酶工程（mi）ppt课件

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1、学习目的初步掌握酶的发酵生产和分离纯化的大致流程以及酶制剂的保存法。对酶的固定化、酶的修饰改造和主要的酶反应器类型有一定的认识。了解生物传感器及酶对现代人类生活的影响。5酶工程酶工程5酶工程酶工程引言酶与酶工程酶的催化特性酶制剂的缺点酶工程的研究内容酶工程的发展趋势随着生物技术的发展，酶工程将引起发酵工业和化学合成工业的巨大变革。21世纪酶工程的热点和前题，可能包括基因工程和蛋白质工程的应用，人工合成酶和模拟酶、核酸酶和抗体酶，分子酶学，酶的定向固定术，杂交酶，分子发动机，酶化学技术，非水酶学，糖生物学和糖基转

2、移酶，酶标药物，端粒酶，极端环境微生物和不可培养微生物的新酶种，酶在环境保护方面的应用等。酶工程引言细胞融合动植物细胞细胞融合物理化学诱度野生菌株采集基因工程细胞微生物培养基空气发酵罐能量发酵液预处理废料酶分离纯化酶制剂菌体酶提取分离固定化酶酶的化学修饰可溶性酶吸附色埋交联化学连逆胶束酶酶电极酶热敏电阻酶反应器产品回收工艺废料轻工食品工业医药分析生物工程产品酶工程研究内容酶工程引言酶工程5酶工程5.1酶的发酵生产酶的来源从动植物组织中分离提取植物细胞培养产酶动物细胞培养产酶微生物发酵产酶微生物作为酶生产来源的优点

3、生长繁殖快，生活周期短，产量高，酶比活很高；培养方法简单，原料来源丰富，经济效益高；微生物菌株种类繁多，酶的品种齐全；可以通过诱导、诱变及基因工程等方法培育出新的产酶量高的菌种。酶工程5.1酶的发酵生产5.1.2基因工程菌（细胞）的构建构建基因工程菌的目标改善原有酶的各种性能扩充可安全使用的酶源酶工程5.1酶的发酵生产酶基因克隆及表达的基本步骤能产生目的酶的生物酶的纯化总mRNA的纯化测定N端部分氨基酸序列mRNA设计引物RT-PCR与合适的载体重组、重组子筛选与鉴定转入工业生产用的宿主（工程菌或工程细胞），如

4、米曲霉酶的工业化生产酶工程5.1.2基因工程菌（细胞）的构建克隆酶基因的宿主-载体系统应具备的特性所希望的酶占细胞总蛋白量的比例要高;菌体容易大规模培养，生长无特殊要求；载体与宿主相容，且能在宿主中稳定维持；宿主的蛋白酶尽可能少；宿主菌对人安全，不分泌毒素。酶工程5.1.2基因工程菌（细胞）的构建5.1.3微生物酶的发酵生产5.1.3.1培养基碳源氮源无机盐类生长因子pH值酶工程5.1酶的发酵生产5.1.3.2酶的发酵生产方式固体发酵法液体深层发酵法温度通气和搅拌pH值酶工程5.1.3微生物酶的发酵生产固体

5、发酵车间5.1.3.3提高酶产量的措施添加诱导物酶的作用底物酶的反应产物酶的底物类似物酶工程5.1.3微生物酶的发酵生产降低阻遏物浓度表面活性剂添加产酶促进剂酶工程5.1.3.3提高酶产量的措施5.2酶的分离纯化提取和分离纯化酶时一般应注意的条件温度pH值盐浓度搅拌微生物污染酶工程5酶工程HPLC5.2.1酶制剂的制备破碎细胞溶剂抽提离心分离浓缩干燥酶工程5.2酶的分离纯化高速冷冻离心机5.2.2酶的纯化与精制5.2.2.1根据酶分子大小和形状的分离方法离心分离差速离心速率区带离心等密度梯度离心酶工程5.

6、2酶的分离纯化超速冷冻离心机酶工程5.2.2.1根据酶分子大小和形状的分离方法凝胶过滤原理介质的特性类型工作范围（相对分子质量）床体积/（ml/g干胶）葡聚糖凝胶SephadexG-10<2002～3G-15<1502.5～3.5G-251000～60004～6G-501500～300009～11G-7530000～7000012～15G-1004000～15000015～30G-1505000～40000020～30G-2005000～80000030～40葡聚糖/双丙烯胺凝胶SephacrylS-200500

7、0～250000S-30010000～1500000S-40020000～8000000酶工程5.2.2.1根据酶分子大小和形状的分离方法透析与超滤透析在纯化过程中极为常用，通过透析可以除去酶液中的盐类、有机溶剂、低分子质量的抑制剂等。超滤是指在一定压力（正压/负压）下，将料液强制通过一定孔径的滤膜以达到分离纯化的目的，也可用于酶液的浓缩及脱色等。酶工程5.2.2.1根据酶分子大小和形状的分离方法5.2.2.2根据酶分子电荷性质的分离方法离子交换层析酶工程5.2.2酶的纯化与精制-O-CH2CH2N（C2H5)

8、2+OH--O-CH2CH2N(C2H5)2OH-O-CH2CH2N（C2H5）2+E-COO--O-CH2CH2N(C2H5)2+OH-OHE-COO-O-CH2CH2N(C2H5)2+Cl--O-CH2CH2N(C2H5)2+E-COO-E-COOCl离子交换原理示意图原理酶工程5.2.2.2根据酶分子电荷性质的分离方法蛋白质纯化过程常用的几种离子交换剂