《酶工程概述》PPT课件

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1、第七章酶工程基本原理第一节酶工程概述第二节酶工程基本技术及应用实例第一节酶工程概述一、酶工程二、酶的分类及命名三、酶的特点与活性四、酶的生产方法Theengineeringofenzymesaysall－C－OHOH－NH－－C－NH－O-H2O一、酶工程1.什么是酶酶（enzyme）是生物体内活细胞所产生的一种具有特殊催化功能的一类蛋白质(少数为RNA)或其复合体，是生物催化剂。例如：由胰腺分泌的胰蛋白酶（肽链内切酶），它能把多肽链中赖氨酸和精氨酸残基中的羧基侧切断。NH－(CH2)4－CH－COOH

2、NH2…－(CH2)4－CH－C－OOHONHNHHNONHNH精氨酸残基赖氨酸残基…2.酶促进反应酶促进反应是指酶的催化反应，是反应物（又称为底物）在酶的催化作用下所进行的反应。例如：葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化下氧化成葡萄糖酸。葡萄糖氧化酶│CH2OH(CHOH)4│CHO│COOH(CHOH)4│CHO+O2+H2O底物(substrate)3.酶工程酶工程就是通过酶或微生物细胞，动植物细胞，细胞器等在一定的生物反应装置中，利用酶所具有的特殊生物催化功能，借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用

3、于社会生活的工程技术科学。它包括酶制剂的制备，酶的固定化，酶的修饰与改造及酶反应器等方面内容。酶工程是现代生物工程的重要组成部分。二、酶的分类与命名国际生物化学联合会酶学委员会（enzymecommission，EC）根据酶所催化的反应类型，将酶分为6大类。即：1.酶的分类氧化还原酶类（oxido-reductases）转移酶类（transferases）水解酶类（hydrolases）裂解酶类（lyases）异构酶类（isomerases）合成酶类（synthetases）⑴氧化还原酶类氧化还原酶类用

4、于催化氧化还原反应。生物体内的氧化还原反应多以脱氢、加氢的方式进行。脱氢为氧化，加氢为还原。氧化还原酶类是生物获取能量的一种重要酶。例如：葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化下氧化成葡萄糖酸。葡萄糖氧化酶│CH2OH(CHOH)4│CHO│COOH(CHOH)4│CHO+O2+H2O又如：细胞内乙醇在乙醇脱氢酶的催化下转化为乙醛，使乙醇脱氢酶的辅酶NAD还原为NDAH2。CH3CH2－OH乙醇脱氢酶CH3－C－HONADNADH2⑵转移酶类转移酶类用于催化功能基团的转移反应。转移酶类是生物代谢及能量转移的一种重要

5、酶。例如：氨基酸的代谢。谷丙转氨酶COOH(CH2)2HCNH2+C＝O+CHO己糖激酶ATPADP又如：葡萄糖在己糖激酶的催化下，被活化为6-磷酸葡萄糖，使底物分子上的高能磷酸基团转移到ADP分子上。COOHCH3COOH谷氨酸丙酮酸COOH(CH2)2HCNH2C＝OCOOHCH3COOHα-酮戊二酸丙氨酸CH2OH+CO2(CHOH)4CHOCH2OP(CHOH)4⑶水解酶类水解酶类用于催化底物发生水解反应，水解酶在生物体内担负降解的作用。水解酶类是当前应用最广泛的一种重要酶。例如：淀粉的水解水解

6、又如：蛋白质在蛋白酶的催化下水解淀粉酶(C6H10O5)n+nH2O淀粉nC6H12O6葡萄糖蛋白质多肽氨基酸蛋白酶蛋白酶水解⑷裂解酶类裂解酶类用于催化底物发生非水解性、非氧化性分解反应。这类反应在生物体代谢中起着重要作用，其特点是通过反应分离出H2O、NH3、CO2及醛等小分子，使底物留下双键；或反过来催化底物的双键加成反应。天冬氨酸酶例如：天冬氨酸的裂解HOOC-CHNH2HOOC-CH2HOOC-CHHOOC-CH+NH3又如，溶菌酶是一种能裂解致病菌中黏多糖的碱性酶。主要通过破坏细胞壁中的N-乙

7、酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡糖之间的β-1,4糖苷键，使细胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽，导致细胞壁破裂内容物逸出而使细菌溶解。6－磷酸葡萄糖异构酶⑸异构酶类异构酶类用于催化底物发生异构反应，包括旋光（或立体）异构、顺反异构、分子内氧化还原及分子内转移等。例如：葡萄糖异构反应生成果糖OOHOHOHHOCH2OHOOHOHOHHOCH2OH葡萄糖异构酶CHOH－C－OHHO－C－HH－C－OHH－C－OHCH2OPO32-CHOC＝OHO－C－HH－C－OHH－C－OHCH2OPO32-⑹合成酶类合成酶又称

8、为连接酶(ligases)，常用于催化使两个底物连接成一个分子。此类反应在生物体内关联着许多重要生命物质（如：蛋白质、脂肪）的合成。例如：丙酮酸羧化酶利用ATP分解释放的能量催化丙酮酸与CO2合成草酰乙酸COOH丙酮酸羧化酶C＝OCH3+CO2ATPADPCH2-COOHCOOHC＝O2.酶的命名酶的命名方法有系统命名法和习惯命名法两种。系统命名法是根据国际生物化学联合会酶学委员会的命名规则进行的命名；习惯命名法常根据底物名称和反应类型进行