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第十三章 酶的应用及研究方法

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第十三章 酶的应用及研究方法
纲
一、酶的活力测定
1. 酶活力的表示方法 2. 酶活力测定的方法
二、酶的分离和纯化 三、酶工程
1. 2. 3. 4. 5. 固定化酶 人工酶 定点突变酶 杂交酶 抗体酶
酶的活力
酶活力（enzyme activity）也称为酶活性，是指酶的催化 能力。 酶活力单位的定义：1个U是指在最适条件下每分钟催化1 微摩尔底物转化的酶量,或者1个katal（kat）被定义为每秒 钟催化1分子底物转化的酶量（1 kat = 6×107U， 1U=16.67×10-9kat）。 比活性或比活力（specific activity）来表示，它是指单位 重量（通常是每毫克）酶所含有的活力单位数
酶纯化表示例
固定化酶
是指将一种可溶性酶与不溶性的有机或无机基质结 合，或者将其包埋到特殊的具有选择透过性的膜内， 从而提高酶的稳定性、便于重复和持续使用。与可 溶性酶相比，固定化酶具有方便、经济和稳定等优 点。
人工酶
也称为人工合成酶（synzyme），它们一般是 具有类似酶活力的合成多聚物或寡聚物，有时 还包括具有酶活力的天然蛋白的衍生物。
酶活力测定的方法
测活基本原理： 测定一种酶的活力实际上就是测定它所催化的化学反应 的最佳反应速度。而测定反应速度的方法原则上有两种， 一种是检测单位时间内底物的减少量，另一种是测定单 位时间内产物的增加量。 测活基本条件： ① 反应条件为最适条件，包括最适pH、最适温度和最适离 子强度等 ② 反应速度为初速度 ③ 底物浓度过量。 具体测定方法： ① 直接测定法（direct assay） ② 间接测定法（indirect assay） ③ 偶联测定法（coupled assay）
细胞色素氧化酶活力的直接测定
二氢乳清酸脱氢酶的间接测定
己糖激酶活力的偶联测定
酶蛋白纯化的一般流程
酶纯化表（purification table）
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 酶溶液体积（ml） 酶溶液蛋白质含量（mg/ml） 酶溶液活性（U/ml） 酶总量或酶总活性（U）=酶活力（U/ml）×体积（ml） 比活性（U/mg）=酶活力（U/ml）/蛋白质量（mg/ml） 总蛋白（mg）=酶溶液蛋白质含量（mg/ml）×体积（ml） 得率（%）=每一步纯化后的酶总量/每一步纯化之前的酶总 量×100%； ⑧ 纯化倍数（purification factor）=每一步纯化后的酶比活性/每 一步纯化之前的酶比活性。
杂交酶
现代分子生物学技术的发展已允许人们将两种不同的 生物分子融合在一起，以获得具有新性质、新功能的 杂合分子。杂交酶就是酶与其他生物分子融合在一起 的产物。
衍生于葡萄球菌核酸酶的蛋白质/核酸杂交酶

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人教版高中生物课件-酶的研究与应用技术

人教版高中生物课件-酶的研究与应用技术


三、加酶洗衣粉
1．常用種類：蛋白酶、脂肪酶、澱粉酶和纖
維素酶，其中應用最廣泛，效果最明顯的是鹼 性蛋白酶和鹼性_脂__肪__酶_。 2．去汙機制 (1)鹼性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子 _蛋__白__質__水解成可溶性的_氨__基__酸__或小分子肽， 使汙物從衣物上脫落。
(2)脂肪酶、澱粉酶和纖維素酶也能將大分子 _脂__肪___、澱粉和_纖__維__素_水解為小分子物質。 3．酶製劑特點：能夠耐酸、耐堿、忍受 _表__面__活__性__劑_和較高溫度，並且通過特殊的化學 物質將酶層層包裹，與洗衣粉其他成分隔離。
B．採用小火間斷加熱的方法，防止海藻酸鈉發生 焦糊
C．將活化的酵母細胞加入海藻酸鈉溶液，輕輕攪 拌，以免產生氣泡
D．用注射器滴加溶液時要接近CaCl2溶液的液面， 防止凝膠珠出現“尾巴”
【嘗試解答】 __D__ 【解析】 實驗中，為了防止凝膠珠出現“尾 巴”，注射器應離CaCl2溶液的液面遠一些。
1．實驗原理：酶的催化作用具有專一性，複 合酶洗衣粉加入的酶製劑種類較多，與單一加 酶洗衣粉相比，對各種污漬都有較好的洗滌效 果。 2．實驗變數 (1)引數：不同種類的加酶洗衣粉 (2)無關變數：其他條件相同且適宜(如溫度、 pH等)
(3)實驗步驟
即時應用(隨學隨練，輕鬆奪冠) 2．某興趣小組準備開展“不同種類的加酶洗 衣粉對同一汙物的洗滌效果”的活動。下列說 法不正確的是( ) A．該實驗的原理是酶的專一性 B．引數是不同種類的加酶洗衣粉 C．水質、水量、pH均可看做無關變數 D．洗滌過程中水溫只要保持相同即可 答案：D
四、酶的应用 1．固定化酶 (1)应用原理：将酶固定在不溶于水的载体上， 使酶既易催化反应，又易于回收，可以重复使 用。 (2)应用实例——高果糖浆生产
第十三章 酶的应用及研究方法

第十三章 酶的应用及研究方法


细胞色素氧化酶活力的直接测定
二氢乳清酸脱氢酶的间接测定
己糖激酶活力的偶联测定
酶蛋白纯化的一般流程
酶纯化表（purification table）
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 酶溶液体积（ml） 酶溶液蛋白质含量（mg/ml） 酶溶液活性（U/ml） 酶总量或酶总活性（U）=酶活力（U/ml）×体积（ml） 比活性（U/mg）=酶活力（U/ml）/蛋白质量（mg/ml） 总蛋白（mg）=酶溶液蛋白质含量（mg/ml）×体积（ml） 得率（%）=每一步纯化后的酶总量/每一步纯化之前的酶总 量×100%； ⑧ 纯化倍数（purification factor）=每一步纯化后的酶比活性/每 一步纯化之前的酶比活性。
杂交酶
现代分子生物学技术的发展已允许人们将两种不同的 生物分子融合在一起，以获得具有新性质、新功能的 杂合分子。杂交酶就是酶与其他生物分子融合在一起 的产物。
衍生于葡萄球菌核酸酶的蛋白质/核酸杂交酶Leabharlann 酶纯化表示例固定化酶
是指将一种可溶性酶与不溶性的有机或无机基质结 合，或者将其包埋到特殊的具有选择透过性的膜内， 从而提高酶的稳定性、便于重复和持续使用。与可 溶性酶相比，固定化酶具有方便、经济和稳定等优 点。
人工酶
也称为人工合成酶（synzyme），它们一般是 具有类似酶活力的合成多聚物或寡聚物，有时 还包括具有酶活力的天然蛋白的衍生物。
第十三章 酶的应用及研究方法
提纲
一、酶的活力测定
1. 酶活力的表示方法 2. 酶活力测定的方法
二、酶的分离和纯化 三、酶工程
1. 2. 3. 4. 5. 固定化酶 人工酶 定点突变酶 杂交酶 抗体酶
酶的活力
酶活力（enzyme activity）也称为酶活性，是指酶的催化 能力。 酶活力单位的定义：1个U是指在最适条件下每分钟催化1 微摩尔底物转化的酶量,或者1个katal（kat）被定义为每秒 钟催化1分子底物转化的酶量（1 kat = 6×107U， 1U=16.67×10-9kat）。 比活性或比活力（specific activity）来表示，它是指单位 重量（通常是每毫克）酶所含有的活力单位数
酶的研究与应用课件

酶的研究与应用课件


【解析】 血渍和油渍中既含蛋白质也含 脂肪。为加速血渍和油渍中蛋白质和脂肪的分 解，需要加酶或适当提高温度。对比同一温度 下的三组实验可知，甲加了一种酶，乙加了两 种酶。甲、乙两组洗涤效果的差异，说明酶具 有专一性。水温为80℃时，酶失活，因而三组 实验效果没有差别。固定化酶是利用物理或化 学的方法将酶固定在某种介质上，可以重复使 用。固体培养基分离、纯化霉菌的方法是划线 分离法或涂布分离法。羊毛、蚕丝织物的主要 成分是蛋白质，用含有蛋白酶的洗衣粉洗涤会 分解其中的蛋白质，损坏衣物。
休眠
正常的生活状态
蒸馏水
小火或间断 焦糊
冷却至室温
注射器
CaCl2
凝Байду номын сангаас珠 CaCl2
问题探究2：CaCl2溶液有何作用？ 提示： 使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝 胶珠。
1 ． (2012· 江苏单科 ) 下列关于酶和固定化 酵母细胞的研究与应用的叙述，错误的是 ( ) A．从酶的固定方式看，吸附法比化学结合 法对酶活性影响小 B．作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服 方式给药 C．尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧 化氢酶，可以反复使用 D．将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的
【解析】 本题考查固定化酶和酵母细胞 的固定化的基本知识。酶的固定方法通常有化 学结合和物理吸附，前者可能引起酶分子结构 发生改变而改变酶的活性，后者则不会，故 A 正确；消化酶在消化道中起作用，故 B 正确； 尿糖试纸是用来鉴定尿液中是否含有葡萄糖的 ，只能利用一次，故 C错误；将溶化后的海藻 酸钠液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞充 分搅拌混合均匀后移至注射器中，然后以恒定 速度缓慢滴加至 CaCl2 中而形成凝胶珠，再用 无菌水冲洗2～3次，所以无菌水冲洗的目的是 洗去CaCl2和杂菌，故D正确。
酶的功能研究与利用

酶的功能研究与利用

酶的功能研究与利用酶是一种重要的生物催化剂，由于其特异性、高效性和可控性等优点，在生物学、化学、医学等不同领域中具有广泛的应用。

酶的功能研究与利用已成为生物技术、工业化学和医学研究的热点领域之一。

一、酶的基本概念酶是一种具有催化作用的蛋白质，它能够促进化学反应的进行，而不改变反应物和产物的自由能。

酶是具有高度立体结构的生物大分子，不同酶具有不同的催化活性和特异性，因此在生物代谢和生物合成过程中起着重要的作用。

二、酶的分类酶可以按其催化反应类型进行分类，主要包括氧化还原酶、水解酶、转移酶、异构酶等。

其中，氧化还原酶能够转移电子，参与氧化还原反应；水解酶可以水解分子中的化学键，分解分子；转移酶能够将化学基团从一种分子转移到另一种分子上；异构酶则可以改变分子的空间构型。

酶还可以按其来源进行分类，包括天然酶和人工合成的酶。

天然酶根据其来源可以分为细胞内酶和细胞外酶，其中细胞内酶包括胞浆酶和细胞器酶，细胞外酶包括分泌酶和膜结合酶。

三、酶的功能研究1. 酶的催化机理酶的催化作用通过相互作用、活化剂作用、过渡状态稳定等过程实现。

酶与底物结合形成酶底物复合物，进而通过事件耦合（即结构相应、活性变化）发挥催化作用，催化过程中形成合成反应中间体，形成产物与脱离酶。

2. 酶的特异性酶的特异性包括底物特异性和立体特异性两种。

底物特异性是指酶对一组具有相似化学结构的底物的选择性，而立体特异性是指酶对立体异构体的选择性。

这些特性使得酶成为非常重要的工具，例如在药物发现、基因工程、生物传感器等领域中广泛应用。

3. 酶的异质酶异质酶是指同种酶在不同组织或物种中表现出的不同性质。

异质酶可能引起生物化学反应的差异，从而影响细胞代谢和生理功能。

对异质酶的表达、调控和酶活性的影响机制的研究，在疾病的发生和药物治疗等方面具有重要意义。

四、酶的利用1. 工业利用酶在工业化学中的应用非常广泛，例如用于食品加工、酶解纤维素、生产乳酸、氯化酰胺、生产生物柴油等方面。