力单位，这个单位称为国际单位（IU）。在特定条件下，每秒催化1mol底物转化为产物的酶量定义为1卡特（kat）

酶活力的测定方法：振荡测定法，酶柱测定法，连续测定法，固定化酶的比活力测定，酶结合效率与酶活力回收率的测定，相对酶活力的测定。或者测定方法：化学测定法、光学测定法、气体测定法 其它.

酶的发展历史：4000多年前的夏禹时代——酿酒技术。3000多年前的周朝——制造饴糖、食酱等食品。1833年——佩恩和帕索兹从麦芽的水抽提物中得到淀粉酶。19世纪中叶——巴斯德对酵母的乙醇发酵进行研究。1913年——米彻利斯和曼吞根据中间产物学说，推导出米氏方程。1926年——萨姆纳得到脲酶结晶，并证明它具有蛋白质的性质。1960年——雅各和莫诺德提出操纵子学说。1982年——切克发现核酸类酶。1983年——阿尔特曼发现核糖核酸酶P的RNA部分M1RNA具有核糖核酸酶P的催化活性。