酶十一章酶应用
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《食品添加剂》课件——11-酶制剂
脂肪酶：即三酰基甘油酰基水解酶，催化天然底 物油脂水解，生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二 酯
脂肪酶是一类具有多种催化能力的酶，可以催化 三酰甘油酯及其他一些水不溶性酯类的水解、醇 解及酯类的逆向合成反应，除此之外还表现出其 他一些酶的活性，如磷脂酶、溶血磷脂酶、胆固 醇酯酶、酰肽水解酶活性等
脂肪酶不同活性的发挥依赖于反应体系的特点， 如在油水界面促进酯水解，而在有机相中可以酶 促合成酯 （无水怎可水解）
1、种类 一种天冬氨酸蛋白酶,可专一地切割κ酪蛋白的Phe105-
Met106之间的肽键
2、原奶凝结过程 原奶中酪蛋白有三种：α-酪蛋白、β-酪蛋白和К-酪
蛋白，前两者易受Ca2+影响形成沉淀，而后者不仅稳定，而 且还具有抑制前者沉淀的作用。凝乳酶使原奶凝固分为两 个阶段：首先将К-酪蛋白分解为副К-酪蛋白；其次副К酪蛋白及αs-酪蛋白和β-酪蛋白在Ca2+作用下沉淀。 α和β酪蛋白有较多的丝氨酸被磷酸化，形成钙结合位点
为产物所需要的酶量为1个酶活国际单位（IU） 。
比活性（specificity of enzyme ）指的是每毫克酶蛋 白所具有的酶活性单位数。
比活性 = 活性单位数/酶蛋白重量（mg） 比活性反映了酶的纯度与质量。
➢酶的命名
（1）习惯命名——依据所催化的底物（substrate）、反应 的性质、酶的来源等命名。例如，胃蛋白（水解）酶、碱 性磷酸酶。
定义：具有催化能力的免疫球蛋白称为抗体酶或催 化抗体
抗体酶的研究历程：
1. 1946年，鲍林(Pauling)用过渡态理论阐明了酶催化的实质，即酶之所 以具有催化活力是因为它能特异性结合并稳定化学反应的过渡态(底物 激态)，从而降低反应能级
2. 1969年杰奈克斯(Jencks)在过渡态理论的基础上猜想：若抗体能结合反 应的过渡态，理论上它则能够获得催化性质
酶的应用
The application of enzyme第十一章酶的应用酶参与了生物体内所有的生命活动和生命过程执行具体的生理功能-唾液、胃液中的消化酶，凝血酶等清除有害物质,起保卫作用-过氧化物酶，超氧化物岐化酶等协同激素等生理活性物质在体内发挥信号转换,传递与放大作用,调节生理功能-蛋白激酶催化代谢反应,建立各种各样代谢体系与代谢途径-葡萄糖、氨基酸、核酸代谢酶是生物学有力的研究工具基因工程工具酶基因组学蛋白组学酶和工农业生产与医学实践有着密切的关系工业用酶：淀粉糖业农业用酶：饲料医疗用酶：蛋白酶检测试剂抗病毒等新药物开发酶工程应用领域8.1 酶在医药方面的应用用酶进行疾病的诊断用酶进行疾病的治疗用酶制造各种药物健美生消化酶—帮助肠胃蠕动【产品规格】90片／瓶【食用方法】成人每日3片，随主餐服用【成分(每片含)】1)消化蛋白质：木瓜蛋白酶50毫克、菠萝蛋白酶30毫克；2)消化脂肪：脂肪酶30毫克；3)消化碳水化合物/淀粉：淀粉酶50毫克；4)消化乳制品：乳糖酶30毫克；5)消化纤维：纤维素酶15毫克。
另含：能抑制过多胃酸的葡萄糖酸钙，能缓解反胃薄荷叶和茴香【适用人群】·消化不良者·肠胃疾病患者·大病初愈者8.3 酶在轻工、化工方面的应用用酶进行原料处理用酶生产各种轻工、化工产品用酶增强产品的使用效果。
8.4 酶在环境保护中的应用环境监测废水处理过氧化物酶可降解材料开发8.5 酶在生物技术方面的应用除去细胞壁大分子切割大分子连接。
第十一章酶的催化机理和活性调节
与酶的高效性有关的因素
a.底物与酶的靠近与定向
b.酶使底物的敏感键发生变形
c.共价催化 d.酸碱催化 e.低介电区域的活性中心 f.金属离子催化作用
108
103
g.多功能催化作用
不同的酶，引起其高效性的因素是不同的， 可以受一种或几种因素的影响
第11章
酶的作用机制和酶的调节
第十一章
酶的作用机制和酶的调节
一、酶的活性中心 二、酶的催化机理 三、丝氨酸蛋白酶类 四、酶活性的调节 五、同工酶
（一） 酶分子的结构特点
• 1．结合部位 Binding site • 酶分子中与底物结合 的部位或区域一般称 为结合部位。
2．催化部位 catalytic site
• 酶分子中促使底物发生化 学变化的部位称为催化部 位。 • 结合部位决定酶的专一性， • 催化部位决定酶所催化反 应的性质与能力。
径的第一步反应的酶相结合，结合的结果使这个 酶活性下降，从而使整条代谢途径的反应速度慢 起来。这种情况又称为“反馈抑制 ”。
正反馈
结合使酶活性增强
第一个酶
（有活性）
终产物
第一个酶
（无活性）
终产物（调节物） 结合在调节中心
（一）变构调节（别构调节）：
某些代谢物能与变构酶分子上的变构部位 特异性结合，使酶的分子构象发生改变， 从而改变酶的催化活性以及代谢反应的速 度，这种调节作用就称为变构调节 (allosteric regulation)。 调控部位：酶分子中存在着一些可以 与其他分子发生某种程度的结合的部 位，从而引起酶分子空间构象的变化， 对酶起激活或抑制作用。
2+
O P O O
O P O O CH2 H H OH O A H H OH
酶的应用ppt课件
(2) 固 定 化 细 胞 技 术 一 般 采 用 包 埋 法 ， 而 固 定 化 酶 常 用 ________和________。
(3)影响实验成败的关键步骤是___________________
_____________________________________。
(4)海藻酸钠溶化过程的注意事项是_____________。
固定化酶是将酶固定在一定空间内的技术解析固定化酶是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内或将酶固定在不溶于水的载体上使酶既能与反应物接触又能与产物分离还可以使酶能够反复利用这样既可以降低生产成本提高产品的质量还可以减少对环境的污染
专题三 酶的应用
抓纲扣本·夯实基础
一、果胶酶在果汁生产中的作用
1．果胶
(1)实验方法：如图中所示的顺序进行操作。
(2)实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结 果如图(曲线甲)所示：
①图中自变量是温度，除此之外还可用________表示。
A．酶的浓度
B．苹果泥的量
C．水的加入量 D．pH
②图中的纵坐标还可用________来表示。
③实验小组改变了实验条件后重复做实验，得到曲线乙，苹 果汁的澄清度最高点对应的横坐标与曲线甲的是同一位置的原因是 ________________________________。
【答案】 D
[考点突破]
1．实验原理
酶促反应也受酶量的影响，本实验中实验变量是酶的用量， 反应变量为果汁体积，实验中要严格控制温度、pH、反应时间、 底物用量等无关变量对实验着酶浓度的增加，过滤得到的果汁体积也增加， 说明酶量不足；当酶浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过 滤得到的果汁体积不再改变，说明酶的用量已经足够，这个值即 为酶的最适用量。
第十一章酶制剂ppt课件
胃蛋白酶、胰蛋白酶 植物果实
木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶 微生物
细菌或霉菌蛋白酶等。
⑴菠萝蛋白酶 ⑵胃蛋白酶 ⑶微生物蛋白酶 ⑷凝乳酶
亦称皱胃酶，哺乳期小牛第四胃中分泌 凝乳酶使牛乳形成凝块或凝胶结构的过程：
第一阶段是酶作用增加含氮组分 第二阶段包括经酶作用而改变的酪蛋白胶粒聚集成凝胶结 构 pH 5.3～6.3间最稳定 提高温度和增加钙离子浓度可加快凝胶形成的速度
）
A、 耐热性； B、耐酸性； C、耐氧化性；D、耐 盐性； E、 耐细菌性
5、使用熏硫方法漂白的食品包括（
）。
A、 干果； B、蜜饯； C、饼干； D、粉丝
6、亚硫酸盐具有（
）作用。
A、 漂白； B、防腐； C、抗氧化； D、改善风味
亚硝酸盐的作用包括（
）。
A、使肉具有鲜亮的颜色；B、抗菌作用；
⑷反应达到一定的时间，取出适量的反应液运用各 种生化检测技术，测定产物的生产量或底物的减 少量．
分光光度法、荧光法、同位素法、电化学 法
二、影响酶活性的因素
⒈催化温度 ⒉酸度 ⒊催化时间 ⒋底物浓度 ⒌酶浓度 ⒍反应介质 ⒎激活剂与抑制剂的存在 ⒏其他酶或微生物的干扰
第三节 生产酶制剂原料及产品要求
⒉特点 ①条件温和 ②反应专一 ③高效性能 ④酶的活性是受调节控制的
二、酶制剂类别
⒈根据来源分类 ①动物组织：凝乳酶，胃蛋白酶 ②植物原料：木瓜蛋白酶，菠萝蛋白酶 ③微生物材料：细菌蛋白酶，溶菌酶，果胶
酶
⒉按催化反应类型分类
①氧化还原oxidoreductases: AH2+B→A+BH2 ②转移酶transferases: A-R+B→A+B-R ③水解酶hydrolases: A-B+H2O→AOH+BH ④裂解酶lyases: A-B→A+B ⑤异构酶isomerases: A→B ⑥合成酶synthetase: A+B→A-B
木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶 微生物
细菌或霉菌蛋白酶等。
⑴菠萝蛋白酶 ⑵胃蛋白酶 ⑶微生物蛋白酶 ⑷凝乳酶
亦称皱胃酶，哺乳期小牛第四胃中分泌 凝乳酶使牛乳形成凝块或凝胶结构的过程：
第一阶段是酶作用增加含氮组分 第二阶段包括经酶作用而改变的酪蛋白胶粒聚集成凝胶结 构 pH 5.3～6.3间最稳定 提高温度和增加钙离子浓度可加快凝胶形成的速度
）
A、 耐热性； B、耐酸性； C、耐氧化性；D、耐 盐性； E、 耐细菌性
5、使用熏硫方法漂白的食品包括（
）。
A、 干果； B、蜜饯； C、饼干； D、粉丝
6、亚硫酸盐具有（
）作用。
A、 漂白； B、防腐； C、抗氧化； D、改善风味
亚硝酸盐的作用包括（
）。
A、使肉具有鲜亮的颜色；B、抗菌作用；
⑷反应达到一定的时间，取出适量的反应液运用各 种生化检测技术，测定产物的生产量或底物的减 少量．
分光光度法、荧光法、同位素法、电化学 法
二、影响酶活性的因素
⒈催化温度 ⒉酸度 ⒊催化时间 ⒋底物浓度 ⒌酶浓度 ⒍反应介质 ⒎激活剂与抑制剂的存在 ⒏其他酶或微生物的干扰
第三节 生产酶制剂原料及产品要求
⒉特点 ①条件温和 ②反应专一 ③高效性能 ④酶的活性是受调节控制的
二、酶制剂类别
⒈根据来源分类 ①动物组织：凝乳酶，胃蛋白酶 ②植物原料：木瓜蛋白酶，菠萝蛋白酶 ③微生物材料：细菌蛋白酶，溶菌酶，果胶
酶
⒉按催化反应类型分类
①氧化还原oxidoreductases: AH2+B→A+BH2 ②转移酶transferases: A-R+B→A+B-R ③水解酶hydrolases: A-B+H2O→AOH+BH ④裂解酶lyases: A-B→A+B ⑤异构酶isomerases: A→B ⑥合成酶synthetase: A+B→A-B
酶的应用及基本知识ppt课件
3.淀粉糖的孵化器
淀粉糖是是人们非常喜爱的一种甜味料。 淀粉糖大致可分为液体葡萄糖、结晶葡萄 糖、麦芽糖浆、麦芽糊精、麦芽低聚糖、 果葡糖浆等。 近年来人们还成功地生产了低聚异麦芽糖、 低聚果糖、低聚乳果糖等功能性低聚糖。
4.油脂加工中的大力神
A 使植物油的生产变的“多快好省”
传统的植物油化学脱胶工艺流程： 毛油→酸处理→碱处理→离心分离→水洗→离心 分离→脱胶油
三、酶制剂工业的发展概况 1、世界酶制剂发展现状
酶作为商品生产已有100 多年历史 1949日本人采用液体深层培养法生产细菌 α -淀粉酶，这标志着微生物酶的生产进入 大规模工业化阶段。
第二次世界大战后，由于抗生素工业的兴 起，使酶制剂工业迅速发展。 1974，全世界酶制剂年销售总额不过 4000万美元 2002已经达到24亿美元
第一章 酶与酶制剂
第一节 酶
一、定义 由活细胞所产生的，具有高效和专一 催化功能的生物大分子(蛋白质、RNA)。
蛋白质
二、酶的特性
1、酶是催化剂，首先具有催化剂的共同特性。 A 只改变反应速度，不改变反应性 质、方向和反应平横点。 B 在反应过程中不消耗。 C 可降低反应活化能。
（三）酶在轻工化工方面的应用
洗涤能手
1962年，加酶洗衣粉。 目前，洗涤剂用酶已成为工业用酶中市场 销量最大的酶制剂。 除碱性蛋白酶外，还添加有淀粉酶、纤维 素酶、果胶酶、脂肪酶等，用来去除血 渍、油渍、菜渍、巧克力等有机污渍。
在个人用品工业 牙膏、漱口水等产品中加酶，可增加洁 齿效果，防治龋齿。 在护肤品和化妆品 加入超氧化物歧化酶、溶菌酶、弹性蛋 白酶可以起到抗衰老、抗氧化、杀菌消 炎、光洁皮肤等作用。
丹麦哥本哈根 诺维信公司总部
第十一章 酶的应用 ppt课件
凝血酶
SOD
超氧化物歧化酶广泛存 在于动物、植物、微生 物体内，它能够专一性 地清除生物氧化过程中 产生的超氧化物自由基， 是生物抗氧化系统的重 要酶类之一。
药用酶的新剂型和新的给药方式： 1.载酶人造细胞
2.酶的体外循环装置（固定化酶） 人工肾
3.酶控药物释放系统 白蛋白脲酶与治疗关节炎的氢化可的松 胰岛素与葡萄糖氧化酶
心肌梗塞、恶性贫血，LDH1增高；白血病、肌肉萎缩，LDH2增高； 白血病、淋巴肉瘤、肺癌，LDH3增高；转移性肝癌、结肠癌， LDH4增高；肝炎、原发性肝癌、脂肪肝、心肌梗塞、外伤、骨折， LDH5增高 测定血糖含量，诊断糖尿病
亮氨酸氨肽酶 （LAP）
肝癌、阴道癌、阻塞性黄疸，活力明显升高
2、用酶测定物质的量的变化进行疾病诊断
酶在疾病治疗方面的应用
酶来
源
名
用
途
溶菌酶 蛋清、细菌 治疗各种细菌性和病毒性疾病
尿激酶 人尿
治疗心肌梗塞，结膜下出血， 黄斑部出血
链激酶 链球菌
治疗血栓性静脉炎，咳痰，血 肿，下出血，骨折
青霉素酶 蜡状芽孢杆菌 治疗青霉素引起的变态反应
溶菌酶（lysozyme）
溶菌酶（lysozyme）又称胞壁质酶（muramidase）或乙酰胞 壁质聚糖水解酶（N-acetylmuramide glycanohydrlase）， 是一种能水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。溶菌酶还可与带负电荷的病毒蛋 白直接结合，与DNA、RNA、脱辅基蛋白形成复盐，使病毒失 活。因此，该酶具有抗菌、消炎、抗病毒等作用。
SOD
超氧化物歧化酶广泛存 在于动物、植物、微生 物体内，它能够专一性 地清除生物氧化过程中 产生的超氧化物自由基， 是生物抗氧化系统的重 要酶类之一。
药用酶的新剂型和新的给药方式： 1.载酶人造细胞
2.酶的体外循环装置（固定化酶） 人工肾
3.酶控药物释放系统 白蛋白脲酶与治疗关节炎的氢化可的松 胰岛素与葡萄糖氧化酶
心肌梗塞、恶性贫血，LDH1增高；白血病、肌肉萎缩，LDH2增高； 白血病、淋巴肉瘤、肺癌，LDH3增高；转移性肝癌、结肠癌， LDH4增高；肝炎、原发性肝癌、脂肪肝、心肌梗塞、外伤、骨折， LDH5增高 测定血糖含量，诊断糖尿病
亮氨酸氨肽酶 （LAP）
肝癌、阴道癌、阻塞性黄疸，活力明显升高
2、用酶测定物质的量的变化进行疾病诊断
酶在疾病治疗方面的应用
酶来
源
名
用
途
溶菌酶 蛋清、细菌 治疗各种细菌性和病毒性疾病
尿激酶 人尿
治疗心肌梗塞，结膜下出血， 黄斑部出血
链激酶 链球菌
治疗血栓性静脉炎，咳痰，血 肿，下出血，骨折
青霉素酶 蜡状芽孢杆菌 治疗青霉素引起的变态反应
溶菌酶（lysozyme）
溶菌酶（lysozyme）又称胞壁质酶（muramidase）或乙酰胞 壁质聚糖水解酶（N-acetylmuramide glycanohydrlase）， 是一种能水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。溶菌酶还可与带负电荷的病毒蛋 白直接结合，与DNA、RNA、脱辅基蛋白形成复盐，使病毒失 活。因此，该酶具有抗菌、消炎、抗病毒等作用。
《酶工程》课件-酶的应用
酶 的 应 用
一、概述 (三)选择合适的酶需考虑的因素 当一个催化反应的工业过程被确定之后， 当一个催化反应的工业过程被确定之后 ， 选择合适的酶一 般需考虑以下因素： 般需考虑以下因素： 1、底物特异性。 底物特异性。 2、pH值。 pH值 3、温度。 温度。 4、激活剂和抑制剂。 激活剂和抑制剂。 5、价格因素。 价格因素。
酶 的 应 用
二、酶的应用简介 (二一酶在食品方面的应用 2、酶在食品生产方面的应用（3）酶在果蔬类食品生产方面的应用 酶在食品生产方面的应用（ 原理：在果蔬类加工过程中，加入各种酶， 原理：在果蔬类加工过程中，加入各种酶，可以提高在果蔬 类食品加工生产的产量和质量。 类食品加工生产的产量和质量。
13
酶 的 应 用
二、酶的应用简介 (一)酶在食品方面的应用 3、酶在食品添加剂生产方面的应用 原理：是利用酶的催化作用将原料转化为所需要的产物。 原理：是利用酶的催化作用将原料转化为所需要的产物。 4、酶在增强或改善食品的风味和品质方面的应用 酶在增强或改善食品的风味和品质 增强或改善食品的风味和品质方面的应用 原理：是利用酶的催化作用将食品中的相关原料转化， 原理：是利用酶的催化作用将食品中的相关原料转化，从而 改善食品的风味和品质。 改善食品的风味和品质。
17
酶 的 应 用
二、酶的应用简介 (二）酶在轻工、化工方面的应用 酶在轻工、 2、酶在轻工、化工产品生产方面的应用 酶在轻工 化工产品生产方面的应用 轻工、 原理：是利用酶的催化作用将原料转化为所需的轻工、化工 原理：是利用酶的催化作用将原料转化为所需的轻工、 产品， 产品，或利用酶的催化作用除去某些不需要的物质面得到所 需的产品。 需的产品。
2
酶 的 应 用
一、概述 (四)目前酶制剂开发的主要品种 目前，先进国家的酶制剂品种的开发主要集中在： 目前，先进国家的酶制剂品种的开发主要集中在： 1、食品加工用酶，特别是用于生产低聚糖的一些酶类。 食品加工用酶，特别是用于生产低聚糖的一些酶类。 2、饲料用酶，重点是植酸酶。 饲料用酶，重点是植酸酶。 3、纺织用酶，特别是原果胶酶的开发和利用。 纺织用酶，特别是原果胶酶的开发和利用。 4、洗涤用酶，主要研究开发4种酶，即碱性丝氨酸型蛋 洗涤用酶，主要研究开发4种酶， 白酶、碱性脂肪酶、碱性纤维素酶和淀粉酶。 白酶、碱性脂肪酶、碱性纤维素酶和淀粉酶。 5、临床诊断用酶、治疗用酶和化妆品用酶。 临床诊断用酶、治疗用酶和化妆品用酶。
第11章酶的催化作用和酶的调节
(二) 别构酶的动力学特点 二 1、已知的别构酶都是寡聚酶，别构酶具有活性中心和别 、已知的别构酶都是寡聚酶，别构酶具有活性中心和别 构中心。 构中心。 2、别构酶的动力学曲线： 、别构酶的动力学曲线： 对于正协同同促酶， 对 作图 作图， 形曲线。 对于正协同同促酶，v对[S]作图，是“S”形曲线。 形曲线 对于负协同同促酶， 对 作图 类似于米氏双曲线， 作图， 对于负协同同促酶，v对[S]作图，类似于米氏双曲线，但 又不完全相同，我们叫“表观双曲线” 又不完全相同，我们叫“表观双曲线”。 3、对于异促别构酶，将异促别构酶和异促效应物可分为 、对于异促别构酶， K系统和V系统寻找共性 系统和 系统 系统寻找共性 系统 4、别构酶是寡聚酶，如果通过加热或用化学试剂等处理 、别构酶是寡聚酶， 引起别构解离，叫脱敏作用。 ，引起别构解离，叫脱敏作用。 目前常用齐变模型和序变模型解释别构酶的调节机制。 目前常用齐变模型和序变模型解释别构酶的调节机制。
酶的共价修饰
最普遍的共价修饰是磷酸化修饰，真核细胞中1/3到1/2的 最普遍的共价修饰是磷酸化修饰，真核细胞中 到 的 磷酸化修饰 蛋白质被磷酸化修饰。被磷酸化修饰的氨基酸残基以Ser 蛋白质被磷酸化修饰。被磷酸化修饰的氨基酸残基以 残基最常见。 和Thr残基最常见。 残基最常见
（二）酶具有高催化能力的原因
复合物后， ★酶与底物结合成ES复合物后，能降低反应的活 酶与底物结合成 复合物后 化能，实现高效率催化机制与下列因素有关： 化能，实现高效率催化机制与下列因素有关： 1、底物与酶的邻近效应与定向效应 、 2、底物分子的敏感键发生形变和诱导契合 、 3、电荷极化和多元催化 、 4（化学）修饰调节 酶的共价（化学）
磷酸化与脱磷酸化
酶共价修饰的类型： 酶共价修饰的类型：
酶学第十一章酶在医学方面的应用
第十一章酶在医学方面的应用酶工程在医学方面的应用是研究和解决酶在医学上应用时的各种技术问题。
现代分子生物学认为生物活动的正常进行都依赖于机体内部生化反应的平衡和稳定，这种复杂而有序的生化反应需要酶来催化调节，以控制体内代谢的正常进行。
因此，一旦疾病发生，究其根本原因都与酶有直接或间接的关系。
机体内部发生的疾病，往往由于酶的功能失调，把酶作为药物，补充酶的不足，或调整酶的作用，可以达到治疗的目的。
例如体内某一器官失调，使酶的分泌不足，或因基因突变使酶分子结构改变，使酶丧失原有功能，都可以用酶来作补充治疗。
体内许多有害物质的积累，可用酶来清除。
癌细胞的异常生化环境，可用酶来破坏。
早期酶在医疗上的应用限于帮助食物消化，问题较少；但进一步使用酶就遇到了不少问题。
外来酶作为异源大分子物质，容易引起过敏反应；酶在体内半衰期很短，一般只有几分钟，不能达到治疗目的；酶进入体内后必须使之集中到治疗部位，以达到最高疗效。
酶除了用作治疗外，还可用于医学工程的某些组成部分，使之发挥医疗作用。
如利用体外循环装置清除血液中的某些废物时，酶就能发挥重要作用。
将酶用作临床体外检测的试剂也是近年来在医疗方面的一个重要贡献。
由此可见酶在医学方面的应用有着广阔的前景。
11.1 药用酶用酶来治疗疾病最早是以淀粉酶为代表的各类口服消化用酶。
1952年，Innerfield将结晶胰蛋白酶静脉注射治疗脉管炎获得成功。
现在已经知道有药用价值的酶有近百种，但其中临床疗效肯定，使用安全的品种不过30余种，随着酶的稳定性、副作用、给药方式及剂型的逐步改进，酶用于医疗的情况会越来越多。
11.1.1 药用酶的分类a. 消化酶类：胃蛋白酶、胰酶、α－淀粉酶、胰脂肪酶、凝乳酶、乳糖酶b. 抗炎及清疮用酶：溶菌酶、超氧化物歧化酶、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶、链激酶、胶原酶、胰蛋白酶、尿酸酶、尿素酶、α－糜蛋白酶c. 溶纤酶类：溶栓酶、尿激酶、链激酶、蚯蚓溶纤酶d. 心血管疾病用酶：激肽释放酶、弹性酶、促凝血酶原激酶、细胞色素C、辅酶Q10、辅酶Ae. 遗传性缺酶症治疗用酶：氨基己糖酶A、α－半乳糖苷酶、β－葡萄糖脑苷酯酶、酸性麦芽糖酶、苯丙氨酸氨基裂解酶f. 肿瘤治疗用酶：L-天冬酰胺酶、谷氨酰胺酶、羧基肽酶、L-亮氨酸脱水酶、L-精氨酸酶11.1.2 药用酶的固定化和给药方法长期以来药用酶的剂型是将纯化的天然酶制成口服、注射、或外用等制剂为主要给药方式。
第11章 酶作用机制和酶活性调节
胰蛋白酶激活系统
2）凝血系统蛋白酶原的激活
四、同工酶
同工酶：能催化相同的化学反应，但其蛋白质分子结构、理化
性质和免疫性能等方面都存在明显差异的一组酶。
乳酸脱氢酶（LDH）催化的反应
CH3 C O + NADH + H COOH +
LDH
CH3 CHOH + NAD COOH +
不同组织中LDH同工酶的电泳图谱
逆的非共价结合，使酶构象改变，从而改变酶的催化活性的现 象。 正别构效应：因别构导致酶活性增加 别构效应 负别构效应：因别构导致酶活性降低
具有别构效应的酶，也称变构酶（allosteric enzyme）。
变构抑制效应
2、变构调节的机制
变构效应剂 + 酶的调节亚基 疏松或紧密 亚基聚合或亚基解聚 形成酶分子多聚体
（2）一般由相距较远的2-3个氨基酸残基组成
（3）通过诱导契合和底物形变实现酶和底物的结合
诱导契合：酶与底物相互接近时，酶在底物的诱导下发生构象变 化的过程。这一学说称为诱导契合假说(induced-fit hypothesis)。 底物形变：当酶与一旦底物结合，酶就能使底物发生形变。其本 质是酶中某些基团使底物分子中某些基团的电子云密度重新分配而 产生电子张力，造成底物发生形变，使底物更加接近它的过渡态， 促使旧键弱化新键形成，使反应易于发生。
（4）底物通过次级键结合到酶上
（5）底物通过次级键结合到酶上
二）酶活性中心的鉴定方法
1、切除法 对小分子且结构已知的酶多用此法。用专一性的
酶切除一段肽链后剩余的肽链仍有活性，说明切除的
肽链与活性无关，反之，切除的肽链与活性有关。
2、化学修饰法 选用适当的化学试剂与酶蛋白中的氨基酸残 基的侧链基团发生反应引起共价结合、氧化或还原
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酸α-1，4键生成果胶酸或不饱和低聚半乳糖醛酸； ⑸果胶裂解酶：内部切开高度酯化的果胶α-1，4键，生成果
胶酸甲酯及不饱和低聚半乳糖醛酸。
酶十一章酶应用
果胶酶处理溃碎果实，可加 速果汁过滤，促进澄清.
世界果胶酶市场的销售额达 到了酶制剂总销售额的3%
酶十一章酶应用
葡萄糖氧化酶可除去果汁、 饮料、罐头食品和干燥果蔬制品 中的氧气，防止产品氧化变质， 防止微生物生长，以延长食品保 存期
第十一章 酶的应用
酶十一章酶应用
酶与人类的生活酶替代面包中
使用酶生产没有 的乳化剂 反式脂肪酸的食
用油和奶油
用酶处理皮革可减
洗涤剂酶
烘焙工业用酶
少化学品的使用
诺维信可使清 洁燃料的梦想
变为现实
酶增强牙膏 的洁净能力
提高啤 酒质量
用于面条的酶将成为
纺织精炼用酶
一个有趣的应用领域
酶十一章酶应用
促进草皮生长的产品
酶十一章酶应用
二、酶在疾病诊断中的应用
酶十一章酶应用
（一）酶法诊断 ——1、测定体内与疾病有关的某种酶的活力，利用
该酶的活力变化作为诊断某种疾病及其病情严重程 度的重要指标。 ——2、利用某种酶制剂作为分析试剂，测定体内与 疾病有关的代谢物的浓度变化，利用该物质浓度的 变化程度作为诊断某种疾病及其病情严重程度的重 要指标。 （二）建立酶反应系统
OH
R OGO
O
荟香糖
C OH O
柚配质
OH β -鼠李糖苷酶
GO
O
R+
C OH O （普鲁宁）
柚苷 β -葡萄糖苷酶
HO
O
G+ C
OH O
（柚配质） 酶十一章酶应用
OH R: 鼠李糖 G: 葡萄糖
_主要用途是改善组织，嫩化肉类， 转化废弃蛋白成为供人类使用或 作为饲料的蛋白浓缩液，因而可 以增加蛋白质的价值和可利用性。
酶十一章酶应用
目前可得的制品有：
（1）用木瓜蛋白水解酶制成嫩肉粉，使 肉食嫩滑可口；
（2）用蛋白酶生成明胶； （3）香肠加工等； （4）加工不宜使用的蛋白质,制造蛋白水
解物。
酶十一章酶应用
黑曲霉所产生的半纤维素酶， 果胶酶和纤维素酶的混合物可用 于桔瓣去除囊衣，以代替耗水量 大而费工时的碱处理,在桔子罐头 加工中有着很广泛的用处
酶十一章酶应用
黑曲霉生产一种诱导酶有脱苦作用，称为柚苷酶，是由β鼠李糖苷酶与β-葡萄糖苷酶所组成，将这种酶加于桔汁，经 30~40oC作用1h,便能脱苦，也可选用耐热性酶加入罐头中，在 60oC巴氏杀菌后，在罐头中继续发挥脱苦作用
酶十一章酶应用
酶
疾病与酶活力变化
葡萄糖氧化酶 测定血糖含量，诊断糖尿病
胆碱脂酶
测定胆固醇含量，治疗皮肤病、支气管炎、气喘
尿酸酶
测定尿酸含量，治疗痛风
淀粉酶
胰脏疾病，肾脏疾病时升高；肝病时下降胆碱酯酶源自肝病时下降酸性磷酸酶
前列腺癌、肝炎、红血球病变时，活力升高
碱性磷酸酶
佝偻病、软骨化病、骨瘤、甲状旁腺机能亢进时，活力升高
；软骨发育不全等，活力下降
谷丙转氨酶
肝炎等疾病、心肌梗塞等，活力升高
谷草转氨酶
肝病、心肌梗塞等，活力升高
胃蛋白酶
胃癌时，活力升高；十二指肠溃疡时，活力下降
磷酸葡糖变位酶 肝炎、癌症时、活力下降
醛缩酶
癌症、肝病心肌梗塞等，活力升高
葡萄糖醛缩酶 肾癌及膀胱癌，活力升高
碳酸酐酶
坏血病、贫血等，活力升高
乳酸脱氢酶
酶十一章酶应用
水果、蔬菜加工
水果加工中最重要的酶是果胶酶，果胶酶是一群 复杂的酶，分为
⑴ 原果胶酶：可使未成熟果实中不溶性果胶变成可溶性； ⑵果胶酯酶（PE）：水解果胶甲酯成为果胶酸并生成甲醇； ⑶聚半乳糖醛酸酶（PG）：水解聚半乳糖醛酸的α-1，4键，
分内切型与外切型两种； ⑷果胶酸裂解酶：从果胶酸内部或非还原性末端切开半乳糖醛
麦芽糖45~60%，葡萄糖2~7%以及麦芽三
糖等。
酶十一章酶应用
发芽的大麦
啤酒发酵 磨碎的发芽大麦
制麦芽浆
加啤酒花，煮麦芽汁
蛋 白 酶 ， α -淀 粉 酶 ， 葡萄糖苷酶，茁霉多糖酶
冷却，去酒花残渣
发酵 调理啤酒 巴氏灭菌
酵母
蛋白酶，淀粉葡萄糖酶 β -葡 聚 糖 酶
产 物 酶十一章酶应用
蛋白制品加工
癌症、肝病、心肌梗塞、活力升高
酶十一章酶应用
酶十一章酶应用
酶十一章酶应用
（三）酶盒和酶试纸 ——1、酶盒 ——2、酶试纸 （四）酶管和酶柱 （五）酶电极 （六）酶标免疫测定 ——酶联免疫吸附测定法(Enzyme Linked
Immunosobeut Assay, ELISA, 夹心法) ——1、间接型ELISA法 ——2、双抗体夹心ELISA法
糖 化 液 （ D E:95-96） 活性炭、离子交换树脂
结晶
浓缩固化或喷雾干燥
结 晶 葡 萄 糖 （ 收 率 3 0 % 以 上 酶）十一章酶应粉用 状 葡 萄 糖 （ 收 率 1 0 0 % ）
果葡糖浆的生产
酶十一章酶应用
麦芽糖麦芽糖的制法:
将淀粉用α-淀粉酶轻度液化(DE2以 下)，加热使α-淀粉酶失活，再加入β-淀粉 酶与脱枝酶，在pH5.0~6.0,40~60oC反应 24~48h，淀粉几乎完全水解。当浓缩到 90%以上时，可析出纯度98%以上的结晶 麦芽糖，此时残留在母液中的还含有其他 低聚糖，干燥后也可供食用。
酶十一章酶应用
酶十一章酶应用
三、酶在食品工业中的应用
►淀粉加工 ►乳品加工 ►水果加工 ►酒类酿造 ►肉、蛋、鱼类加工 ►面包与烤焙食品 ►甜味剂制造
酶十一章酶应用
酶法生产葡萄糖
淀 粉 浆 （ 30-50% ） α -淀 粉 酶 液 化
液 化 液 （ D E: 12-18） 淀粉葡萄糖苷酶糖化
成功的饲料用 酶。如植酸酶 可减少向环境
中排放磷
酶的应用领域:
►医疗保健 ►酶在食品工业 ►化学工业 ►饲料工业 ►抗生素工业 ►环境保护 ►能源开发
酶十一章酶应用
一、酶在治疗疾病上的应用
酶十一章酶应用
酶十一章酶应用
酶十一章酶应用
酶十一章酶应用
酶十一章酶应用
酶十一章酶应用
酶十一章酶应用
酶十一章酶应用
高麦芽糖浆是含麦芽糖为主的淀粉糖 浆，仅含少量葡萄糖，由于麦芽糖不易吸 湿，因此国外糖果工业常用它代替酸水解 淀粉糖浆，其制法:
以含固形物35%，DE10左右的淀粉
液化液，加入霉菌α-淀粉酶(Fungamyl
800L)0.5~0.8%，于pH5.5,55oC水解48h再
加以脱色精制浓缩而成，其DE40~50，含
胶酸甲酯及不饱和低聚半乳糖醛酸。
酶十一章酶应用
果胶酶处理溃碎果实，可加 速果汁过滤，促进澄清.
世界果胶酶市场的销售额达 到了酶制剂总销售额的3%
酶十一章酶应用
葡萄糖氧化酶可除去果汁、 饮料、罐头食品和干燥果蔬制品 中的氧气，防止产品氧化变质， 防止微生物生长，以延长食品保 存期
第十一章 酶的应用
酶十一章酶应用
酶与人类的生活酶替代面包中
使用酶生产没有 的乳化剂 反式脂肪酸的食
用油和奶油
用酶处理皮革可减
洗涤剂酶
烘焙工业用酶
少化学品的使用
诺维信可使清 洁燃料的梦想
变为现实
酶增强牙膏 的洁净能力
提高啤 酒质量
用于面条的酶将成为
纺织精炼用酶
一个有趣的应用领域
酶十一章酶应用
促进草皮生长的产品
酶十一章酶应用
二、酶在疾病诊断中的应用
酶十一章酶应用
（一）酶法诊断 ——1、测定体内与疾病有关的某种酶的活力，利用
该酶的活力变化作为诊断某种疾病及其病情严重程 度的重要指标。 ——2、利用某种酶制剂作为分析试剂，测定体内与 疾病有关的代谢物的浓度变化，利用该物质浓度的 变化程度作为诊断某种疾病及其病情严重程度的重 要指标。 （二）建立酶反应系统
OH
R OGO
O
荟香糖
C OH O
柚配质
OH β -鼠李糖苷酶
GO
O
R+
C OH O （普鲁宁）
柚苷 β -葡萄糖苷酶
HO
O
G+ C
OH O
（柚配质） 酶十一章酶应用
OH R: 鼠李糖 G: 葡萄糖
_主要用途是改善组织，嫩化肉类， 转化废弃蛋白成为供人类使用或 作为饲料的蛋白浓缩液，因而可 以增加蛋白质的价值和可利用性。
酶十一章酶应用
目前可得的制品有：
（1）用木瓜蛋白水解酶制成嫩肉粉，使 肉食嫩滑可口；
（2）用蛋白酶生成明胶； （3）香肠加工等； （4）加工不宜使用的蛋白质,制造蛋白水
解物。
酶十一章酶应用
黑曲霉所产生的半纤维素酶， 果胶酶和纤维素酶的混合物可用 于桔瓣去除囊衣，以代替耗水量 大而费工时的碱处理,在桔子罐头 加工中有着很广泛的用处
酶十一章酶应用
黑曲霉生产一种诱导酶有脱苦作用，称为柚苷酶，是由β鼠李糖苷酶与β-葡萄糖苷酶所组成，将这种酶加于桔汁，经 30~40oC作用1h,便能脱苦，也可选用耐热性酶加入罐头中，在 60oC巴氏杀菌后，在罐头中继续发挥脱苦作用
酶十一章酶应用
酶
疾病与酶活力变化
葡萄糖氧化酶 测定血糖含量，诊断糖尿病
胆碱脂酶
测定胆固醇含量，治疗皮肤病、支气管炎、气喘
尿酸酶
测定尿酸含量，治疗痛风
淀粉酶
胰脏疾病，肾脏疾病时升高；肝病时下降胆碱酯酶源自肝病时下降酸性磷酸酶
前列腺癌、肝炎、红血球病变时，活力升高
碱性磷酸酶
佝偻病、软骨化病、骨瘤、甲状旁腺机能亢进时，活力升高
；软骨发育不全等，活力下降
谷丙转氨酶
肝炎等疾病、心肌梗塞等，活力升高
谷草转氨酶
肝病、心肌梗塞等，活力升高
胃蛋白酶
胃癌时，活力升高；十二指肠溃疡时，活力下降
磷酸葡糖变位酶 肝炎、癌症时、活力下降
醛缩酶
癌症、肝病心肌梗塞等，活力升高
葡萄糖醛缩酶 肾癌及膀胱癌，活力升高
碳酸酐酶
坏血病、贫血等，活力升高
乳酸脱氢酶
酶十一章酶应用
水果、蔬菜加工
水果加工中最重要的酶是果胶酶，果胶酶是一群 复杂的酶，分为
⑴ 原果胶酶：可使未成熟果实中不溶性果胶变成可溶性； ⑵果胶酯酶（PE）：水解果胶甲酯成为果胶酸并生成甲醇； ⑶聚半乳糖醛酸酶（PG）：水解聚半乳糖醛酸的α-1，4键，
分内切型与外切型两种； ⑷果胶酸裂解酶：从果胶酸内部或非还原性末端切开半乳糖醛
麦芽糖45~60%，葡萄糖2~7%以及麦芽三
糖等。
酶十一章酶应用
发芽的大麦
啤酒发酵 磨碎的发芽大麦
制麦芽浆
加啤酒花，煮麦芽汁
蛋 白 酶 ， α -淀 粉 酶 ， 葡萄糖苷酶，茁霉多糖酶
冷却，去酒花残渣
发酵 调理啤酒 巴氏灭菌
酵母
蛋白酶，淀粉葡萄糖酶 β -葡 聚 糖 酶
产 物 酶十一章酶应用
蛋白制品加工
癌症、肝病、心肌梗塞、活力升高
酶十一章酶应用
酶十一章酶应用
酶十一章酶应用
（三）酶盒和酶试纸 ——1、酶盒 ——2、酶试纸 （四）酶管和酶柱 （五）酶电极 （六）酶标免疫测定 ——酶联免疫吸附测定法(Enzyme Linked
Immunosobeut Assay, ELISA, 夹心法) ——1、间接型ELISA法 ——2、双抗体夹心ELISA法
糖 化 液 （ D E:95-96） 活性炭、离子交换树脂
结晶
浓缩固化或喷雾干燥
结 晶 葡 萄 糖 （ 收 率 3 0 % 以 上 酶）十一章酶应粉用 状 葡 萄 糖 （ 收 率 1 0 0 % ）
果葡糖浆的生产
酶十一章酶应用
麦芽糖麦芽糖的制法:
将淀粉用α-淀粉酶轻度液化(DE2以 下)，加热使α-淀粉酶失活，再加入β-淀粉 酶与脱枝酶，在pH5.0~6.0,40~60oC反应 24~48h，淀粉几乎完全水解。当浓缩到 90%以上时，可析出纯度98%以上的结晶 麦芽糖，此时残留在母液中的还含有其他 低聚糖，干燥后也可供食用。
酶十一章酶应用
酶十一章酶应用
三、酶在食品工业中的应用
►淀粉加工 ►乳品加工 ►水果加工 ►酒类酿造 ►肉、蛋、鱼类加工 ►面包与烤焙食品 ►甜味剂制造
酶十一章酶应用
酶法生产葡萄糖
淀 粉 浆 （ 30-50% ） α -淀 粉 酶 液 化
液 化 液 （ D E: 12-18） 淀粉葡萄糖苷酶糖化
成功的饲料用 酶。如植酸酶 可减少向环境
中排放磷
酶的应用领域:
►医疗保健 ►酶在食品工业 ►化学工业 ►饲料工业 ►抗生素工业 ►环境保护 ►能源开发
酶十一章酶应用
一、酶在治疗疾病上的应用
酶十一章酶应用
酶十一章酶应用
酶十一章酶应用
酶十一章酶应用
酶十一章酶应用
酶十一章酶应用
酶十一章酶应用
酶十一章酶应用
高麦芽糖浆是含麦芽糖为主的淀粉糖 浆，仅含少量葡萄糖，由于麦芽糖不易吸 湿，因此国外糖果工业常用它代替酸水解 淀粉糖浆，其制法:
以含固形物35%，DE10左右的淀粉
液化液，加入霉菌α-淀粉酶(Fungamyl
800L)0.5~0.8%，于pH5.5,55oC水解48h再
加以脱色精制浓缩而成，其DE40~50，含