文档介绍：生命与化学
第1页，本讲稿共36页
The Nobel Prize in Chemistry 2004
"for the discovery of ubiquitin
第14页，本讲稿共36页
在酶催化的反应中，第一步是酶与底物形成酶-底物中间复合物。当底物分子在酶作用下发生化学变化后，中间复合物再分解成产物和酶。
总反应: S P
第15页，本讲稿共36页
（1）“锁与钥匙”学说——刚性模式
第16页，本讲稿共36页
（2）“诱导契合”学说——柔性模式
第17页，本讲稿共36页
酶工程是指酶制剂在工业上的大规模生产和应用。
酶工程的主要内容：酶的制备、酶和细胞的固定化、酶反应器的设计和放大、反应条件的设计和优化等。
酶工程的主要任务：通过预先设计，经过人工控制，获得大量所需酶，并保持酶的稳定性，发挥最大的催化功能。
酶催化反应的基本步骤：
酶制剂
→
产品
催化反应
生物反应器
固定酶
→
→
→
第18页，本讲稿共36页
工业应用
食品工业：
纺织业：淀粉酶脱浆
毛纺业：脂肪酶脱酯
皮革业：角蛋白酶脱毛
制丝业、照相业：蛋白酶使生丝及底片脱胶
农业：纤维素酶饲料加工
医药、轻工：生产氨基酸、半合成抗生素、助消化药（酸性蛋白酶）
第19页，本讲稿共36页
1929 The Prize was divided equally between: Sir Arthur Harden (Great Britain, - ) Great Britain, London University,
Hans Karl August Simon von Euler-Chelpin (Augsburg, Germany, - ) Sweden, Stockholm University, "for their investigations on the fermentation of sugar and fermentative enzymes".
and
糖发酵及发酵酶
第20页，本讲稿共36页
固氮酶
植物生长除了靠光合作用外，还要靠从土壤中吸收含氮的化合物。虽然空气中的氮气占80%，但单质氮不是所有生物都可吸收利用的。因此要把空气中的氮气转化为氮化物，这个固氮过程十分重要。
自然界有些细菌和藻类可把空气中的氮转化为氨: 如大豆、三叶草和紫花苜蓿等豆科植物的根瘤菌的固氮菌株具有这种固氮作用
将氮气转化为氮肥的原料-----氨的化学合成工艺是由谁发明的?
第21页，本讲稿共36页
Haber Process ---- 20世纪人类最重大的发明
1918 Fritz Haber (Germany, 1868 - 1934) Germany, Kaiser-Wilhelm-Institut (now Fritz-Haber-Institut) für physikalische Chemie und Electrochemie, Berlin-Dahlem, "for the synthesis of ammonia from its elements".
1931 Carl *** (Germany, 1874 - 1940) Germany, Heidelberg University and .
And
Friedrich Bergius (Germany, 1884 - 1949) Germany, Heidelberg University and . "in recognition of their contributions to the invention and development of chemical high pressure methods".
第22页，本讲稿共36页
单质氮转化为氮化合物的过程涉及固氮酶及其复合物的作用。固氮酶由两种蛋白质组成：
（1）二氮酶：相对分子质量约为220000，含2个钼原子、32个铁原子和32个活性硫原子。
（2）二氮还原酶：由2个相对分子质量为29000的相同亚基构成的，每个亚基含4个铁原子和4个硫原子。
第23页，本讲稿共36页
化学模拟固氮
要全部搞清楚固氮酶的结构和作用机制是一项甚为复杂的研究，但固氮酶的蛋白质及其活性中心的结构信息可启发化学模拟固氮的催化研究。蛋白质与钼和