文档介绍：Enzyme Engineering 酶工程
第三章固定化酶
第一节概述
第二节固定化酶的性质及其影响因素
第三节固定化酶的制备
第四节固定化细胞
第五节固定化辅酶和原生质体
第六节酶反应器和固定化酶(细胞)的应用
(1)酶的稳定性较差 (2)酶的一次性使用 (3)产物的分离纯化较困难
酶催化的缺陷
为什么要将酶固定化?
4
——如果能设计一种方法,将酶束缚于特殊 的相,使它与整体相(或整体流体)分 隔开,但仍能进行底物和效应物(激活 剂或抑制剂)的分子交换。 ——这种固定化的酶既具有酶的催化特性, 又具有一般化学催化剂能回收、反复使 用等优点,并且生产工艺可以连续化、 自动化。
设想
5
进展
1916年Nelson和Griffin利用活性炭吸附蔗糖酶
固定化酶的研究从20世纪50年代开始
1953年德国的Grubhofer和Schleith采用聚氨基苯乙烯树脂为载体,经重氮法活化后,分别与羧肽酶、淀粉酶、胃蛋白酶、核糖核酸酶等结合,而制成固定化酶。
20世纪从60年代起,固定化酶的研究迅速发展
1969年,日本的千畑一郎首次在工业生产规模应用固定化氨基酰化酶从DL-氨基酸生产L-氨基酸,实现了酶应用史上的一大变革。
6
所谓固定化酶,是指在一定空间内呈闭锁状态存在的酶,能连续地进行反应,反应后的酶可以回收重复使用。
固定化酶的定义
7
“水不溶酶”(water insoluble enzyme) “固相酶”(solid phase enzyme)
8
在1971年第一届国际酶工程会议上,正式建议采用“固定化酶”(immobilized enzyme)的名称。
固定化酶正式定名
9
(l)极易将固定化酶与底物、产物分开; (2)可以在较长时间内进行反复分批反应和装柱 连续反应; (3)在大多数情况下,能够提高酶的稳定性; (4)酶反应过程能够加以严格控制; (5)产物溶液中没有酶的残留,简化了提纯工艺; (6)较游离酶更适合于多酶反应; (7)可以增加产物的收率,提高产物的质量; (8)酶的使用效率提高,成本降低。
固定化酶与游离酶相比,具有下列优点:
10
缺点:
(l)固定化时,酶活力有损失;
(2)增加了生产的成本,工厂初始投资大;
(3)只能用于可溶性底物,而且较适用于小分子
底物,对大分子不适宜;
(4)与完整菌体相比不适宜于多酶反应;
(5)胞内酶必须经过酶的分离程序。