有机介质中酶催化反映的影响因素
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⏹为什么滞后合成型的酶要在细胞生长一段时间甚至进入平衡期以后才开始合成?滞后合成型的酶之所以要在细胞生长一段时间甚至进入平衡期以后才开始合成,主要原因是由于受到培养基中存在的阻遏物的阻遏作用。
只有随着细胞的生长,阻遏物几乎被细胞用完而使阻遏解除后,酶才开始大量合成。
若培养基中不存在阻遏物,该酶的合成可以转为延续合成型。
该类型酶所对应的mRNA稳定性很好,可以在细胞生长进入平衡期后的相当长的一段时间内,继续进行酶的生物合成。
⏹酶的发酵生产过程中,要使酶的产率提高,可以采取哪些措施?使用优良的产酶细胞;使用优良的发酵生产设备;采用先进的分离纯化技术和设备;控制好工艺条件;采取某些行之有效的措施。
添加诱导物对于诱导酶的发酵生产,在发酵过程中的某个适宜的时机,添加适宜的诱导物,可以显著提高酶的产量。
例如,乳糖诱导β-半乳糖苷酶,纤维二糖诱导纤维素酶,蔗糖甘油单棕榈酸诱导蔗糖酶的生物合成等。
诱导物一般可以分为3类:酶的作用底物,作用底物的类似物 ,酶的催化反应产物.控制阻遏物的浓度阻遏作用根据机理不同,可分为:产物阻遏和分解代谢物阻遏两种。
1.产物阻遏作用是由酶催化作用的产物或者代谢途径的末端产物引起的阻遏作用。
为了减少或者解除分解代谢物阻遏作用,应当控制培养基中葡萄糖等容易利用的碳源的浓度。
2.分解代谢物阻遏作用是由分解代谢物(葡萄糖等和其它容易利用的碳源等物质经过分解代谢而产生的物质)引起的阻遏作用。
较采用其他难利用的碳源,如淀粉等采用补料、分次流加碳源添加一定量的环腺苷酸(cAMP)对于受代谢途径末端产物阻遏的酶,可以通过控制末端产物的浓度的方法使阻遏解除。
添加表面活性剂表面活性剂可以与细胞膜相互作用,增加细胞的透过性,有利于胞外酶的分泌,从而提高酶的产量。
将适量的非离子型表面活性剂,如吐温(Tween)、特里顿(Triton)等添加到培养基中,可以加速胞外酶的分泌,而使酶的产量增加。
由于离子型表面活性剂对细胞有毒害作用,尤其是季胺型表面活性剂(如‘新洁而灭’等)是消毒剂,对细胞的毒性较大,不能在酶的发酵生产中添加到培养基中。
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V max: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K m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。
☐K m值近似等于[ES]的解离常数,可表示酶与底物之间的亲和力:K m值大表示亲和程度小,酶的催化活性低; K m值小表示亲和程度大,酶的催化活性高☐从k m可判断酶的专一性和天然底物。