酶工程教学大纲及复习参考范围

合集下载

酶工程复习提纲资料

酶工程复习提纲资料

酶⼯程复习提纲资料酶⼯程复习提纲第⼆章酶的定义、组成、特征及分类⼀、从化化学本质上讲酶到底是⼀种什么物质?⼆、⼀般催化剂的特性:1.只能进⾏热⼒学上允许进⾏的反应;2.可以缩短化学反应到达平衡的时间,⽽不改变反应的平衡点;3.通过降低活化能加快化学反应速度。

4.它本⾝的数量和化学性质在化学反应后不发⽣改变。

三、酶作为催化剂的显著特点:⾼效、专⼀、温和、可调节四、酶的分类(⼀)、酶的组成分类单纯酶:它们的组成为单⼀的蛋⽩质。

结合酶(全酶):蛋⽩质(酶蛋⽩)+辅因⼦酶蛋⽩决定反应的特异性,辅因⼦决定反应的类型与性质。

辅因⼦:辅酶:与酶蛋⽩结合疏松,可⽤透析或超滤的⽅法除去的辅因⼦。

辅基:与酶蛋⽩结合紧密,不能可⽤透析或超滤的⽅法除去的辅因⼦。

(⼆)、酶的结构分类(1)、单体酶(monomeric enzyme) :仅具有三级结构的酶,即只由⼀条肽链组成的酶。

(2)、寡聚酶(oligomeric enzyme):两个或两个以上的相同或不同亚基以共价键⽅式连接⽽形成的酶。

(3)、多酶复合体(多酶体系,multienzyme system):由⼏种功能不同的酶聚合在⼀起,分⼯合作。

共同催化⼀个⽣化反应过程。

(4)、多功能酶(multifunctional enzyme):⼀些多酶体系在进化的过程中由于基因融合,致使多种不同催化功能存在于⼀条多肽链上,这种⼀条肽链具有多种催化功能的酶叫多功能酶。

(三)、酶的功能组成—酶的活性中⼼酶的活性中⼼:与底物结合并进⾏催化反应的特殊的必需基团。

结合基团:决定酶的专⼀性活性中⼼内的必需基团必需基团:催化基团:决定酶的催化性质活性中⼼外的必需基团:维持酶的空间结构和催化功能所必需的基团五、酶的专⼀性;第三章酶的作⽤机理⼀、酶作⽤专⼀性的机制(⼀)“三点结合”的催化理论三点结合”的催化理论认为酶与底物的结合处⾄少有三个点,只有当三点完全结合的情况下。

催化作⽤才能实现,酶促反应才能进⾏。

酶工程教学大纲

酶工程教学大纲

标题:酶工程教学大纲引言:酶工程是将酶的特性与工程原理相结合,应用于生物技术和工业生产中的一门学科。

它涉及酶的分离纯化、活性检测、酶动力学研究和酶反应工程等内容。

鉴于酶工程在现代生物技术和工业领域的广泛应用,培养具备相关专业知识和技能的人才显得尤为重要。

一、课程目的本课程旨在使学生了解酶的基本原理、方法和应用,培养其掌握酶的分离纯化、活性检测和酶反应工程的能力,并能将其应用于生物技术和工业生产中。

二、教学内容1. 酶的基本原理- 酶的定义与分类- 酶的结构与功能- 酶的催化机理2. 酶的分离纯化- 细胞破碎与酶的释放- 酶的分离与纯化方法- 酶的纯化评价指标3. 酶的活性检测方法- 酶活性的测定原理- 酶活性检测的常用方法- 酶抑制剂的筛选与应用4. 酶动力学研究- Michaelis-Menten方程与酶动力学参数- 受抑制和受激动的酶反应- 酶动力学实验与数据处理5. 酶反应工程- 酶反应的工程原理- 酶反应的优化方法- 酶反应的规模化与工业应用三、教学方法本课程将采用多种教学方法相结合,包括理论讲解、案例分析、实验操作、小组讨论等。

理论讲解部分将通过授课和教材阅读进行,案例分析和小组讨论将有助于学生理解酶工程在实际应用中的问题和解决方法。

实验操作将培养学生的实践能力和团队合作精神。

四、教学评估教学评估将以平时作业、实验报告、期中考试和期末考试等方式进行。

平时作业和实验报告将考察学生对课堂理论的掌握程度以及实际操作能力,期中考试和期末考试将全面评估学生对课程内容的理解与掌握。

五、教材参考1. 《酶工程导论》刘旭著,高等教育出版社2. 《现代酶学原理与技术》张三著,科学出版社3. 《酶工程实验指导》李四著,化学工业出版社结语:通过本课程的学习,学生将掌握酶工程领域的基本知识与技能,为今后从事相关研究和工作奠定基础。

同时,使学生对生物技术和工业生产中酶的应用有更深入的了解,并培养其创新思维和解决实际问题的能力。

821酶工程复习大纲

821酶工程复习大纲

821《酶工程》复习大纲一、考试基本要求通过学习本课程,使学生掌握酶工程的基本原理、酶的生产方法、酶的提取与分离纯化、酶的改造方法、非水相酶催化、酶反应器以及酶的应用,根据需要通过人工操作,掌握酶的生产与应用的技术过程。

通过课堂授课教学、结合专题内容评述。

使学生对酶的的生产与应用一定的了解,并为以后的研究应用打下基础。

二、考试方式和考试时间闭卷考试,总分150,考试时间为3小时。

三、参考书目(仅供参考)1.郭勇编著,酶工程(第四版),2016,北京:科学出版社2.袁勤生主编,酶与酶工程(第二版),2012,上海:华东理工大学出版社3.罗贵民主编,酶工程(第3版),2016,北京:化学工业出版社四、试题类型:主要包括选择题、填空题、简答题、论述题等类型,并根据每年的考试要求做相应调整。

五、考试内容及要求第一章绪论1.1 酶的基本概念与发展史1.2 酶催化作用特点1.3 影响酶催化作用的因素1.4 酶的分类与命名1.5 酶活力的测定1.6 酶的生产方法1.7 酶工程发展概况基本要求:掌握酶催化作用的特点、酶活力的测定方法和酶的分类命名方法;重点:酶的生产方法第二章微生物发酵产酶2.1 酶生物合成的基本理论2.2 常用的产酶微生物2.3 发酵工艺条件及其控制2.4 产酶发酵动力学2.5 固定化微生物细胞发酵产酶2.6 固定化原生质体发酵产酶基本要求:掌握酶生物合成的基本理论、微生物和固定化微生物发酵产酶的工艺流程重点:微生物发酵产酶的发酵条件控制和产酶动力学难点:酶生物合成的调节机制第三章动植物细胞培养产酶3.1 植物细胞培养产酶3.2 动物细胞培养产酶基本要求:掌握动植物细胞培养产酶的基本方法和工艺过程重点:动植物细胞的特性及其培养特点第四章酶的提取与分离纯化4.1 酶的特性与分离提取方法的选择4.2 酶分离提取的一般方法4.3 酶分离提取的重点方法概述4.4 典型酶的分离提取工艺流程基本要求:掌握酶分离提取的种类与方法重点:层析和电泳方法在酶分离提取中的应用难点:不同分离提取方法的选择第五章酶分子修饰5.1 金属离子置换修饰5.2 大分子结合修饰5.3 酶分子的侧链基团修饰5.4 肽链有限水解修饰5.5 核苷酸链剪切修饰5.6 氨基酸置换修饰5.7 核苷酸置换修饰5.8 酶分子的物理修饰5.9 酶分子修饰的应用基本要求:掌握酶分子修饰的一般方法和作用重点:大分子结合修饰的特点与应用难点:氨基酸和核苷酸的置换修饰第六章酶、细胞和原生质体的固定化6.1 酶固定化6.2 细胞固定化6.3 原生质体固定化基本要求:掌握酶与细胞固定化的原理和方法重点:酶和微生物细胞的固定化难点:动植物细胞的固定化第七章酶的定向进化7.1 酶定向进化的特点7.2 酶基因的随机突变7.3 酶突变基因的定向选择7.4 酶定向进化的应用基本要求:掌握酶定向进化的基本过程与方法;重点:酶定向进化中突变基因库的构建方法;难点:酶突变基因的筛选;第八章酶的非水相催化8.1 酶非水相催化的研究概况8.2 有机介质中水和有机溶剂对酶催化反应的影响8.3 酶在有机介质中的催化特性8.4 有机介质中酶催化反应的工艺条件控制8.5 有机介质中酶催化反应的应用基本要求:掌握非水相中酶促反应的特点与一般规律;重点:水对有机相中酶促反应的影响;难点:有机相中酶促反应中水的控制;第九章酶反应器9.1 酶反应器的类型9.2 酶反应器的选择9.3 酶反应器的设计9.4 酶反应器的操作基本要求:掌握酶反应器的不同类型及其特点重点:不同酶反应器的特性和适用范围难点:酶反应器型式的选择第十章酶的应用10.1 酶在医药领域的应用10.2 酶在食品领域的应用10.3 酶在轻工和化工领域的应用10.4 酶在环保领域的应用10.5 酶在生物技术领域的应用基本要求:掌握了解酶在各领域中的应用重点:酶在医药、食品和轻化工领域中的应用。

酶工程——精选推荐

酶工程——精选推荐

酶⼯程酶⼯程复习提纲第⼀章绪论⼀、酶⼯程:酶制剂⼤批量⽣产和应⽤的技术⼆、酶⼯程的研究内容(⼀)化学酶⼯程:筛选、制备、修饰、固定化(⼆)⽣物酶⼯程:酶学、基因重组;①克隆酶②突变酶③新酶(三)其他:⾮⽔相催化、反应器第三章酶的筛选来源:动植物、微⽣物优点:(1)种类多、可筛选(2)繁殖快、产量⾼(3)适应强、可诱变⼆、酶的寻找和发现1.反应过程的设计:底物、途径、性质、酶、参数、类似物2.新酶的筛选,获得新酶的⽅法:⑴筛酶⑵⽼酶新⽤⑶反应条件⑷改造⑸⼈⼯ *酶或产酶微⽣物的筛选(1)商品酶库:过程简单、酶源少(2)已知菌种、菌种保藏中⼼筛选(3)⾃然界新筛(4)基因库筛选:同源基因,避免假阴性。

3.有效的筛选分析⽅法:初筛——快速简单;复筛——慢、精确。

琼脂板涂布法(1)透明圈(2)⾊原性底物(3)产物的衍⽣化或络合(4)指⽰菌株 *第四章固定化酶与固定化细胞1.固定化酶:⼀定空间内呈闭锁状态存在的酶,连续反应,重复使⽤。

2.优点:①酶与底物分离;多酶反应;反复连续反应;简化提纯;增加收率,提⾼质量②稳定性提⾼;易控制;效率⾼,成本低3.缺点:①酶活⼒损失;初始投资⼤②⼤分⼦底物、辅助因⼦、胞内酶不适⼀、酶的固定化⽅法:1.物理吸附法2.离⼦结合法3.共价结合法4.交联法5.包埋法⼆、固定化酶的性质:(⼀)减活 (⼆)增稳(三)最适T+(四)最适pH δ(五)⽶⽒常数(Km)+三、影响固定化酶性能的因素1.构象改变:中⼼构象改变⽴体屏蔽:空间位阻微扰:亲疏⽔性、介电常数2.分配效应:微宏观体系不等分配扩散限制效应:迁移、运转受限外扩散限制:穿过液膜层到表⾯受限内扩散限制:表⾯到颗粒内部位点受限第三节细胞的固定化1.固定化细胞受到重视的主要原因是:①降低成本,省酶分离,减少活性损失;单⼀酶兼复合酶系;稳定性好,反复连续使⽤②密度⼤、可增殖,缩短周期;利于分离纯化,提⾼产品质量2.局限性:仅胞内酶;副产物;扩散限制3.固定化⽅法:①直接固定化法②吸附法③包埋法④共价与交联*第四节评价固定化酶(细胞)的指标⼀、固定化酶(细胞)的活⼒:⼲重µmol ·min -1·mg -1。

2010酶工程教学大纲

2010酶工程教学大纲

《酶工程》课程教学大纲一、课程说明1、课程学习目的了解酶工程发展的历史和研究内容,掌握酶学及酶反应动力学的基本原理,掌握酶的分离纯化的原理与方法,了解酶和细胞的固定化、酶发酵生产的理论基础,熟悉主要的酶反应器类型,并且了解酶在轻工、食品、医药工业、化工、环境保护、生物工程等领域的应用,以及酶应用的最新进展,为系统的学好生物工程课程奠定基础。

并初步具备应用酶工程原理于实践中的能力。

2、课程学习要求酶工程作为生物技术专业本科生的必修课,要求学生了解酶及工程的发展概况、应用领域及研究内容;掌握酶的生产及分离纯化、酶和细胞的固定化、酶分子的修饰和改造的理论基础;熟悉工业酶生产常用菌种的产酶特性;熟悉工业酶发酵的工业流程、培养条件的优化调控以及提高酶产量所采取的措施;了解固定化细胞、动、植物细胞发酵产酶的特点及工艺条件控制;掌握酶的结晶、浓缩与干燥的原理与常用方法;掌握酶和菌体固定的原理、方法,以及固定化酶的性质。

掌握和了解微生物、植物、动物细胞和原生质的固定方法及应用。

对酶反应器有一定的认识,并掌握酶反应器的设计原理和操作要点;了解酶的动力学和酶在轻工、食品、医药工业、化工、环境保护等领域的应用以及酶应用的最新发展。

3、课程学习在专业中的地位与作用酶工程是生物工程的主要内容之一,是随着酶学研究迅速发展,特别是酶的应用推广使酶学和工程学相互渗透结合、发展结合成的一门新的技术学科,是酶学、微生物的基本原理与化学工程有机结合而产生的边缘科学技术。

它是从应用目的研究酶,是在一定生物反应装置中利用酶的催化性质,将相应的原料转化成有用物质的技术,是生物工程的主要组成部分。

因此,酶工程课程的学习在专业中的地位与作用是举足轻重的。

二、教学方法与主要教学环节1、教学方法:以课堂讲授、多媒体教学为主,学生参与讲述个别章节及讨论为辅。

2、主要教学环节:本课程采用课堂讲授为主、实验教学与参观学习相结合的教学环节。

三、课程总学时及学时分配酶工程安排在第六学期开设,44学时,讲授34学时,实验10学时。

08级酶工程复习大纲

08级酶工程复习大纲

各章重点第一章绪论1. 酶工程的概念、分类及其研究内容。

2. 酶的分类与命名第二章酶的生物合成与发酵生产1.用操纵子模型解释酶的诱导与阻遏机制(末端产物、分解代谢产物)2.根据酶生物合成的调节类型及机制说明如何提高酶的产量。

3.酶生物合成的模式及影响因素。

4.比较动物植物和微生物在细胞结构、培养基和培养方式上的不同。

5.一些概念的区别:操纵子与操纵基因、诱导酶与组成酶、胞内酶与胞外酶、外植体与愈伤组织第三章酶的提取与分离纯化1.细胞破碎的目的、方法及原理。

2.酶抽提的目标及方法。

3.常用沉淀法的种类及原理。

4.常用沉淀法的种类及原理。

盐析法分离蛋白质的原理、种类及盐析常数的含义。

5.双水相萃取、超临界流体萃取、反胶团萃取的原理。

6.膜分离的种类、原理及应用。

7.比较吸附层析、疏水层析、离子交换层析、凝胶过滤、亲和层析等方法在原理、层析介质、操作及应用方面的异同点。

8.比活力、提纯倍数、回收率的含义及用途。

9.亲和层析的原理是什么?如何根据目的产物的性质选择洗脱方式?10.电泳的基本原理是什么?电泳的种类有哪些?11.SDS-PAGE和等电聚焦电泳的原理和操作的不同之处是什么?12.影响凝胶过滤分辨率的因素有哪些?分配系数的含义及作用。

第四章酶分子的化学修饰1.酶活性中心的特点及主要化学基团。

2.研究酶活性中心的方法及差别标记与亲和标记的区别与特点。

3.酶化学修饰的目的是什么?常用的大分子修饰剂有哪些,修饰后的用途及原理。

4.那些蛋白质侧链基团可以被修饰?主要的修饰剂及修饰反应类型。

5.酶的蛋白质工程、酶分子化学修饰、酶的固定化在目的方法上的异同点。

6.分析说明修饰酶的性质。

7.维持酶分子空间结构稳定的主要作用力是什么?8.酶的蛋白质工程的含义是什么?为什么要进行酶的蛋白质工程?什么是蛋白质的定向进化?第五章酶与细胞的固定化1. 固定化酶、细胞、原生质体产生的背景。

2. 固定化方法有哪几种?各自的优缺点及适用范围。

酶工程教学大纲

酶工程教学大纲

《酶工程》课程教学大纲总学时数:30一、课程的地位、性质和任务酶工程(enzyme engneering)是生物技术专业的主干必修课,是酶学、微生物学的基本原理与化学工程有机结合而产生的一门新的科学技术,在生物技术人才培养中处于至关重要的地位。

它涉及细胞工程、基因工程、发酵工程、生物分离工程和化学工程等诸多学科,主要内容包括酶的发酵生产、酶的分离纯化、酶和细胞固定化以及酶的分子工程。

学生通过酶工程的学习,能够掌握酶的生产与分离纯化的基本理论、基本技术以及自然酶、化学修饰酶、固定化酶的研究和应用,了解酶在各行各业中的最新发展及研究趋势。

二、课程教学的基本要求学生通过酶工程的学习,应熟悉从应用目的出发研究酶,在一定生物反应装置中利用酶的催化性质的研究路线,掌握酶的生产与应用的基本理论、基本技术、酶的分离纯化、固定化酶以及酶的化学修饰的研究和应用,进一步了解酶在各行各业中实际应用的最新发展和发展趋势,在以后的毕业环节和工作中能够自觉地应用这些技术方法来指导自己的工作。

本课程理论课30学时,于本科三年级第二学期开设。

讲授方式:1.讲授2.利用CAI课件三、各章主要内容、学时分配及教学要求第一章绪论 2学时【单元目标】1.了解酶工程的研究意义;2.掌握酶工程的概念及研究内容。

【授课内容】一.酶与酶工程发展简史(一)酶学研究简史(二)酶工程研究简史二. 酶工程简介1.酶工程2.组成3.分类第二章微生物发酵产酶 4学时【单元目标】1.掌握酶生物合成的调节类型及调节机制2.了解产酶微生物的分离和选育方法3.了解动植物细胞与微生物细胞发酵产酶的异同【授课内容】第一节酶生物合成及调节一、酶的生物合成(一)RNA的生物合成--转录(transcription) (二)蛋白质的生物合成--翻译(translation) 1.翻译2.翻译过程即蛋白质的合成过程二、酶生物合成的调节(一)基因调控理论(二)酶合成调节的类型1.诱导 (induction)2.阻遏 (repression)(三)酶合成的调节机制三、提高酶产量的策略(一)菌种选育1.诱变育种2.基因工程育种(二)条件控制第二节酶发酵动力学一、细胞生长动力学(Monod方程)二、产酶动力学(一) 酶生物合成的模式1.生长偶联型2.部分生长偶联型3.非生长偶联型(二) 产酶动力学第三节微生物发酵产酶一、产酶微生物的分离和选育二、微生物发酵产酶方法1.固体培养2.液体培养3.固定化细胞三、微生物酶的类型1.胞外酶2.胞内酶第三章动、植物细胞培养产酶2学时一、动植物细胞与微生物细胞主要特性差异二、植物细胞培养产酶1.植物细胞培养的特点、提取法缺点2.培养基特点3.培养方法4.培养条件的影响与控制5.植物细胞培养产酶实例三、动物细胞培养产酶1.动物细胞培养的特点2.培养基3.培养方法4.培养条件的影响与控制第四章酶的提取与分离纯化 12学时【单元目标】1.掌握酶分离纯化的常用方法及其原理2.掌握几种常用的电泳方法及操作步骤2.了解酶的纯化方案的设计【授课内容】第一节酶的分离4学时一、发酵液预处理(一)发酵液的相对纯化(二)发酵液的固液分离二、细胞破碎(一)细胞壁组成(二)细胞破碎的方法(三)细胞破碎确认三、酶的提取(extraction)(一)理想提取液具备的条件、目标原则(二)提取方法四、离心分离(一)基本原理(二)离心机的种类(三)常用离心方法1.差速离心2.密度梯度离心3. 等密度梯度离心又称沉降平衡离心(四)应用五、沉淀分离(根据溶解度的不同)(一)盐析沉淀法(改变离子强度)(二)有机溶剂沉淀(降低介电常数)(三)等电点沉淀(isoelectric precipitation) (四)有机聚合物沉淀法(五)选择性变性沉淀法六、萃取(extraction)分离(一)溶剂萃取法(二)双水相萃取技术(三)超临界流体萃取(四)反胶团萃取第二节酶的精制5学时一、膜分离技术(一)扩散膜分离(二)加压膜分离(三)电场膜分离二、层析法(一)吸附层析(adsorption chromatography)1.原理2.吸附剂3.洗脱剂4.应用(二)凝胶过滤层析)(gel filtration chromatography)1.基本原理2.凝胶的种类和性质3.操作4.应用(三)离子交换层析(ion exchange chromatography,IEC)1. 原理2. 阴离子交换剂分离蛋白质的过程3. 操作4. 应用- 制备纯化生物大分子(四)疏水层析(hydrophobic interaction)1、原理2. 吸附剂3. 操作4. 应用(五)亲和层析(affinity chromatography)1. 原理2. 基质的选择3. 配体的选择4. 偶联(亲和吸附剂的制备)5. 操作及应用(六) 高效(压)液相层析(HPLC:high performance(pressure)liquid chromatography)1. 基本原理2. 分类3. 色谱仪组成第三节电泳一、电泳的基本理论1. 原理2. 电泳的分类3. 电泳常用设备二、聚丙烯酰胺凝胶电泳1.原理2.分离效应三、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳1. 原理2. 操作四、等电聚焦 ( isoelectric focusing,IEF )1. 原理2. 操作3. 应用第四节酶的浓缩、干燥与结晶2学时一、酶的浓缩(一)蒸发浓缩(二)超滤浓缩(三)吸水剂(四)反复冻融浓缩(五)沉淀法二、酶的干燥三、酶的结晶(一)结晶的条件(二)结晶的方法第五节纯化方案的设计与评价1学时一、纯化方案的设计(一)纯化方法的选择依据(二)纯化方法的排序二、纯化方案的评价(一)酶活力测定(二)蛋白质浓度测定(三)提纯倍数与回收率第五章酶分子的化学修饰 2学时【单元目标】1.掌握酶活性中心的概念及共性2.了解酶化学修饰的目的及原理3.了解酶化学修饰的种类及应用【授课内容】第一节酶的活性中心一、活性中心的概念二、活性中心的共性三、研究酶活性中心的方法1.物理学方法2.化学修饰法3.蛋白质工程第二节酶化学修饰及修饰目的一、酶化学修饰1.限制酶大规模应用的原因2.改变酶特性有两种主要的方法3.酶化学修饰的概念二、酶化学修饰的目的1.研究酶的结构与功能的关系2.人为改变天然酶的某些性质,扩大酶的应用范围第三节酶化学修饰的原理一、如何增强酶天然构象的稳定性与耐热性二、如何保护酶活性部位与抗抑制剂三、如何维持酶功能结构的完整性与抗蛋白水解酶四、如何消除酶的抗原性及稳定酶的微环境第四节酶化学修饰的设计一、充分认识酶分子的特性二、修饰剂的选择三、反应条件的选择第五节酶化学修饰的种类及应用一、酶的表面化学修饰(一)大分子修饰(大分子结合修饰)1.定义2.修饰剂3.应用(二)小分子修饰(酶蛋白侧链基团修饰)1.定义2.侧链基团修饰剂3.几种重要的修饰反应(三)交联修饰(交联法)(四)固定化修饰(共价偶联法)二、酶分子内部修饰(一)蛋白主链修饰(肽链有限水解修饰)(二)氨基酸置换修饰(三)金属离子置换修饰第六章酶与细胞的固定化 2学时【单元目标】1.掌握固定化酶和固定化细胞的定义及特点2.了解固定化酶和固定化细胞的性质及应用【授课内容】第一节酶与细胞的固定化一、固定化酶和固定化细胞的定义及特点1.固定化酶 (immobilized enzyme)2.固定化细胞(immobilized cell)二、固定化方法(一)酶的固定化方法1.吸附法(adsorption)2.共价偶联法(covalent binding or covalent coupling)3.交联法(crosslinking)4.包埋法(encapsulation)(二)各种固定化方法的优缺点比较(三)细胞的固定化方法1.固定化细胞的分类2.固定化方法(四)原生质体的固定化方法第二节固定化酶和固定化细胞的性质与表征一、固定化酶的性质二、固定化细胞的性质三、固定化酶(细胞)的评价指标第三节固定化酶与固定化细胞的应用一、在工业生产上的应用1.氨基酰化酶(Aminoacylase)2.葡萄糖异构酶二、固定化酶在医学上的应用1.消血栓2. 人工肾三、在分析检测中的应用1. 酶传感器1)酶传感器的原理2)酶传感器的应用2. 酶联免疫测定第七章酶反应器 2学时【单元目标】1.了解酶反应器的几种类型2.了解酶反应器的设计原理及操作【授课内容】第一节酶反应器的特点与类型一、酶反应器的类型(一)搅拌罐型(Stirred Tank Reacter, STR)(二)固定床型(也称填充床,Packed Bed Reactor, PBR )(三)流化床型(Fludized Bed Reactor, FBR)(四)膜式反应器(Membrane Reactor)(五)鼓泡塔型反应器二、酶反应器的发展第二节酶反应器的设计与选择一、酶反应器的设计1.设计目的2.设计原理(依据)二、酶反应器的选择(一)酶的应用形式(二)底物的物理性质(三)反应操作要求(四)酶的稳定性(五)应用的可塑性及成本三、酶反应器的操作第八章酶的应用 4学时【单元目标】1.了解酶在医药方面的应用2.了解酶在食品方面的应用3.了解酶在化工方面的应用4. 了解酶在环境保护方面的应用5. 了解酶在生物技术领域的应用【授课内容】第一节酶在医药方面的应用第二节酶在食品方面的应用第三节酶在化工方面的应用第四节酶在环境保护方面的应用第五节酶在生物技术领域的应用四、使用教材与主要参考书目录1教材《酶工程》(第二版)作者:郭勇科学出版社 20042 主要参考书目郭勇现代生化技术,华南理工大学出版社, 1996郭勇酶的生产与应用,化学工业出版社个,2003罗贵民酶工程,化学工业出版社,2002张树政酶制剂工业,科学出版社,1984邹国林酶学,武汉大学出版社, 1997五、考核方法和成绩构成本课程为考试考核,包括两部分:期中及平时为30%,期末70%。

《酶工程》课程教学大纲

《酶工程》课程教学大纲

《酶工程》课程简介课程内容:《酶工程》是生物工程专业、生物技术专业的重要主干课程,在生物工程人才培养中处于至关重要的地位。

课程主要内容包括:酶的发酵生产、酶的分离纯化、酶和细胞固定化、酶反应器类型、酶的定向进化、酶的非水相催化以及酶的工业化应用等。

课程任务是通过讲授酶的发酵生产、分离纯化、固定化、以及酶的定向进化等原理和技术,以及酶作为生物催化剂在实际生产和工业绿色制造中的作用,使学生学会酶工程的基本知识,并综合运用所学的基本理论知识和技术来解决与生产相关的实际问题。

Brief IntroductionCourse Description:This course is the optional subject for the Biotechnological students. The main content of this course include: brief introduction, enzyme production, enzyme seperation & purification, enzyme & cell immobilization, non aqueous enzymatic catalysis, enzyme directed evolution and enzyme application. The mission of this course is to introduce the principle and methods of enzyme production, enzyme purification, enzyme & cell immobilization, enzyme directed evolution, non aqueous enzymatic catalysis and the use of enzyme.《酶工程》课程教学大纲一、教学内容第一章绪论1.1 酶工程的发展史和研究内容1.2 国内外酶制剂工业概况1.3 酶工程研究最新进展教学难点:酶工程的新技术教学重点:酶工程的发展历程、酶工程的新技术第二章酶的生产2.1 微生物产酶2.2 植物来源酶2.3 动物来源酶教学难点:酶的筛选教学重点:微生物酶的生产方法第三章酶的分离纯化3.1 酶的提取方法3.2 酶的分离纯化方法3.3 酶纯化步骤设计教学难点:酶纯化步骤设计教学重点:酶的分离纯化的方法及纯化步骤的设计第四章固定化酶4.1 概述4.2固定化酶的性质及其影响因素4.3 固定化酶和细胞的制备4.4 固定化辅酶和原生质体4.5 固定化酶反应器4.6 固定化酶的应用教学难点:酶固定化的原理教学重点:酶的固定化方法与固定化酶的应用第五章有机介质中的酶促反应5.1 概述5.2 有机介质中酶促反应的条件5.3 有机介质对酶性质的影响5.4 有机介质中酶促反应应用举例教学难点:有机介质中酶促反应的条件教学重点:有机介质对酶性质的影响。

酶工程教学大纲

酶工程教学大纲

酶工程教学大纲
一、引言
A. 背景介绍
B. 目的和目标
C. 教学方法和评估方式
二、酶工程概述
A. 酶的定义与特点
B. 酶工程的定义和作用
C. 酶工程的发展历程
三、酶的结构与功能
A. 酶的化学结构
1. 蛋白质组成
2. 酶的活性中心
3. 酶的辅助分子
B. 酶的功能与作用机制
1. 酶的催化作用原理
2. 酶的底物特异性和催化效率
3. 酶的调控机制
四、酶的分离与纯化
A. 酶的源和提取方法
1. 酶的细胞来源
2. 细胞破碎与酶的提取
B. 酶的分离与纯化方法
1. 萃取分离方法
2. 柱层析方法
3. 电泳分离方法
五、酶的性质和测定
A. 酶的催化速度和底物浓度关系。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

《酶工程》教学大纲
课程名称:酶工程
适用专业:2016级生物工程(专升本函授)、微生物技术及应用(专科函授)
辅导教材:《酶工程(第三版)》郭勇编著科学出版社
一、本课程的地位、任务和作用
酶工程是研究生物催化剂在工程中应用的一门学科,是现代生物技术的重要组成部分,它与生物工程、细胞工程、发酵工程密切相关不可分割。

近代科学把发展酶工程作为现代阶段生物技术的战略重点。

本课程的目的是使学生了解酶工程发展概况及新进展,掌握酶的生产、提取、纯化、修饰及固定化技术,了解酶工程的新理论、新技术,酶反应器的特性和发展方向,掌握酶反应器的设计、操作及应用,扩大学生对酶应用技术的知识面。

它在研究酶的发酵生产、分离纯化和分子工程修饰的基础上着重探讨酶作为一种高效的工业生物催化剂在工程上如何实际应用的问题以及酶作为一种高效的生物大分子在基因工程中应用问题,使酶能够在工业上发挥其独特、重要的作用。

酶作为一种主要的工业催化剂,势必对工业发展的生产模式、发展形态产生深远的影响;酶工程的研究内容向分子水平的拓展,也势必对基因工程等生命前沿学科的发展产生不可估量的影响。

二、本课程的相关课程
本课程是生物技术、生物工程、食品科学与工程专业的一门专业课,要求学生已掌握酶学基本知识,酶制剂工艺学,微生物学,生物化学,化工原理等课程。

三、本课程的基本内容及要求
第一篇酶学基础理论
第一章酶学与酶工程
教学要求:重点:①酶的基本概念及特征。

②酶的发展及其主要成就。

酶分类与命名。

教学内容:
酶及酶工程的概念、发展及应用前景:酶与酶工程研究的重要意义;酶学研究简史;酶工程简介。

第二章酶的生物学特征
教学要求:
重点:①酶催化作用的机制,②酶催化的化学本质,③酶活力的测定。

难点:酶催化的化学本质
教学内容:
酶的命名、分类、组成、结构特点和作用机制;酶催化的化学本质;酶活力的分析。

第三章酶反应动力学
教学要求:
重点:①酶促反应动力学;②酶的抑制作用
难点:①抑制剂对酶反应速度的影响
教学内容:单底物动力学:米氏方程推导,米氏方程的意义,Km和Vm 的求取。

多底物反应动力学:反应机制的分类及反应机制的鉴别。

温度、pH、抑制剂、激活剂对反应速度的影响。

第二篇酶的生产与分离纯化
第一章微生物发酵产酶
教学要求:
重点:①酶发酵工艺条件及控制。

②酶发酵动力学。

难点:①酶生物合成模式。

②产酶动力学。

教学内容:
2.1酶生物合成的基本理论
RNA的生物合成——转录,蛋白质的生物合成——翻译,酶生物合成的调节。

2.2酶发酵生产常用微生物
微生物发酵产酶必需的条件,酶生产中常用微生物。

2.3酶发酵工艺条件及控制
蛋白酶、淀粉酶等生产过程中微生物细胞活化与扩大培养,培养基,PH和温度的调节与控制,溶解氧的调节与控制,提高酶产量的措施。

2.4酶发酵动力学
酶生物合成的模式,细胞生长动力学,产酶动力学。

第二章动、植物细胞培养产酶
教学要求:
重点:①动、植物细胞发酵的特点。

②动、植物细胞发酵产酶的工艺条件及控制。

教学内容:
2.1动物细胞培养产酶
动物细胞特点
2.2植物细胞培养产酶
植物细胞特点,植物细胞发酵的特点,植物细胞发酵产酶的工艺过程、工艺条件控制。

第三章酶的提取与分离纯化
教学要求:
重点:①酶分离纯化的各种方法、原理。

难点:①层析分离的分类、原理、操作方法。

②电泳分离的分类、原理。

教学内容:
3.1 细胞破碎
细胞破碎方法选择的原则,机械破碎法,物理破碎法,化学破碎法、酶解破碎法。

3.2酶的提取
媒体区的主要方法,酶提取过程的注意事项。

3.3沉淀分离
盐析沉淀法,有机溶剂沉淀法,复合沉淀法。

3.4离心分离
离心机的种类与用途,离心方法的选择,离心条件的确定。

3.5过滤与膜分离
粗滤原理与分类,膜分离技术。

3.6层析分离
吸附层析,离子交换层析,凝胶层析,亲和层析。

3.7电泳分离
电泳分离的基本知识,凝胶电泳种类、原理及操作,等电聚焦电泳。

3.8酶的浓缩、结晶与干燥
结晶、浓缩和干燥的原理及方法。

第四章酶分子修饰
教学要求:
重点:①大分子结合修饰的原理、方法及作用。

②酶蛋白侧链基团修饰的原理、方法及作用。

难点:①氨基酸置换修饰中的蛋白质工程。

②大分子结合修饰、酶蛋白侧链修饰的方程式。

③核苷酸置换修饰
教学内容:
4.1 酶分子修饰
4.2 大分子结合修饰
4.3 酶分子侧链基团修饰
4.4 肽链有限水解修饰
4.5 核苷酸链剪切修饰
4.6 氨基酸置换修饰
4.7 核苷酸置换修饰
4.8 酶分子物理修饰
4.9 酶分子修饰的应用
第三篇酶的工业化应用
第一章固定化酶与固定化细胞
教学要求:
重点:①酶、细胞的固定化方法分类、原理。

②固定化酶的性质改变。

难点:①酶的结合法固定化类别与相关反应方程式。

②生物传感器的结构、原理与应用。

教学内容:
1.1 酶和菌体固定化
固定化的方法:吸附法、包埋法、结合法、交联法,固定化酶的性质及应用。

1.2 微生物、植物和动物细胞的固定化
细胞固定化的方法,固定化细胞的应用。

1.3 原生质体固定化
原生质体的制备,原生质体固定化,固定化原生质体的特点及应用。

1.4 生物传感器
生物传感器的原理,生物传感器的分类:酶传感器、微生物传感器、组织传感器、免疫传感器。

第二章酶反应器
教学要求:
重点:①酶反应器的类型及相关特点。

②酶反应器设计原理、相关参数。

难点:①BSTR、CSTR、PFR、FBR的概念及各自代表的意义。

②酶反应器设计中反应动力学的推导。

教学内容:
2.1 酶反应器的特点及类型
游离酶反应器,固定化酶反应器。

2.2 酶反应器的选择
根据应用形式、动力学特性、底物或产物的性质选择。

2.3 酶反应器的设计
酶反应器的选型,酶反应器的设计。

2.4 酶反应器的操作
酶反应器的操作条件的确定及其控制,酶反应器的操作注意事项。

第三章酶的非水相催化
教学要求:
重点:①酶在有机介质中的催化特点。

②酶在有机介质中的催化条件及控制。

难点:①有机介质体系的极性对酶结构、功能及催化特性的影响。

教学内容:
3.1 酶非水相催化的研究概念
3.2 有机介质中水和有机溶剂对酶催化反应的影响
有机介质反应体系,水、有机溶剂对有机介质中酶催化的影响。

3.3酶在有机介质中的催化特性
底物的专一性,键、区域、对映体的选择性,热稳定性,pH值特性。

3.4 有机介质中酶催化的条件及控制
催化反应的类型,酶的选择,底物的选择及浓度控制,有机溶剂的选择,温度、pH、水含量的控制。

3.5 有机介质中酶催化的应用
手性药物的拆分,高分子聚合物的制备,导电、发光有机聚合物的合成,食品添加剂的生产,多肽的合成等。

第四章酶的应用
教学要求:
重点:①酶在轻工、食品、医药、分析检测等方面的应用。

难点:①酶作为一种工业生物催化剂在生产中运用原理及过程。

②酶在大分子切割、连接方面的应用。

教学内容:
4.1 酶在医药方面的应用
酶进行疾病的诊断,酶治疗各种疾病,酶制造各种药物。

4.2 酶在食品、轻工方面的应用
食品保鲜、食品生产、食品添加剂、蛋白质制品加工、果蔬加工中的应用。

4.3 酶在轻工、化工方面的应用
酶进行原料预处理、酶生产各种产品、酶增强产品使用效果。

4.4 酶在环境保护方面的应用
酶在环境监测、废水处理和生物降解材料开发方面的应用。

4.5 酶在分析检测方面的应用
酶在去除细胞壁方面的应用,酶在大分子切割、连接方面的应用
补充说明:教学方式与考核方式
教学方式:面授辅导、平时作业
考核方式:考勤、作业和考试
酶工程复习重点
一、酶的基本概念及特性
1、酶活力单位的定义
2、比活力的定义
3、酶活与相对酶活的关系
二、酶的生物学特性
1、酶的催化机制及特点
2、酶催化的化学本质
3、酶的活力测定
三、酶反应动力学
1、酶促反应动力学米氏方程
2、酶的抑制作用
四、酶的生产与分离纯化
1、酶发酵的工艺条件及控制
2、酶分离纯化的各种方法及原理
3、酶的修饰的原理
4、酶定向进化的特点
五、酶的工业化应用
1、酶、细胞固定化的方法
2、酶反应器的种类与特点
3、酶的非水相催化特点
4、酶的应用医药、食品、轻工化工、环保、分析检测等。

相关文档
最新文档