第7节 酶在工业上的应用
酶
酶活力，规定为：在最适反应条件（25℃）下，每
分钟内催化1微摩尔底物转化为产物所需的酶量定为 一个酶活力单位，即1U=1μmol/min。
酶的催化作用受测定环境的影响，因此测定
酶活力要在最适条件下进行，即最适温度、最适 pH、最适底物浓度和最适缓冲液离子强度等，只
性失活；（3）酶是两性电解质，在不同pH下呈现不
同的离子状态（4）和蛋白质一样具有胶体性质；（5） 具有蛋白质所具有的化学呈色反应。
2. 酶的组成分类
酶作为一种具有催化功能的蛋白质，与其它蛋白质 一样，相对分子质量很大，一般从一万到几十万以至大
到百万以上。
从化学组成来看酶可分为单纯蛋白质和结合（缀合） 蛋白质两类。属于单纯蛋白质的酶类，除了蛋白质外， 不含其它物质，如脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和核 糖核酸酶等。属于结合蛋白质的酶类，除了蛋白质外， 还要结合一些对热稳定的非蛋白质（辅助因子）小分子 物质或金属离子，其酶蛋白（脱辅酶）与辅助因子结合
酶反应的速度曲线
反应时间的延长，酶反应速度逐渐下降。因此，研
究酶反应速度应以酶促反应的初速度为准。
2. 酶的活力单位（U, activity unit）
酶活力的大小即酶含量的多少，用酶活力单位 表示，即酶单位（U）。 酶单位的定义是：在一定条件下，一定时间内 将一定量的底物转化为产物所需的酶量。
1961年国际生物化学协会酶学委员会及国际纯
一、习惯命名法
1961年以前使用的酶的名称都是习惯沿用的，称为 习惯名。
1. 根据酶作用的底物命名，如淀粉酶、蛋白酶。 2. 根据酶催化反应的性质及类型命名，如水解酶、氧 化酶等。 3. 结合上述两个原则命名，如琥珀酸脱氢酶。 4. 在这些命名的基础上，加上酶的来源或其它特点， 如胃蛋白酶、胰蛋白酶。
生物化学I 第三章 酶学
根据国际生化协会酶命名委员会的规定，每一个酶都用 四个打点隔开的数字编号，编号前冠以EC（酶学委员会缩 写），四个数字依次表示该酶应属的大类、亚类、亚亚类 及酶的顺序号，这种编码一种酶的四个数字即是酶的标码。
例如：EC1.1.1.27（乳酸脱氢酶） 酶
乳酸：NAD＋氧化还原
u u u u
第一大类 氧化还原酶 第一亚类 —CHOH被氧化 第一亚亚类 氢受体为NAD+ 排序 顺序号为27
4. 1878年， Kü hne赋予酶统一的名称 “Enzyme”， 其意思为“在酵母中”。
Enzyme 酶
德国生物化学家
5. 1930~1936年，Northrop和Kunitz先后得到了胃蛋 白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶结晶，并用相应方法 证ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ酶是蛋白质。
为此， Northrop和Kunitz于1949年共同 获得诺贝尔奖。
（1）旋光异构专一性：
（2）顺反异构专一性：
例如：不同的酶有不同的活性中心，故对底物有严格的特异性。例如乳 酸脱氢酶是具有立体异构特异性的酶，它能催化乳酸脱氢生成丙酮酸 的可逆反应：
A、B、C分别为LDH活性中心的三个功能基团
消化道内几种蛋白酶的专一性
氨肽酶
（芳香） （硷性）
羧肽酶 羧肽酶
（丙）
Ser
His 活性中心重要基团: His57 , Asp102 , Ser195
Asp
（4）酶的活性中心与底物形状不是正好互补的。
（5）酶的活性中心是位于酶分子表面的一个裂 缝（Crevice)内。
（6）底物通过次级键较弱的作用力与酶分子结 合，这些次级键为：氢键、离子键（盐键）、 范德华力和疏水相互作用。 （7）酶的活性中心具有柔性或可运动性。
酶的应用
酶的应用绪论酶”对于大多数人来说，还是比较陌生的，还不知酶为何物，要么不知所云，要么误认为“煤”等等名词。
然而，随着生物技术的飞速发展，酶迅速的深入应用于人们息息相关的各工业部门及日常生活中来。
当你幸福的享受生活的时候，您可能已经在使用许多用酶制剂生产出来的产品，比如：爽口的果汁、香甜面包、清洁能力出众的洗衣粉、舒适的服装，以及昨天刚在超市买的调味品、化妆品、减肥品，今天朋友聚会喝的白酒、红酒、啤酒等等等等。
酶是自然的产物，是生物为了生存而适应自然的产物。
自古以来，酶就被应用于日常生活，远在人类游牧时代，人民已经利用动物胃液来凝固牛奶，制造奶酪。
尤其在我国远古时代，四千年前，已经掌握了酿酒技术，秦汉以前，已经利用麦芽制取饴糖，古人还用粪便供兽皮脱毛、制造皮革，用动物胰脏软化皮革等等，都是酶的作用。
酶的作用还被用于治病；两千五百年年前人民已懂得酒曲可治肠胃病，古代还用鸡内金（鸡胃膜）治消化不良。
说明了古代我们的祖先，在那时即使还不知道什么是酶，已凭着实践所积累的丰富经验，广泛应用动物、植物与微生物的酶的催化作用，来生产生活资料和治病。
目前，随着现代生物工程技术的快速发展，尤其是基因工程、蛋白质工程在酶制剂方面的深入应用，进一步拓宽了酶制剂应用的广度和深度。
使得酶制剂广泛应用于食品、洗涤剂、饲料、纺织、造纸、制药、制革、发酵、石油化工、环境保护等与国民经济息息相关的各个行业。
酶和微生物是能够在人类居住的地球上的自然资源和人类不断增长的消费需求之间建立一种良好平衡的要素之一。
而且伴随着科学技术，尤其是生物技术的发展，酶制剂将在许多行业发挥巨大作用，是现代众多行业进步的推动力之一，（三大技术：信息、生物、膜，生物工程技术包括四大工程技术，酶工程、发酵工程成熟）。
梅奥生物目标成为中国市场已经接受的酶制剂应用领域中的第一，并不断开拓酶制剂应用的新领域。
为实现这一目标，我们须把更多的精力放在酶制剂的应用研究与开发上，积极开发各方面的新的酶制剂应用工艺（中草药、保健品、能源、可再生资源）。
酶的应用
酶的应用绪论酶”对于大多数人来说，还是比较陌生的，还不知酶为何物，要么不知所云，要么误认为“煤”等等名词。
然而，随着生物技术的飞速发展，酶迅速的深入应用于人们息息相关的各工业部门及日常生活中来。
当你幸福的享受生活的时候，您可能已经在使用许多用酶制剂生产出来的产品，比如：爽口的果汁、香甜面包、清洁能力出众的洗衣粉、舒适的服装，以及昨天刚在超市买的调味品、化妆品、减肥品，今天朋友聚会喝的白酒、红酒、啤酒等等等等。
酶是自然的产物，是生物为了生存而适应自然的产物。
自古以来，酶就被应用于日常生活，远在人类游牧时代，人民已经利用动物胃液来凝固牛奶，制造奶酪。
尤其在我国远古时代，四千年前，已经掌握了酿酒技术，秦汉以前，已经利用麦芽制取饴糖，古人还用粪便供兽皮脱毛、制造皮革，用动物胰脏软化皮革等等，都是酶的作用。
酶的作用还被用于治病；两千五百年年前人民已懂得酒曲可治肠胃病，古代还用鸡内金（鸡胃膜）治消化不良。
说明了古代我们的祖先，在那时即使还不知道什么是酶，已凭着实践所积累的丰富经验，广泛应用动物、植物与微生物的酶的催化作用，来生产生活资料和治病。
目前，随着现代生物工程技术的快速发展，尤其是基因工程、蛋白质工程在酶制剂方面的深入应用，进一步拓宽了酶制剂应用的广度和深度。
使得酶制剂广泛应用于食品、洗涤剂、饲料、纺织、造纸、制药、制革、发酵、石油化工、环境保护等与国民经济息息相关的各个行业。
酶和微生物是能够在人类居住的地球上的自然资源和人类不断增长的消费需求之间建立一种良好平衡的要素之一。
而且伴随着科学技术，尤其是生物技术的发展，酶制剂将在许多行业发挥巨大作用，是现代众多行业进步的推动力之一，（三大技术：信息、生物、膜，生物工程技术包括四大工程技术，酶工程、发酵工程成熟）。
梅奥生物目标成为中国市场已经接受的酶制剂应用领域中的第一，并不断开拓酶制剂应用的新领域。
为实现这一目标，我们须把更多的精力放在酶制剂的应用研究与开发上，积极开发各方面的新的酶制剂应用工艺（中草药、保健品、能源、可再生资源）。
食品化学-06酶
（2）酸处理法 ） • 多数酚酶最适 ＝6～7，PH < 3失活。 多数酚酶最适PH＝ ～ ， 失活。 失活 • 常用的酸有：柠檬酸、苹果酸、磷酸、抗坏血酸、混合酸。 常用的酸有：柠檬酸、苹果酸、磷酸、抗坏血酸、混合酸。 • 柠檬酸可降低 ，还可络合酚酶辅基 2+，但单独用效果不大。常 柠檬酸可降低pH，还可络合酚酶辅基Cu 但单独用效果不大。 与抗坏血酸、亚硫酸合用。 与抗坏血酸、亚硫酸合用。 • 实践证明：0.5%柠檬酸 + 0.3%抗坏血酸效果好。 实践证明： 抗坏血酸效果好。 柠檬酸 抗坏血酸效果好 • 抗坏血酸还可使酚酶失活，且可耗氧。 抗坏血酸还可使酚酶失活，且可耗氧。
5
酶的固定方法 2. 共价连接
利用酶与载体形成共价键固定酶 此法载体与酶结合牢固、半衰期长。 此法载体与酶结合牢固、半衰期长。 形成共价键的反应剧烈，常常引起酶蛋白高级结构发生变化， 形成共价键的反应剧烈，常常引起酶蛋白高级结构发生变化，因 此酶活力回收一般较低。 此酶活力回收一般较低。 共价结合法使用的载体主要有： 共价结合法使用的载体主要有： 纤维素、琼脂糖凝胶、葡聚糖凝胶、甲壳素及其衍生物、 纤维素、琼脂糖凝胶、葡聚糖凝胶、甲壳素及其衍生物、氨基酸 共聚物、甲基丙烯酸（或醇）共聚物、多孔玻璃等。 共聚物、甲基丙烯酸（或醇）共聚物、多孔玻璃等。
17
b．钙离子激活中性蛋白酶 分离出两种：CANPⅠ和CANPⅡ 分离出两种：CANPⅠ和CANPⅡ 都是二聚体 都是二聚体 含有相同的较小亚基（MW=30,000）和较大的亚基（MW=80,000， 含有相同的较小亚基（MW=30,000）和较大的亚基（MW=80,000，免疫性 质不同）。 ）。 质不同）。 完全激活：50～ μmol/L CANP I 完全激活：50～100 μmol/L Ca2+ 的激活： mmol/L CANP II 的激活：1～2 mmol/L Ca2+ 活性部位中含有半胱氨酸残基的巯基，被归属于巯基蛋白酶 活性部位中含有半胱氨酸残基的巯基， CANPS的作用 CANPS的作用 • 通过分裂特定的肌原纤维蛋白质影响肉的嫩化 • 同溶菌体蛋白酶协同作用 • 死后僵直的肌肉缓慢松弛，这样产生的肉具有良好的质构 死后僵直的肌肉缓慢松弛，
酶
• 作用模式（占座式） 特点：抑制剂与
底物在结构上非常 相似，共同竞争酶 的活性中心
• 竞争性抑制条件下的米氏方程
注：
说明：
1、实际Km值变大，酶亲和力下降； 2、底物充分过量时，达最大速度，解抑。
• 竞争性抑制与正常条件下双倒数图对比
• 竞争性抑制时的米氏方程曲线图
示例：
2、非竞争性抑制noncompetitive inhibition • 作用模式（毁坏式）
•示例LDH乳酸脱氢酶
LDH5
1
2
3
4
5
三、诱导酶
• 诱导酶(induced enzyme)是指当细胞中加 入特定诱导物质而诱导产生的酶。它的含 量在诱导物存在下显著增高，这种诱导物 往往是该酶底物的类似物或底物本身。
四、调节酶（共价调节与别构调节）
• 调节酶是对代谢调节起特殊作用的酶类。 • 调节酶分子中有活性区和调节区，其催 化活力可因与调节剂的结合而改变，有 调节代谢反应的功能。 (一) 共价调节酶 • 是指调节剂通过共价键与酶分子结合， 以增、减酶分子上的基团从而调节酶的 活性状态与非活性状态的相互转化。
第六节 重要的酶类
一、寡聚酶 • 含2个以上的亚基
• 含相同亚基的寡聚酶和含不同亚基的寡聚酶 • 存在意义
二、同工酶
• 概念
催化相同反应，但结构不同，存在部位不同， 在生理、免疫、理化性质上有很多差异活性有关的结构部 分均相同，在非活性中心部分组成不同。
• 示例LDH乳酸脱氢酶
• 根据酶蛋白的特点和分子大小又把酶分 成三类： • 1．单体酶单体酶只有一条多肽键。 • 2．寡聚酶这类酶由几条至几十条多肽链 亚基组成，这些多肽链或相同，或不同。 • 3．多酶体系是由几种酶彼此嵌合形成的 复合体。它有利于一系列反应的连续进 行。
酶工程 第七章酶的应用 第三节酶在轻工、化工方面的应用
第三节 酶在轻工、化工方面的应用
饲料用酶的作用 酶制剂在饲料养殖业中的应用是基于如下因素考虑 的： （1）补充同源酶的不足，促进动物的消化吸收，提 高饲料的利用率； 动物饲料是以淀粉、蛋白质等大分子化合物作为营 养源的，由于动物生理上的差异，不同动物消化道中的 酶系不同，数量也很有限，再加上饲料在消化道中停留 的时间一般都很短，如鸡、鱼、虾仅3～4h，在这样短 的时间内，酶的催化作用远远没有发挥出来，饲料未被 充分消化吸收而随粪便排出体外，造成部分浪费。据研 究，不少动物对饲料的消化吸收率仅为50%左右。在饲 料中添加酶制剂就可以与动物内源酶发挥协同作用，将 难消化吸收的蛋白质、淀粉等大分子化合物降解为氨基 酸、肽、胨、单糖、寡糖等小分子物质，增加饲料中的有效
第三节 酶在轻工、化工方面的应用
（3）消除抗营养因素，释放矿物元素和其他微量元素 来提高饲料利用率，促进动物健康生长；
纤维素是一种纤维二糖的高聚体，是单胃动物不能利 用的，这种大分子物质较难溶解并对单胃动物的消化有阻 碍作用。半纤维素和果胶部分溶于水后，会产生粘性溶液， 增加消化物的粘度，因而使营养物质和内源酶难以扩散， 同时还缩短了饲料在肠道内的停留时间，降低了营养物质 的同化作用，从而影响了动物的消化吸收。利用酶制剂可 以将纤维素、半纤维素、果胶以及糖、蛋白质等降解为单 糖或寡糖，减少了此类物质对动物消化、吸收和利用的障 碍作用。与此同时，结合着的矿物元素和一些微量元素在 酶的作用下被水接出来，为动物所吸收，提高了动物的健 康水平。
第三节 酶在轻工、化工方面的应用
干酶是最抗热的，能耐90℃高温达30min之久而不失 活，但在同样的温度下，供给蒸汽热，就会迅速失活。一 般在制粒前65℃的调制温度中，吸附到载体上的酶是十分 稳定的。随着调制温度升高到75℃时，酶开始失活，活力 约为开始水平的30%。
第一章 7节 酶的纯化方法
各种葡聚糖凝胶G
(2)柱层析的基本过程与要求 过程：层析介质的平衡；装柱；加样；扩展(包括洗 涤和洗脱)以及与此同时进行流出液成分(蛋白质或酶 活性)的检测和分部收集。 分离效果的标准：分辨率高，回收率高；稀释度小和 速度快。其中分辨率可用Rs权衡： Rs＝两峰带间距离／峰带宽 当Rs＝1.2时，通常认为基本上达到了分离要求.
4
选择性沉淀法
原理:某些多聚电解质如聚丙烯酸、硫酸糊精 以及磷、砷、硅的钨、钼、钒等的杂多酸常能 在极低的浓度条件下，选择性地和某种或某类 酶结合沉淀析出，其选择性的机制尚不清楚。 以聚丙烯酸(PAA)为例，它的分子量近9000或近 300,000的聚合物对某些蛋白酶、磷酸酯酶和溶 菌酶等有选择性沉淀效果，故可用于这些酶的 纯化.
(5)其它
盐析沉淀通常至少要近一小时才能完成， 沉淀可通过离心或压滤和母液分离。盐浓 度低时，离心比较容易，而过滤较难；盐 浓度高时，需要高速离心，但过滤较易。
盐析法的优点：简便、安全(大多数酶在
高浓度盐溶液中相当稳定)、重现性好。
缺点：分辨率低，纯度提高不显 著，同时为了下一步纯化有时还需脱盐。
吸附交换分离法原理示意
吸附剂:根据吸附机制的不 同可分为三种类型：
1.“传统”的物理吸附剂;
2.羟基磷灰石; 3.离子交换吸附剂。
(1)物理吸附 传统的物理吸附剂常用的有白土、氧化铝和磷 酸钙胶等。其中白土是以硅酸铝为主要成分的具 有强吸附力的一类粘土，包括皂土、高岭土和活 性白土等；氧化铝根据制备方法不同有多种成品， 磷酸钙胶可从氧化钙和磷酸三钠直接制备。 物理吸附的原理: 一般认为它是由于吸附剂界面分子和样品分子 间相互作用的范德华力所引起；因而选择性不强 预见性较小，往往需要通过实验加以确定。 这类吸附剂应用很早，但没有得到更大的发展， 原因可能也就在于此。
7酶
（ 全 酶 ） 辅基
有机小分子
决定催化 决定催化 反应的特异性 反应的类型 （选择E催化的S）（递电子、氢或一些基团）
辅酶
辅基与辅酶：与酶蛋白共价结合，牢而不易分离（辅基） 与酶蛋白非共价结合，疏松而易分离（辅酶）
单成分酶的蛋白质本身即具有催化活性。
一、酶的催化的特性
（一）高度的催化效率
S
E
P
（二）高度的催化专一性（特异性）
—— 酶对所作用的底物有一定的选择性 相对专一性： 绝对专一性： 一种E能催化一类S 一种E只能催化一种S
立体异构专一性：一种E只能催化一种S的某一种特定构型
（三）反应条件温和----不稳定性 （四）自我更新与调节
酶的催化特性举例
如 果糖-1,6-2P 醛缩酶 磷酸二羟基丙酮＋3-磷酸甘油 又如， 延胡索酸水合酶催化的反应。
HOOCCH=CHCOOH H2O
HOOCCH2CHCOOH OH
(五)异构酶类
异构酶催化各种同分异构体的相互转化，即底物分 子内基团或原子的重排过程。 反应通式： A ==== B
相对专一性：一种E能催化一类S （一种化学键/水解酶类）
一种酶可作用于一类化合物或一种化学键，这种 不太严格的专一性称为相对专一性。 如脂肪酶不仅水解脂肪，也能水解简单的酯类。
磷酸酶对一般的磷酸酯都有作用，无论是甘油的 还是一元醇或酚的磷酸酯均可被其水解。
绝对专一性：
一种E只能催化一种S （脲酶）
第七章 酶
第一节
酶的概述 第二节 酶的结构和作用机制 第三节 影响酶促反应的因素 第四节 重要的酶类
[工学]《酶工程》教案
![[工学]《酶工程》教案](https://img.taocdn.com/s3/m/9fe9e605a31614791711cc7931b765ce05087abe.png)
《酶工程》教案安排：本课总学时为48，其中理论课40，实验课8，周学时为3学时。
要求：要求同学们课前预习教材，带着问题听课，这样学习效果好；学生上课作笔记，动动脑；学生课后复习和整理笔记，教师作课后小结和布置作业，达到教学相长的目的。
绪论1教学目标：使学生掌握酶、酶工程的概念，酶的化学性质与催化特性，了解酶的分类与命、酶活力测定、酶的生产方法。
2教学内容：主要讲酶和酶工程的基本概念与发展史、影响酶催化作用的因素、酶的分类与命名、酶的化学性质与催化特性、酶活力测定、酶的生产方法。
3重点和难点：酶、酶工程、酶活力有关的概念；酶的化学性质与催化特性、酶活力测定。
4教学方法：采用讲授式、启发式、图示法、问答式相结合的教学方法。
5板书设计:从上至下，从左至右；大标题始终留在黑板的左边；书写规范。
6学时分配：理论3学时，实验2学时。
7教学进程：第一节酶和酶工程的基本概念与发展史1酶的基本概念酶是生物体内进行新陈代谢不可缺少的受多种因素调节控制的具有催化能力的生物催化剂。
按化学组成分：蛋白类酶（Enzyme proteins）和核酸类酶（Ribozyme RNAs）。
a蛋白类酶（Enzyme proteins）酶是由生物体产生的具有催化活性的蛋白质。
b核酸类酶（Ribozyme RNAs）本身就是一段RNA，不需要额外的蛋白酶就可以对自身进行剪切。
提问：酶一定是蛋白质吗？2酶的发展史1.2.1酶在中国的发展史人们对酶的认识起源于生产与生活实践。
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。
酶者，酒母也。
1.2.2酶在西方的发展史1878年, 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”。
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。
西方国家19世纪对酿酒发酵过程进行了大量研究。
酶工程 第七章酶的应用 第四节酶在环境保护方面的应用
胆碱酯酶
R C O CH2 CH2 N(CH3)3 + H2O
HO CH2CH2 N(CH3)3 + R COOH
O
OH
OH
胆碱酯
胆碱脂肪酸
第四节 酶在环境保护方面的应用
有机磷农药是胆碱酯酶的一种抑制剂，可以通过检 测胆碱酯酶的活性变化，来判定是否受到有机磷农药的 污染。20世纪50年代，就有人通过检测鱼脑中乙酰胆碱 酯酶活力受抑制的程度，来检测水中存在的极低浓度的 有机磷农药。现在可以通过固定胆碱酯酶的受抑制情况， 检测空气或水中微量的酶抑制剂（有机磷等），灵敏度 可达0.1mg/L。
目前应用于各个领域的高分子材料，大多数是生物不 可降解或不可完全降解的材料。这些高分子材料使用以后， 成为固体废弃物，对环境造成严重的影响。研究和开发可 生物降解材料, 已经成为可生物降解的高分子材料开发的 重要途径。
利用酶在有机介质中的催化作用合成的可生物降解材 料主要有：利用脂肪酶的有机介质催化合成聚酯类物质、 聚糖脂类物质；利用蛋白酶或脂肪酶合成多肽类或聚酰胺 类物质等。
4.利用亚硝酸还原酶检测水中亚硝酸盐浓度
亚硝酸还原酶（nitrite reductase,EC1.6.6.4） 是催化亚硝酸还原生成一氧化氮的氧化还原酶。其反应 如下：
亚硝酸还原酶
HNO2 + NAD(P)H
NAD(P)+ + NO + H2O
亚硝酸 还原型辅酶Ⅰ
辅酶Ⅰ 一氧化氮 水
利用固定化亚硝酸还原酶，制成电极，可以检测水
第四节 酶在环境保护方面的应用
3.通过β–葡聚糖苷酸酶监测大肠杆菌污染 将4–甲基香豆素基–β–葡聚糖苷酸掺入选择性 培养基，样品中如果有大肠杆菌存在，大肠杆菌中的 β–葡聚糖苷酸酶就会将其水解，生成甲基香豆素。甲 基香豆素在紫外光的照射下发出荧光。由此可以检测水 或者食品中是否有大肠杆菌污染。
考研科目,动物生物化学 第7章 酶
在体内参与氧化还原反应，羟化反 应。防止贫血、防止和治疗感染。
水溶性维生素及其辅酶作用
维生素 维生素
B B11 B2
学名 学名
硫胺素 硫胺素 核黄素
辅酶形式 辅酶形式
硫胺素焦磷酸（TPP） 硫胺素焦磷酸（TPP） 黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD+） 黄素腺嘌呤单核苷酸（FMN）
酶反应中的主要作用 主要作用
NAD+：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸。 NADP+：烟酰胺腺嘌呤磷酸二核苷酸。
NH2 CONH2 O O N
+ -
N N
N
O
CH2OPOPOCH2 N O O O OH
OH
OH
OH(OPO3H2)
功能：是多种重要脱氢酶的辅酶。
(4) 吡哆素(维生素B6)
吡多素(包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺)。
CHO HO H3C N CH2 OH HO H3C N CH2NH2 CH2 OH
脂溶性: 在体内可直接参与代谢的 调节作用。 A 视黄醇 D 钙化醇 E 生育酚 K 凝血维生素 水溶性: 是通过转变成辅酶对代谢起调 节作用。 B 族维生素 C 族维生素
1、水溶性维生素与辅酶
(1) 硫胺素 (维生素 B1) 辅酶形式：焦磷酸硫胺素(TPP) 。 缺乏时表现出多发性神经炎、皮肤 麻木、心力衰竭、四肢无力、下肢水肿。
辅酶和辅基
辅酶（coenzyme）:与酶蛋白部分 结合较松，用透析法易于分离。
辅基（prosthetic group）:与酶或 蛋白质结合非常紧密，用透析法不易除 去。
三、维生素与辅酶
维生素（Vitamin):机体维持正常 生命活动所必需，人和动物不能合成 或合成量极少，必需由食物供给的一 类小分子有机物质。
《酶的固定化》 说课稿
《酶的固定化》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《酶的固定化》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析《酶的固定化》是生物工程领域中的一个重要内容，通常在高中生物学选修教材或大学生物技术相关课程中出现。
本节课的内容是在学生已经学习了酶的相关知识，如酶的特性、作用机制等基础上进行的深入拓展。
教材通过介绍酶固定化的方法、优点以及应用实例，让学生了解酶固定化技术在现代生物技术产业中的重要地位和作用。
这不仅有助于学生完善对酶的认识，也为后续学习细胞工程、发酵工程等相关知识奠定了基础。
二、学情分析学生在之前的学习中已经对酶有了一定的了解，知道酶具有高效性、专一性和作用条件温和等特点。
但对于酶的固定化这一较为前沿的生物技术，学生可能较为陌生。
在认知能力方面，高中生或大学生已经具备了一定的逻辑思维和分析问题的能力，但对于复杂的生物技术原理的理解和应用可能还存在一定的困难。
三、教学目标1、知识目标（1）理解酶固定化的概念和常用方法。
（2）掌握酶固定化的优点和应用领域。
2、能力目标（1）通过对酶固定化方法的学习，培养学生的分析和比较能力。
（2）通过实验设计和操作，提高学生的动手实践能力和创新思维。
3、情感目标（1）激发学生对生物技术的兴趣，培养学生的科学探索精神。
（2）让学生认识到生物技术在生产生活中的重要应用，增强学生的社会责任感。
四、教学重难点1、教学重点（1）酶固定化的方法及原理。
（2）酶固定化的优点和应用。
2、教学难点（1）各种酶固定化方法的特点和适用范围。
（2）酶固定化实验的设计和操作。
五、教法与学法1、教法（1）讲授法：讲解酶固定化的基本概念、方法和原理，使学生对新知识有初步的了解。
（2）比较法：通过对不同酶固定化方法的比较，帮助学生加深理解和记忆。
（3）案例分析法：结合实际应用案例，让学生体会酶固定化技术的重要性和应用价值。
酶工程题
第一章绪论重点并提问的内容•1、解释酶工程、酶转换数、酶的改性？答：酶工程：酶的生产、改性与应用的技术过程。
•2、根据起催化作用的主要组分不同，酶的分类如何？•3、酶工程主要研究内容？酶工程的主要内容包括：微生物细胞发酵产酶，动植物细胞培养产酶，酶的提取与分离纯化，酶分子修饰，酶、细胞、原生质体固定化、酶的非水相催化、酶定向进化、酶反应器和酶的应用等。
•4、简述影响酶催化作用的主要因素？•5、酶催化作用的特点？6、酶的专一性包括哪些？1、酶活力、酶比活力、酶转换数是什么量度指标？2、可逆性抑制作用中动力学参数都如何变化？3、蛋白类酶和核酸类酶可继续如何分类？4、酶活力单位如何定义？5、试述酶活力测定的基本过程？6、试述木瓜蛋白酶的生产方法？答：木瓜蛋白酶可以采用提取分离法、基因工程菌发酵法、植物细胞培养法等多种方法进行生产。
(1)提取分离法：从木瓜的果皮中获得木瓜乳汁，通过各种分离纯化技术获得木瓜蛋白酶。
(2)发酵法：通过DNA重组技术将木瓜蛋白酶的基因克隆到大肠杆菌等微生物中，获得基因工程菌，在通过基因工程菌发酵获得木瓜蛋白酶。
(3)植物细胞培养法：通过愈伤组织诱导获得木瓜细胞，在通过植物细胞培养获得木瓜蛋白酶。
•答：1、提取分离法2、生物合成法：（1）微生物发酵产酶（2）植物细胞培养产酶（3）动物细胞培养产酶3、化学合成法第二章微生物发酵产酶1、解释酶的发酵生产、酶的诱导、酶的反馈阻遏(产物阻遏)、分解代谢物阻遏。
诱导物的种类？2、微生物产酶模式几种？特点？最理想的合成模式是什么？（1）同步合成型特点：1、发酵开始，细胞生长，酶也开始合成，说明不受分解代谢物和终产物阻遏。
2、生长至平衡期后，酶浓度不再增长，说明mRNA很不稳定。
（2）延续合成型特点：1、该类酶不受分解代谢产物阻遏和终产物阻遏。
2、该酶对应的mRNA是相当稳定的。
（3）中期合成型特点：1、该类酶的合成受分解代谢物阻遏和终产物阻遏。
科学生活酶
科学生活酶
生活中的酶是一种生物催化剂，它在许多生物体内起着重要的作用。
酶可以加
速生物化学反应的速度，使得生物体能够更高效地完成代谢和生长。
而在我们的日常生活中，酶也扮演着重要的角色。
首先，让我们来看看食物加工中的酶。
在酿酒、面包、奶酪等食品的制作过程中，酶起着至关重要的作用。
比如，在酿酒过程中，酵母菌产生的酶可以将葡萄糖转化为酒精，从而完成酒的发酵过程。
在面包制作中，面团中的酶可以分解淀粉，产生发酵气体，使得面包蓬松可口。
而在奶酪制作中，酶可以帮助牛奶凝固成奶酪，赋予奶酪独特的口感和风味。
此外，酶也在清洁剂中发挥着作用。
生物洗涤剂中含有的酶可以分解食物残渣、油脂等污垢，使得衣物更加干净。
而在洗碗液中也含有酶，可以帮助去除餐具上的食物残渣，让餐具更加清洁卫生。
除了食品加工和清洁剂，酶还在医药领域发挥着重要作用。
许多药物的合成和
代谢都需要酶的参与。
比如，抗生素的生产中需要酶的催化作用，使得反应更加高效。
而在药物代谢过程中，肝脏中的酶可以帮助将药物转化成更容易排泄的代谢产物，从而起到治疗作用。
总的来说，酶在我们的日常生活中扮演着重要的角色。
它们不仅在食品加工、
清洁剂中发挥作用，还在医药领域起到重要作用。
因此，科学生活酶不仅是生物化学领域的重要研究对象，也是我们日常生活中不可或缺的一部分。
酶工程复习资料(整理)
第一章：（一）酶工程的概念•是将酶、细胞或细胞器等置于特定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段将相应原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术•一、酶的分类• 1.氧化还原酶：2.转移酶：3.水解酶：4.裂合酶：5.异构酶 6.连接酶，7. 核酶（一）酶的组成形式1.单体酶( monomeric enzyme) ：由一条或多条肽链组成，肽链间以共价键结合的酶。
2 .寡聚酶(oligomeric enzyme) ：由若干相同或不相同的亚基以非共价键结合而组成，亚基一般没有活性，必须相互结合后才有活性。
3.多酶复合体(multienzyme system) ：由2个或2个以上功能相关的酶通过非共价键连接而成的、能进行连续反应的体系就是多酶复合体。
（二）酶的结构特点(holoenzyme) （apoenzyme） (cofactor)全酶 = 酶蛋白 + 辅因子（金属离子、辅酶、辅基）金属离子无机离子金属离子有机化合物辅酶、辅基⏹辅酶(coenzyme) ：指与酶蛋白结合比较松弛的小分子有机物质，通过透析方法可以除去。
例如硫胺素、焦磷酸。
⏹辅基(prosthetic group) ：是以共价键和酶蛋白结合，结合的较紧密，不能通过透析法除去，需要经过一定的化学处理才能与酶蛋白分开。
四、酶的作用机制（一）酶的结构组成及活性中心调控基团中心外必需基团酶的结构必需基团活性中心结合部位中心内必需基团催化部位活性中心以外的必需基团其它部分1、酶的活性中心(active center) ：是指结合底物和将底物转化为产物的区域，通常是相隔很远的氨基酸残基形成的三维实体。
2、结合部位：酶分子中与底物结合，使底物与酶的一定构象形成复合物的基团。
酶的结合基团决定酶反应的专一性。
3、催化部位：酶分子中催化底物发生化学反应并将其转变为产物的基团。
4、 4、调控基团：酶分子中一些可与其他分子发生某种程度的结合并引起酶分子空间构象的变化，对酶起激活或抑制作用的基团催化基团决定酶所催化反应的性质，同时也是决定反应的高效性。
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五．在饲料中的应用实例
饲料
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酶制剂在洗涤工业中的应用技术
一．洗涤剂的发展 二．市场和品种 三．含酶洗涤剂的生产注意事项
1．粉状
2．液体
四．含酶洗涤剂的参考配方
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在纺织、皮革、造纸中的应用
一．酶制剂在纺织工业中的应用 二．蛋白酶在皮革生产中的应用 三．酶制剂在造纸生产中的应用
第7节 酶在工业上的应用
酶的工业化应用
一 、酶制剂常用品种及其性能 二、 酶制剂在淀粉糖工业中的应用 三、 酶制剂在酿造工业中的应用 四、 酶制剂在食品工业中的应用 五、 酶制剂在饲料工业中应用 六、 酶制剂在洗涤工业中的应用 七、 纺织、皮革、造纸工业中的应用 八、 酶制剂在有机酸工业中的应用
一．食品加工中使用酶制剂的优点
二．果蔬加工
三．奶制品工业
奶制品工业
奶酪
凝乳酶 脂肪酶
过氧化氢酶
乳清处理
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酶制剂在饲料工业中应用
一．饲料用酶发展动态 二．饲料用酶制剂的要求 三．饲料用酶制剂的种类 四．饲料用酶制剂的使用方法
1．体外酶解法 2．体内消化法
戊聚糖酶
PH：4.5-5.2 温度：40-65℃
戊聚糖
糖化酶
PH：4.0-4.5 温度：58-65℃
淀粉
葡萄糖
异淀粉酶
PH：5.6-7.0 温度：50-55℃
支链淀粉
直链淀粉、麦 芽三糖
普鲁兰酶
PH：5.6-7.2 温度：45-52℃
支链糊精
直链糊精、麦 芽糖
生产工艺中使用酶的目的
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酶制剂在食品工业中的应用技术
脱皮（酶法）
碎屑
化学法纸浆（生物酶纸浆）
•机械法纸浆
•漂白（生物法用木质素氧化酶）
造纸机（酶法脱墨）
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酶制剂在有机酸工业中的应用
一．概述 二．柠檬酸
1．性能与用途
2．黑曲霉与淀粉水解酶
3．生产工艺
玉米→粉碎→调浆（加高温淀粉酶） →次喷射液化→保温液化 →二次喷射液化→高温维持 →闪冷→二次液化（高温或中温淀粉酶） →压滤（滤渣作饲料）→清液 →发酵
酶制剂常用品种及其性能
一．α-淀粉酶 1. 耐高温α-淀粉酶 2. 高效耐高温α-淀粉酶 3. 洗涤剂α-淀粉酶 4. 中温α-淀粉酶
二．糖化酶
1．葡萄糖糖化酶 2．高效糖化酶 3．强效糖化酶 4．新型液体糖化酶
其他品种
三． 四． 五． 六． 七． 八． 九． 十． ß-淀粉酶 普鲁兰酶 转苷酶 果胶酶 蛋白酶 木聚糖酶 脂肪酶 纤维素酶
作用于蛋白质 分子内的酰胺 键 从戊聚糖内部 及非还原性末 端进行分解 作用于淀粉分 子非还原性末 端的α-1.4葡萄 糖苷键，缓慢 水解α-1.6葡萄 糖苷键 作用于淀粉分 子的α-1.6键连 接的麦芽三糖 和麦芽四糖 作用于淀粉分 子的α-1.Байду номын сангаас键连 接的两分子麦 芽糖
蛋白质
肽及氨基酸 戊聚糖片断、 小分子戊聚糖、 木糖、阿拉伯 糖等
一．酶制剂在纺织工业中的应用
1．退浆
棉布 毛斤
丝绸
2．精练
棉织物 羊毛织物减量 丝绸精炼
二．蛋白酶在皮革生产中的应用
1．碱法脱毛 2．二甲胺脱毛 3．氧化脱毛 4．酶法脱毛
三．酶制剂在造纸生产中的应用
1．在造纸行业上生物技术的应用流程 2．酶法用于纤维改造
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β-淀粉 酶
支链 淀粉
纤维 素
含β-1.6葡萄糖苷键的β-界 限糊精、麦芽糖
小分子纤维聚糖、纤维二 糖、葡萄糖
纤维素 酶
β-葡聚 糖酶
PH：4.55.5 作用于β-葡聚糖的 β-葡 β-1.4糖苷键 聚糖 温度： 40-65℃
β-葡聚糖片断、小分子β葡聚糖、葡萄糖
中性蛋白酶
PH：6.5-7.0 温度：45-50℃
分解产物 短链糊精、麦芽糖、葡萄 糖 含α-1.6葡萄糖苷键的α-界 限糊精、麦芽糖、葡萄糖 麦芽糖
耐高温 α-淀粉 酶
PH：5.7作用于淀粉分子 7.0 内部的α-1.4葡萄 温度： 糖苷键 90-95℃ PH：5.0从淀粉分子的非 5.5 还原性末端进行 温度： 分解 60-65℃ PH：5.7从纤维素内部及 7.0 非还原性末端进 温度： 行分解 45-50℃
2．工艺要点
磨浆 调浆 液化 糖化 脱色和压滤 离子交换 蒸发浓缩 结晶 分离和干燥
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酶制剂在酿造工业中的应用技术
一．啤酒工业的发展 二．啤酒生产的流程（在固定化酶应用中 有）
啤酒生产流程1
啤酒生产流程2
名称
最适作用 条件
作用方式
作用 基质 直链 淀粉 支链 淀粉 直链 淀粉
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酶制剂在淀粉糖工业中的应用
一．淀粉糖的发展 二．酶制剂在葡萄糖生产中的应用
1．流程
大米→浸泡→水洗→磨浆→调浆（加入淀 粉酶）→液化→压滤→糖化（加入糖化酶） →升温→压滤→精制→浓缩 a. 液体糖浆 b. 葡萄糖异构酶异构化→精制→浓缩→果 葡糖浆 c. 结晶→离心分离→干燥→结晶葡萄糖