文档介绍：第七章酶工程制药
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第一节概述
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一、酶的特性
酶是生物催化剂,大多数酶的本质是蛋白质,有些酶是核酸。酶作为生物催化剂的,除具有一般催化剂的特性:加快反应速度、降低反应活化能、不改变反应平衡点、反应前后无数量和性质变化等外,还具有独自的特点:催化效率高、专一性强、反应条件温和、催化活性易受调节和控制。酶由国际酶学委员会分为六大类:氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类、合成酶类
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二、酶工程简介
:是酶学和工程学相互渗透、发展而形成的一门新的技术科学。它
是从应用的目的出发研究酶、应用酶的特异催化功能,并通过工
程化将相应原料转化成有用物质的技术
:20世纪 20年代初出现,当时主要是自然酶制剂在工业
上的大规模应用,1953年提出固定化酶技术,1969年利用该技术
成功拆分了混旋氨基酸。1971年第一届国际酶工程会议提出的酶
工程主要内容是:酶的生产、分离、纯化、固定化、固定化的反
应器、酶与固定化酶的应用
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、提纯、大批量生产及新酶和酶的应用开发
、以及酶的结构与功能之间关系的研究
、开发及其应用研究
、核酸酶的研究
、合成酶、酶分子的人工设计、合成的研究
用农杆菌做载体将外源基因导入植物基因组的方法比较成熟
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第二节酶的来源和生产
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一、酶的来源
酶普遍存在于生物体中,可直接从生物体中提取分离。化学合成方法目前还不成熟。早期是以动植物为原料进行提取,由于动植物生长周期长、来源有限、受地理、气候和季节等因素的影响,不适于大规模生产
利用微生物来生产酶制品是一个更好的选择,优点
,动植物体内的酶在微生物中几乎都可以找到
、生产周期短、培养简便、并可以通过控制培养条件来提高产量
,通过各种遗传变异手段能培育出新的高产菌株
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二、酶的生产菌
①产酶量高,酶的性能符合使用要求,最好是胞外酶;
②不是致病菌、在系统发育上与病源体无关,不产生毒素;
③稳定性好,不易变异退化,不易感染噬菌体;
④能利用廉价原料,发酵周期短,易于培养
菌种保藏机构、有关研究部门,从自然界中分离筛选,土壤、深海、温泉、火山、森林都是菌种采集地,筛选包括菌样采集、菌种分离、初筛、纯化、复筛、生产性能鉴定。生产菌的改良,基因突变、基因转移、基因克隆
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①大肠杆菌:一般属于胞内酶,需要经过细胞破碎才能得到。谷氨酸脱羧酶,用于测定谷氨酸含量或γ-氨基丁酸;天冬氨酸酶,催化延胡索酸加氨生成L-天冬氨酸;苄青霉素酰化酶,生成新的半合成青霉素或头孢霉素;β-半乳糖苷酶,用于分解乳糖 ②枯草杆菌:α-淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖氧化酶、碱性磷酸脂酶 ③青霉菌:产黄青霉用于生产葡萄糖氧化酶、青霉素酰化酶;橘青霉用于生产脂肪酶、葡萄糖氧化酶、凝乳蛋白酶 ④黑曲霉:有胞外酶和胞内酶,糖化酶、α-淀粉酶、酸性蛋白酶、葡萄糖氧化酶、脂肪酶、纤维素酶 ⑤米曲霉:糖化酶和蛋白酶,在传统的酒曲和酱油曲中得到广泛应用 ⑥木霉:纤维素酶,含有较强的17α-羟化酶,常用于甾体转化 ⑦根霉:糖化酶、α-淀粉酶、转化酶、酸性蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶,含有较强的11α-羟化酶,常用于甾体转化 ⑧链霉菌:葡萄糖异构酶、青霉素酰化酶、纤维素酶、碱性蛋白酶