第1章酶工程基础(1)VIP免费

酶工程医用生物学教研室李小英绪论酶工程李小英生命科学技术系医用生物学教研室E-mail:lixy1979@126.com酶工程医用生物学教研室李小英绪论酶工程医用生物学教研室李小英绪论酶工程医用生物学教研室李小英绪论•酶•酶工程•课程介绍•参考书及相关网站酶工程医用生物学教研室李小英绪论酶是具有生物催化功能的生物大分子。是生物催化剂(BiologicalCatalyst)，酶催化是生物体的一切生命活动的基础，是生物反应的核心。一.酶酶工程医用生物学教研室李小英绪论生物催化（Biocatalysis)利用酶或有机体（细胞或细胞器等）作为催化剂实现化学转化的过程。生物催化中常用的有机体主要是微生物，其本质是利用微生物细胞内的酶进行催化。酶工程医用生物学教研室李小英绪论夏禹时代，人们掌握了酿酒技术。公元前12世纪周朝，人们酿酒，制作饴糖和酱。春秋战国时期已知用麴(曲)治疗消化不良的疾病。1.研究简史酶工程医用生物学教研室李小英绪论李比希（J．Liebig,1803～1873），德国化学家西方国家19世纪对酿酒发酵过程进行了大量研究酶工程医用生物学教研室李小英绪论•直到1897年，德国巴克纳Buchner兄弟用石英砂磨碎酵母细胞，制备了不含酵母细胞的抽提液，并证明此不含细胞的酵母提取液也能使糖发酵，说明发酵与细胞的活动无关。从而说明了发酵是酶作用的化学本质，为此Buchner获得了1907年诺贝尔化学奖。酶工程医用生物学教研室李小英绪论•1876年,昆尼Kunne给酶一个统一的名词，叫Enzyme，这个字来自希腊文，其意思“在酵母中”。后来对酶的作用机理及酶的本质做了深入研究。•1926年，萨姆纳证实酶是一种蛋白质。并由此获得1946年诺贝尔化学奖。•80年代初发现了具有催化功能的核酸——核酶(ribozyme)，这一发现打破了酶是蛋白质的传统观念，开辟了酶学研究的新领域。切克和阿尔曼特获得1989年诺贝尔化学奖。酶工程医用生物学教研室李小英绪论•定量分析•作用机理•酶动力学•酶的结构2.酶的基础理论研究酶工程医用生物学教研室李小英绪论二.酶工程酶学和工程学相互渗透结合形成的一门新的技术科学，是酶学、微生物学的基本原理与化学工程有机结合产生的。•生产廉价、高效符合规格的酶。•利用生物或化学手段改造酶，有效地发挥催化活性。酶工程医用生物学教研室李小英绪论二.酶工程酶工程又称酶反应技术，就是将酶、细胞或细胞器等置于特定的生物反应装置中，利用酶具有的生物催化功能，借助工程学手段将相应的原料转化成有用的物质并应用于社会生活的一门科学技术。酶工程医用生物学教研室李小英绪论酶工程的终极目标是发挥酶在人类生活中的催化潜能。酶工程酶的生产酶的改造酶的应用酶工程医用生物学教研室李小英绪论•1896年,日本的高峰让吉首先从米曲霉中制得高峰淀粉酶,用作消化剂,开创了有目的的进行酶生产和应用的先例。酶工程医用生物学教研室李小英绪论•1908年,德国的罗姆制得胰酶,用于皮革的软化。•1911年,美国的华勒斯坦(Wallestein)制得木瓜蛋白酶,用于除去啤酒中的蛋白质浑浊。•1917年,法国的波伊登(Boidin)制备了细菌淀粉酶,应用于纺织品的退浆,此后酶的生产和应用逐步发展。•然而在50年代以前停留在从细胞、动物或植物中提取酶,加以利用阶段。由于当时生产力落后,生产工艺较繁杂,难以进行大规模工业化生产。酶工程医用生物学教研室李小英绪论•1949年,用液体深层培养法进行细菌淀粉酶的发酵生产,揭开了近代酶工业的序幕。•50年代：开始了酶固定化研究。1953年德国科学家首先将聚氨基苯乙烯树脂与淀粉酶,胃蛋白酶,羧肽酶和核糖核酸酶等结合,制成了固定化酶。•60年代，是固定化酶技术迅速发展的时期。1969年,日本的千钿一郎首次在工业上应用固定化氨基酰化酶从DL-氨基酸生产L-氨基酸。出现了“酶工程”这个名词来代表有效利用酶的科学技术领域。酶工程医用生物学教研室李小英绪论•1971年第一届国际酶工程学术会议在美国召开,当时的主题即是固定化酶，进一步开展了对微生物细胞固定化的研究。•1973年,千钿一郎首次利用固定化的大肠杆菌细胞生产L-天冬氨酸。•70年代是固定化细胞技术取得进展的时期。•80年代，固定化细胞已能用于生产胞外酶,因此,80年代又发展...