生物催化技术心得

Hefei University

题 目：

生物催化剂 班 级： 姓 名： 学 号： 教 师： 日 期：

2015/4/19

心得

白驹过隙，岁月如梭，已将学习工业催化近三个月了，虽每周只有短短九十分钟，但已经在董强老师的认真教学下让我感受到它的魅力，今天我给大家介绍下本课程第七章节：生物催化技术。

生物催化是利用生物催化剂改变化学反应速率，合成有机化学品和药物制品。人类利用酶或微生物细胞作为生物催化剂进行生物催化已有几千年历史，早已发明了麦芽制曲酿酒工艺，古埃及和古代中国都有历史记载。近代科学技术对酶的认识研究，成为现代酶学和生物催化研究的基础。生物催化技术的应用给传统的化工生产带来了深刻的变化，随着这一技术的崛起，世界各国相继参与生物催化技术的研究，运用它进行化工生产。化工催化技术也对环保做出了很大的贡献，在未来相信它会更利于世界的发展。

生物催化剂能催化特定化学反应的蛋白质、RNA或它的复合体，能通过降低反应的活化能加快反应速度，但不改变反应的平衡点。绝大多数酶的化学本质是蛋白质。具有催化效率高、专一性强、作用条件温和等特点。

生物催化剂（酶）与无机催化剂比较：

相同点：改变化学反应速率，本身几乎不被消耗；只催化已存在的化学反应；

加快化学反应速率，缩短达到平衡时间，但不改变平衡点；降低活化能，使化学反应速率加快；都会出现中毒现象。

不同点：无机催化剂寿命一般比酶长的多，并且不容易中毒。酶的稳定性不如无机催化剂，成本也要高很多。但是酶拥有可怕的效率。通常酶的催化速率可达无机催化剂的一百万倍以上。所以酶一般应用在医学制药等高科技，靠质量产品需求的领域。

生物催化剂是指生物反应过程中起催化作用的游离或固定化的酶或活细胞的总称。它包括从生物体，主要是微生物细胞中提取出的游离酶或经固定化技术加工后的生物酶，也包括统称为的游离的、以整体微生物为主的活细胞及固定化活细胞。酶催化剂用于催化某一类反应或某一类反应物（在酶反应中常称为底物或基质）。

从酶的作用和功能的发现过程中了解到，人们最早使用的是游离的细胞活

体，即使用这些细胞中的酶作为生物催化剂；在此基础上考虑将该酶蛋白质从细胞中提取出来，以较纯催化形态进行反映的催化，也可以采用固定化技术将酶或细胞固定在惰性固体表面后再使用。死的细胞或干细胞制剂也具有催化作用，但其细胞已无新陈代谢能力，往往不能进行辅酶或辅基（酶的组成部分）的再生，只能进行简单的酶反应，属于一种不纯的酶催化剂。

生物催化是生物技术与有机化学交叉的学科，利用催化催化技术能够解决现代传统化学工业中的很多问题，无论在理论水平还是工业实践水平上，生物催化技术都占有一个很高的位置。利用生物催化剂转化及看作是对传统化学方法合成重要的、高经济附加化合物的很有吸引力的补充技术。在未来的很多年生物催化技术将是化学行业最活跃的一部分，它也担当着绿色化工和通过环保手段合成重要化学品及医药产品的重要责任。

生物催化剂规划目标包括在今后20年内传统化学工业降低物料、水和能源的消耗和污染源排放到30%。针对生物催化剂，以下以具体目标：开发比现有化学催化剂更好、更快和更廉价的生物催化剂；开发生物催化剂系列，使其能在更广泛的反应中起催化作用，并尽可能较目前具有更广的多用性；提高对温度的稳定性、反应活性和溶剂兼容性；开发分子建模工作，迅速地对新型酶从头进行设计；为生物催化剂开发创造更好的手段或工具；对公众进行利用和创制生物催化剂的社会利益教育。