酶的发展

酶分两大类：主要由蛋白质组成——蛋白类酶（P酶） 主要由核糖核酸组成——核酸类酶（R酶）
酶？
• 概念：具有生物催化功能的生物大分子 • 化学组成：蛋白类酶（P酶）和 核酸类酶（R酶） • 产生方式： 1）自发调控产生： 动物、植物、微生物细胞都可以在适宜条件下产生 2）人工调控产生： 定向大量产生所需的酶 • 特点： 1）催化效率高； 2）专一性强； 3）作用条件温和。 • 用途： 医药、食品、轻工、化工、环保、能源、生物工程等领 域。
我国未来酶制剂的发展对策
• 在迈向二十一世纪的知识经济时代之际，我国酶制剂行业面临着 很大的挑战和机遇，为了使我国酶制剂工业健康发展，适应国民 经济发展，参与国际竞争力，有以下对策： • （1） • 走集约化，规模化经营之路，采用先进生产设备，提高生产力水 平。 • （2） • 加大科技投入，调整科研体制。 • 我们用于酶制剂研究经费非常少，以至于科研发展缓慢
• 酶的化学本质的拓展（核酶的发现） • 1982年,切克(Cech)等发现四膜虫细胞rRNA前体具有自 我剪贴功能，发现：催化功能的RNA-核酶(ribozyme)。
• 1983年，阿尔特曼（Almant）等发现核糖核酸酶P （RNase P）的RNA部分M1 RNA 具有核糖核酸酶P的催化 活性，而该酶的蛋白质部分C5蛋白却没有酶活性。
3. 酶学研究的快速发展
• 酶的化学本质研究（蛋白酶的确立）
• 1926年美国康乃尔大学的萨姆纳（Summer）从刀 豆中提取出脲酶的结晶,并证明它具有蛋白质的性 质。 • 1930～1936年Northrop等得到了胃蛋白酶 （pepsin）、胰蛋白酶（trypsin）等的结晶，证 实并确立了酶是蛋白质的化学本质。
国内外酶制剂的生产与应用状况
据报道，全世界已经发现酶有3000多种，目前工业上生产的酶有 60多种，真正的工业化生产的仅仅有20多种。剂型和品种为600多 个。 1998年全世界工业酶制剂销售额为16亿美元，到2008年销售额约 为30亿美元
中国酶制剂发展存在的问题
• （1）重复建设，效益低下，生产能力闲置。 • 一共建设200多家酶制剂企业，但是实际工业化生产的只有50家 • （2）工艺设备落后，生产技术水平低下。 • 由于酶制剂工厂经济效益低，无力更新工艺设备，致使生产水 • 平低下 • （3）研究开发投入不足，新产品开发能力差。 • （4）品种少，剂型少，产品结构极不合理，应用范围非常狭隘。
酶的发展
内容：
• 一·过去的发展史 • 二· 现阶段的发展状况
• 三· 未来的发展对策
1. 不自觉的应用（中国）
几千年来，人们不自觉地在生活中利用酶来制造食品和治疗 疾病！
文献记载：
• 4000多年前（夏禹时代），酿酒技术； • 3000多年前（周朝），制造饴糖、食酱；
• 2500多年前（春秋战国），麴来治疗消化不良。
（核酶的发现，改变了酶的概念---“酶是具有生物催化功能的生 物大分子（蛋白质 或 RNA）”，Cech 和 Altman 为此共同获得 了1989年度诺贝尔化学奖：不仅为探索RNA的复制能力提供了线索，而且
说明了最早的生命物质是同时具有生物催化功能和遗传功能的RNA，打破了蛋 白质是生物起源的定论）
2. 主动性研究（国外）
19世纪30年代开始，人们才真正认识到酶的存 在和作用。此后，人们对酶的认识经历了一个不断 发展和逐步深入的过程。
（1）对消化的研究
• 1777年，意大利物理学家斯巴兰沙尼Spallanzani 山鹰实验。 • 1822年，美国外科医生博蒙特 Beaumont 研究食物 在胃里的消化。 • 19世纪30年代，德国科学家施旺 Schwann获得胃蛋 白酶（腐败和发酵实验中）。
• （3）努力采用和推广高新技术，尽快发展具有中国自己知识产 权的创新技术。 （4）尽快调整产品结构，大力开发新酶种和新用途，努力提高产 品质量。
我们一般产品单一，质量差，杂质多，不能满足市场和消684年，比利时医生Helment提出 ferment—引起酿酒 过程中物质变化的因素（酵素）。
• 1833年，法国化学家Payen和Person 用酒精处理麦芽抽 提液，得到淀粉酶（diastase）。
• 1839 年，德国化学家李比希（Liebig）提出发酵过程 中酵母起着机械作用（酶 = 化学催化剂 ×）。 • 1857年Pasteur等人提出酒精发酵是酵母细胞活动的结 果。活酵母细胞内有一种物质，可使糖发酵生成乙醇。 • 1878年，德国科学家Kűhne提出 enzyme—从活生物体中 分离得到的酶，意思是“在酵母中”（希腊文）。