酶与酶工程文献综述

合集下载

酶与酶工程绪论

酶与酶工程绪论

微生物是地球上重要的可再ห้องสมุดไป่ตู้资源,有着重要的应用价值。
1.1 关于酶Enzyme
酶是由活细胞产生的具有催化功能的生物分子 /蛋白质。
研究酶的结构与功能、酶的性质及作用机理对 于阐明生命现象的本质具有十分重要的意义。
从酶的水平去探讨生命活动的关系,探讨酶与 代谢调节、疾病、生长发育等的关系,具有重 要的科学意义和实践意义。
天然酶在工业上应用受到限制的主要 原因有:
①大多数酶脱离其生理环境后极不稳定, 而酶在生产和应用过程中的条件往往与 其生理环境相去甚远;
②酶的分离纯化工艺复杂;
③酶制剂成本较高。
根据研究和解决上述问题的手段不同把酶 工程分为化学酶工程和生物酶工程。
化学酶工程:天然酶、化学修饰酶、固定 化酶及化学人工酶的研究和应用;
水 相 )
非蛋白酶
印记酶(imprinting enzyme)
核酶(ribozyme, RNAzyme)
脱氧核酶(detoxribozyme, DNAzyme)
1.4 酶与酶工程的研究趋势
从发展方向分析,今后十年酶与酶工程 领域的研究热门有以下几方面:
酶结构与功能的研究 生物催化过程的研究 改造酶的催化特性及新酶设计 应用酶工程
蛋白质工程 生物催化过程的开发流程
生物催化过程又是典型的高度不均一过 程,理论上
需要特殊设计的硬件部分, 需要有高催化效率的生物催化剂, 需要实施计算机控制的软件, 需要能降低成本的回收和再利用技术,
这是生物催化过程,尤其是工业生物催 化的四个“必需”。
3、改造酶的催化特性及新酶设计
③极端环境条件下新酶的研究。
已发现的极端微生物:
能够在250~350C条件下生长的嗜热微生物, 能够在-10~0C条件下生长的嗜冷微生物, 能够在pH2.5条件下生长的嗜酸微生物, 能够在pH11条件下生长的嗜碱微生物, 能够在101.325MPa下生长的嗜压微生物, 以及在高温(105C)和高压(40.53MPa)

(完整版)酶学与酶工程总结

(完整版)酶学与酶工程总结

➢Lecture 1 酶学与酶工程➢酶的概念:酶(enzyme)是一类由活细胞产生的,具有催化活性和高度专一性的特殊蛋白质,是一类生物催化剂。

➢➢酶的分类(6类)、组成、结构特点?和作用机制?组成:单体酶、寡聚酶、多酶复合体Note:一个酶蛋白可有多种催化活性,相当于多个酶(关注原核和真核生物的差别) 除水解酶和连接酶外,其他酶在反应时都需要特定的辅酶。

金属在酶催化中的作用:稳定酶构象、参与酶的催化作用(如激活底物)、电子传递体➢酶作为催化剂的显著特点:强大的催化能力:加快反应速度可高达1017倍;没有副反应;高度的专一性:各种酶都有专一性,但专一程度的严格性上有所差别;可调节性;➢同工酶的概念:同一种属中由不同基因或(复)等位基因编码的多肽链所组成的单体、纯聚体或杂交体,其理化及生物学性质不同而能催化相同反应的酶称同工酶。

同一基因生成的不同mRNA所翻译出来的酶蛋白也列入同工酶的范畴。

酶蛋白合成后经不同类型的共价修饰(如糖基化等)而造成的多种酶分子形式,严格来说不属于同工酶而称为synzyme,但也有人称其为次生性同工酶(secondary isozyme)。

不同种属中催化相同反应的酶称为xenozyme,也不属于同工酶。

➢酶的活性中心指必需基团在空间结构上彼此靠近,组成具有特定空间结构的区域,能与底物特异结合并将底物转化为产物必需基团(essential group):酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中,一些与酶活性密切相关的基团。

活性中心内的必需基团:结合基团(与底物相结合)和催化基团(催化底物转变成产物)活性中心外的必需基团:维持酶活性中心应有的空间构象所必需;构成酶活性中心的常见基团:His的咪唑基、Ser的-OH、Cys的-SH、Glu的γ-COOH。

➢酶的作用机制➢酶活力的调节➢酶的应用食品加工方面:生物技术在食品工业中应用的代表就是酶的应用,目前已经有几十种酶成功用于食品工业。

如葡萄糖、饴糖、果葡糖浆的生产、蛋白质制品加工、果蔬加工、食品保鲜以及改善食品品质与风味等。

酶工程总结

酶工程总结

酶工程总结酶工程是一门结合生物学、化学和工程学的交叉学科,旨在研究和应用酶的性质、功能和生产过程。

通过酶工程的技术手段,科学家们可以对酶进行改造和优化,以实现更高效、经济和环保的酶催化反应。

在过去的几十年里,酶工程取得了巨大的发展,并在多个领域展现出其独特的优势和应用前景。

一、酶工程的发展历程酶工程的发展可以追溯到20世纪50年代,当时科学家们开始意识到酶可以用于工业生产。

然而,在当时的条件下,纯化和大规模生产酶仍然是一个挑战。

到了70年代,随着分子生物学和生物工程学的发展,人们可以对酶进行基因工程改造,并通过大规模培养和纯化技术实现酶的工业化生产。

此后,酶工程得到了快速发展,应用范围也越来越广泛。

二、酶的改造和优化通过基因工程技术,科学家们可以对酶的基因序列进行改造,以改变酶的催化性能。

例如,可以通过点突变、插入和删除等手段引入新的功能基团或改变催化位点的亲和力,从而改变酶对底物的识别和催化效率。

此外,也可以通过改变酶的结构、稳定性和热力学性质来优化酶的性能和稳定性。

这些酶的改造和优化工作为酶的工业化应用提供了有力的科学基础。

三、酶的应用领域酶工程的应用领域非常广泛,涵盖了医药、食品、化工等多个行业。

在医药领域,酶工程可以用于生产各类生物药物,如蛋白质药物和抗体药物。

酶工程的技术手段可以提高药物的纯度和效力,减少副作用,并缩短药物研发周期。

在食品工业中,酶工程可用于改善食品的品质和口感,如面包、啤酒和奶制品等。

在化工领域,酶工程可以实现绿色催化,代替传统的化学合成方法,降低能耗和废物排放。

四、酶工程的挑战和前景尽管酶工程在各个领域展现出了广阔的应用前景,但仍面临一些挑战。

首先是酶工程技术的复杂性和不确定性,需要综合运用多个学科的知识和技术手段。

其次是酶的稳定性和失活问题,酶在非生理条件下易受到温度、pH值和底物浓度等因素的影响,从而降低其催化效率。

此外,酶的高成本和低产量也限制了其在工业生产中的应用。

我国酶与酶工程及其相关产业发展的回顾

我国酶与酶工程及其相关产业发展的回顾

我国酶与酶工程及其相关产业发展的回顾酶在化学合成中的应用、用亲和层析技术分离纯化天冬氨酸酶、两亲分子解除乙醇对内切葡聚糖酶的抑制作用、鸭血清胆碱酯酶的纯化及性质研究、水溶性大分子—右旋糖苷对胰岛素的共价修饰及其某些性质研究、弹性蛋白酶化学修饰的研究.
用现代网络流行语“不明觉厉”来形容多数人对以上著作或学术论文的读后感,一点也不为过。

但对于学习和从事生物化学、分子生物学、尤其是酶工程学的人士而言,这些或许是事业历程中必学必看的宝典级著作。

而它们,正是出自我国著名生物学家、国家级教授、中国酶工程创始人程玉华之手。

今天的中国生物学界领域,似乎已形成了一种潜移默化的概念。

犹如提到杂交水稻自然会想到袁隆平一样,而提到酶,人们首先会想到中国的酶工程,继而自然会想到它的创始人程玉华。

酶,一种生物催化剂,普通人对其的最大印象是促进新陈代谢。

事实上,随着中国酶工程不断的技术性突破,酶今天已被广泛应用在工业、农业、医药卫生、能源开发及环境工程等多个领域。

一如医疗保健领域,重组DNA技术促进了各种有医疗价值的酶的大规模生产;环境保护领域,产品加工过程中用酶来替代化学品可以降低生产活动中的污染水平,有利于实现工艺过程生态化或无废生产,真正实现清洁生产的目标;食品工业领域,酶用于淀粉糖的生产、水果蔬菜保藏、啤酒的发酵。

以上种种似乎多数人都很熟知,但鲜为人知的是,现代生物酶
解技术、活性酶培养、提取技术等都是起源于这位程玉华教授的研究和指导。

事实上,酶现今已无形中出现在身边各个角落,并全面影响着大众的生活。

当然,这些都归功于在一批又一批默默无闻科学家们不断的努力下,中国酶工程在技术创新中取得了令人惊讶的突破和发展。

酶工程论文 端粒酶

酶工程论文 端粒酶

课程论文(20 12 -20 13 学年第 2 学期)课程名称:酶工程学生姓名:专业班级:学院:学号:学生成绩:关于端粒和端粒酶研究进展的综述摘要端粒是存在于真核细胞线形染色体末端的一段特殊的DNA和蛋白质的复合物,对于维持染色体稳定性具有十分重要的意义,端粒酶是一种特殊的核糖核蛋白逆转录酶,是一种RNA依赖性的DNA聚合酶,由RNA和蛋白质组成的核糖核蛋白(RNP)复合体。

端粒的长短和端粒酶的功能异常与细胞衰老、肿瘤诊断和遗传疾病综合症有密切关联。

并促进了目前正处于临床检测的基于以端粒酶活性及表达为目标的癌症治疗新策略的发展。

综述了端粒和端粒酶发现、功能、应用及发展前景的综述。

关键词端粒端粒酶染色体末端细胞衰老肿瘤细胞遗传综合症对于真核生物而言,一个细胞核内往往存在多条染色体,而每条染色体末端都存在一个特殊结构——端粒,该结构对于防止不同染色体之间末端的融合和维持染色体的完整性具有十分重要的意义,一些研究还发现端粒长度与衰老和癌症存在密切关系,成为当前生命科学领域的研究热点之一。

精细的生化研究揭示了负责染色体DNA末端合成的端粒酶这一早就预测到的对其内在RNA模板具有依赖性的酶的存在。

端粒酶的缺失将导致端粒重复结构在连续的细胞分裂中逐渐缩短,生命力受到抑制,并在复制衰老过程中以细胞死亡终结。

人体中,编码端粒酶复合物的基因编码元件发生的突变将导致以癌变、干细胞再生和组织维持缺陷为特征的遗传疾病发生。

许多能够无限增值的癌细胞能通过提高端粒酶活性来维持端粒结构稳定。

端粒酶的发现深刻地影响着生物医药的研究并促进了目前处于评估阶段的癌症治疗的发展。

1端粒的概念和结构1.1 端粒端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构,是由端粒DNA和与端粒DNA特异结合的端粒结合蛋白组成的核糖核酸的蛋白质复合物[1],位于真核生物染色体末端,维持染色体的稳定,从而保证DNA的完整复制。

1.2 端粒的结构端粒是存在于真核细胞线形染色体末端的一段特殊的DNA和蛋白质的复合物,平均长度约为5 ~15kb,是DNA链自身回并与多种端粒结合蛋白复合而成[2]。

酶与酶工程

酶与酶工程

酶与酶工程摘要:酶是细胞赖以生存的基础。

细胞新陈代谢包括的所有化学反应几乎都是在酶的催化下进行的。

酶活力可受多种因素的调节控制,从而使生物体能适应外界条件的变化,维持生命活动。

没有酶的参与,新陈代谢只能以极其缓慢的速度进行,生命活动就根本无法维持,所以,在现代社会的先进科技当中,酶及酶工程占据着无可比拟的重要角色。

无论是在科学方面,还是日常生活方面,都占有举足轻重的地位。

关键字:蛋白质维生素氨基酸脂肪酸固醇脂类半乳聚糖矿物质生物催化剂荷尔蒙内切酶一、酶及酶工程的简介酶工程就是将酶或者微生物细胞,动植物细胞,细胞器等在一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的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。

它包括酶制剂的制备,酶的固定化,酶的修饰与改造及酶反应器等方面内容。

酶工程的应用,主要集中于食品工业,轻工业以及医药工业中。

酶是一种在生物体内具有新陈代谢摧化剂作用的蛋白质,酶工程就是利用酶摧化的作用。

是指利用酶或者微生物细胞,动植物细胞,细胞器等,借助酶所具有推动功能,通过工程学的手段向人类提供产品或向社会提供服务的一门科学技术。

酶工程的应用,主要集中于食品工业,轻工业以及医药工业中。

二、酶的特性及机理1、酶与无机催化剂比较:⑴相同点:①、改变化学反应速率,本身几乎不被消耗;②、只催化已存在的化学反应;③、加快化学反应速率,缩短达到平衡时间,但不改变平衡点;④、降低活化能,使化学反应速率加快。

5)都会出现中毒现象。

⑵、不同点:①、高效性:酶的催化效率比无机催化剂更高,使得反应速率更快;②、专一性:一种酶只能催化一种或一类底物,如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽;③、多样性:酶的种类很多,大约有4000多种;④、温和性:是指酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的。

⑤、活性可调节性:包括抑制剂和激活剂调节、反馈抑制调节、共价修饰调节和变构调节等。

一般来说,动物体内的酶最适温度在35到40摄氏度之间,植物体内的酶最适温度在40-50摄氏度之间;细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大,有得酶最适温度可高达70摄氏度。

酶工程综述论文

酶工程综述论文

脂肪酶的研究进展及其在饲料中的应用项伟波(浙江大学宁波理工学院生物与化学工程分院浙江宁波315100)摘要:脂肪酶(triacylglycerol acylhydrolases,E.C.3.1.1.3)在自然界广泛的存在,它可催化三酰甘油酯的水解和合成。

脂肪酶在生活、生产的各个领域中具有重要的作用,有很高的商业使用价值,本文从脂肪酶的来源、结构、性质、制备方法入手,重点论述了其在猪、禽、鱼类饲料方面,国内外所得到的研究成果,为我们以后在饲料中开发应用脂肪酶提供一些参考。

关键词:脂肪酶、应用、饲料、微生物脂肪酶(1ipase EC 3.1.1.3)是广泛存在于动植物和微生物中的一种酶,在脂质代谢中发挥重要的作用。

在油水界面上,脂肪酶催化三酰甘油的酯键水解,释放含更少酯键的甘油酯或甘油及脂肪酸。

除此之外,还有多种酶活性,如催化多种酯的水解、合成及外消旋混合物的拆分。

脂肪酶在生物体内具有相当重要的生理功能,外源脂肪需要经过脂肪酶消化分解后才能透过细胞膜,体内脂肪的储藏和水解也需要脂肪酶,脂肪酶也参与细胞内脂类代谢。

脂肪酶分解三酰甘油产生的单酰甘油、脂肪酸和甘油除了作为生物体的能源外,还是合成磷脂、鞘脂等具有重要生理功能的类脂的前体。

脂肪酶反应条件温和,具有优良的立体选择性,并且不会造成环境污染,因此,在食品、皮革、医药、饲料和洗涤剂等许多工业领域中均有广泛应用。

但由于脂肪酶结构和性质的多样性、稳定性较差、底物不溶于水、提纯困难,以及生产成本较高等问题,其研究和应用相对蛋白酶和淀粉酶要少,在饲料中的应用研究还处于起步阶段。

一、脂肪酶的来源脂肪酶广泛地存在于动植物和微生物中。

植物中含脂肪酶较多的是油料作物的种子,如蓖麻子、油菜子,当油料种子发芽时,脂肪酶能与其他的酶协同发挥作用催化分解油脂类物质生成糖类,提供种子生根发芽所必需的养料和能量;动物体内含脂肪酶较多的是高等动物的胰脏和脂肪组织,在肠液中含有少量的脂肪酶,用于补充胰脂肪酶对脂肪消化的不足,在肉食动物的胃液中含有少量的丁酸甘油酯酶。

酶的应用及酶工程的研究进程

酶的应用及酶工程的研究进程

酶的应用及酶工程的研究进程第一部分:酶的应用酶是生物催化剂,可以加速化学反应的速率,并在温和条件下进行。

由于其高效、选择性和环境友好性等特点,酶在许多领域都有广泛的应用。

以下是一些常见的酶应用:一、食品工业:酶在食品加工中起到重要作用。

例如,淀粉酶可将淀粉分解为糖类,增加产品甜度;蛋白酶可用于肉类嫩化或乳制品凝固等。

是的,酶在食品工业中发挥着重要作用。

以下是一些常见的酶在食品加工中的应用:1.淀粉酶:淀粉酶可以将复杂的淀粉分子降解为较简单的糖类,如葡萄糖和麦芽糖。

这种转化过程被广泛应用于面包、啤酒、乳制品和果汁等产品中,以增加甜度、改善口感或促进发酵。

2.蛋白酶:蛋白质水解酶可以将肉类中较大分子量的蛋白质分解成更小的片段。

这种嫩化处理可使肉质变得更加柔软,并提高其口感和咀嚼性。

3.凝固剂:某些特定类型的微生物产生了能够凝结牛奶或豆浆等液体的特殊凝固剂(例如拉丁语"rennet")。

这些凝固剂主要含有胰凝乳素(chymosin),它可以水解牛奶中存在的一种叫做κ- 链球菌素(k-casein) 的蛋白质,在此过程中形成凝固物。

4.果汁澄清酶:果汁中的浑浊物质可以通过果汁澄清酶来降解和去除。

这种酶能够分解果胶、纤维素等多糖类,从而使果汁更加透明和清澈。

这些是食品工业中常见的一些酶应用,它们帮助改善产品的口感、稳定性和质量,并提高生产效率。

二、制药工业:许多药物合成过程需要使用特定的酶来催化关键步骤。

此外,生产抗体、激素和维生素等也需要借助酶。

在制药工业中,酶的应用非常广泛。

以下是一些常见的酶在制药工业中的应用:1.合成酶:许多药物的生产需要使用特定的酶来催化关键步骤。

例如,通过利用氨基转移酶和脱水氢化酶等,可以合成抗生素、激素和维生素等重要药物。

2.抗体生产:单克隆抗体是治疗和诊断许多疾病所需的重要工具。

在抗体生产过程中,将目标蛋白注射到动物或人体内后,通过特定细胞分泌出相应抗体。

酶工程综述

酶工程综述

酶工程综述胰蛋白酶一摘要胰蛋白酶为蛋白酶的一种,在脊椎动物中,作为消化酶而起作用。

在胰脏是作为酶的前体胰蛋白酶原而被合成的。

它不仅起消化酶的作用,而且还能限制分解糜蛋白酶原、羧肽酶原、磷脂酶原等其它酶的前体,起活化作用。

是特异性最强的蛋白酶,在决定蛋白质的氨基酸排列中,它成为不可缺少的工具。

在生物体内,胰蛋白酶抑制剂可以调控很多重要的生理过程,在疾病的临床诊断、治疗等方面都有广阔的应用前景。

二胰蛋白酶的简介胰蛋白酶为蛋白酶的一种,在脊椎动物中,作为消化酶而起作用。

在胰脏是作为酶的前体胰蛋白酶原而被合成的。

作为胰液的成分而分泌,受肠激酶,或胰蛋白酶的限制分解成为活化胰蛋白酶,是肽链内切酶,它能把多肽链中赖氨酸和精氨酸残基中的羧基侧切断。

它不仅起消化酶的作用,而且还能限制分解糜蛋白酶原、羧肽酶原、磷脂酶原等其它酶的前体,起活化作用。

是特异性最强的蛋白酶,在决定蛋白质的氨基酸排列中,它成为不可缺少的工具。

在生物体内,胰蛋白酶抑制剂可以调控很多重要的生理过程,在疾病的临床诊断、治疗等方面都有广阔的应用前景。

广泛的应用于急性胰腺炎、外科手术、脑血管疾病、妇产科疾病、休克以及抗肿瘤治疗中新型药物的开发。

牛的胰蛋白酶氨基酸残基223个,分子量为23300,活性部位的丝氨酸残基是不可缺少的丝氨酸蛋白酶。

除存在于脊椎动物外,还存在于蚕、海盘车、蝲姑、放线菌等范围广泛的生物体中。

另外与高等动物的血液凝固和炎症等有关的凝血酶、纤溶酶、舒血管素等蛋白酶在化学结构和特异性等方面与胰蛋白酶具有密切的关系,可以认为这些酶是从共同的祖先酶在进化过程中分化而来的。

胰糜蛋白酶与弹性蛋白酶在结构和催化机制方面也具有密切关系,但其特异性则完全不同。

胰蛋白酶系自牛、羊或猪胰中提取的一种蛋白水解酶。

中国药品标准规定按干燥品计算,每1mg 的效价不得少于2500单位。

由牛、羊、猪胰脏提取而得的一种肽链内切酶,只断裂赖氨酸或精氨酸的羧基参与形成的肽键。

酶与酶工程文献综述

酶与酶工程文献综述

酶与酶工程课程综述题目:大蒜超氧化物歧化酶的提取及分离纯化方法研究姓名:保勇学院:农学院班级: 生物技术102班学号: 103135202大蒜超氧化物歧化酶的提取及分离纯化方法研究综述作者:保勇指导老师:苏豫梅摘要:本文归纳了大蒜超氧化物歧化酶的提取及分离纯化的多种方法,并对这些分离纯化的方法进行简要概述,概括了几种方法的优缺点,总结最适合用于提取大蒜超氧化物歧化酶的方法。

阐述了大蒜SOD的理化性质及其种类和分布,对各种方法进行对比分析。

并对其以后的发展前景作了简要的概述和分析。

关键词:超氧化物歧化酶;大蒜;分离纯化;方法Research Progress on Isolation and Purification of Superoxide Dismutase(SOD) from GarlicAbstract: This article summarizes a variety of methods Garlic superoxidedismutase extraction and separation and purification, and separation andpurification methods brief overview summarizes the advantages anddisadvantages of several methods, sum up the most suitable for theextraction of garlic superoxide dismutasethe enzyme method. TheGarlic SOD physical and chemical properties, their types anddistribution, comparative analysis of the various methods. And gave abrief overview and analysis of its future development prospects.K ey words: Superoxide dismutase; Garlic; Isolation and purification; Method超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase, EC1.15.1.1)简称SOD,是一种广泛存在于动物、植物和好氧微生物细胞中的金属酶,能够催化超氧阴离子自由基O2-发生歧化反应,平衡机体代谢过程中产生的过多自由基,减轻或消除自由基对机体的危害,具有抗衰老、免疫调节、抑制肿瘤、调节血脂、抗辐射、消炎和美容等功效。

食品酶学文献综述酶在食品加工中的应用

食品酶学文献综述酶在食品加工中的应用

食品酶学文献综述论文题目酶在食品加工中的应用学生姓名许超班级****** 学号******** 学院生物与农业工程学院专业食品科学与工程指导教师周亚军摘要:介绍了现代酶工程、酶制剂在食品加工中的应用现状,以及最新研究近况。

现代酶学将为食品工业的发展起重要推动作用。

关键词:酶;食品工业;应用Application and Prospect of Development of Enzymatic Technology in the Food IndustryAbstracts:This paper introduces important effect of enzyme in food industry,summarizes the application of enzyme in the production of flesh,fish,eggs,milk,vegetable,beverage,vintage,toast food and refine suger,and gives development prospectof enzyme in food industry.Key words:enzyme;food industry;application;1.前言酶是一类具有生物催化特性的蛋白质,是一类生物催化剂,一切生物的新陈代谢都是在各种各样酶的作用下进行的[1]。

由于酶反应温和,专一性强,催化效率高,反应容易控制,因此十分适宜食品加工应用[2]。

酶用于食品加工中具有以下优点:改进食品加工方法;改进食品加工条件,降低成本;提高食品质量;改善食品风味、颜色等。

目前酶工程、酶制剂已在食品加工多个领域得到了广泛应用。

2.酶在食品加工中的应用几千年前,人们就在不知不觉中将酶应用于制作发酵饮料等生产中,我国早在夏禹时代酿酒就已出现。

近年来,随着食品工业科学技术的不断提高,酶已广泛应用于食品行业的各个领域,如制糖工业、饮料工业、焙烤工业、乳品工业等[3]。

影响酶活性的因素文献综述

影响酶活性的因素文献综述

影响酶活性的因素文献综述酶是一种活性蛋白质。

因此,一切对蛋白质活性有影响的因素都影响酶的活性。

酶具有蛋白质样的一级、二级、三级、四级结构, 可由温度、离子发射、氧化剂、还原剂、光、酸、碱和有机溶剂, 生物作用等因素对其变性和降解, 酶的变性会引起其催化活性(即在特定的系统和条件下的反应速度) 的丧失, 现代分子学认为变性就是对蛋白质的二、三级结构的破坏, 下面从十一个方面说明影响酶活性的因素。

团,这时,酶与底物结合最容易;当偏高或偏低时,其活动中心只带有一种电荷,就会使酶与底物的结合能力降低。

值是酶催化反应的重要环境条件, 酶是两性化合物, 其上分布着许多梭基和氨基等酸性、碱性基团, 对酸碱度极为敏感, 最适值因酶、底物的不同而异, 过酸和过碱时均会引起酶变性,从而降低酶活性, 导致反应速度下降, 酶反应速度最大的值是最适值,此时酶的活性最大。

、酶的浓度和底物浓度酶与底物浓度的关系,一般来说,当酶的浓度较小,底物浓度大大高于酶,则酶的浓度与反应速度成正比;当底物浓度一定时,酶的浓度继续增加到一定值以后,其反应速度并不加快。

由于上述关系,过大的增加用曲量是不能收到预期效果的。

、金属离子某些金属离子对酶起着活化剂的作用,例如 , ,等离子通常可以显著增加一葡萄糖异构酶的活性, 相反地, 金属离子对酶也可能起抑制作用, 例如同样对葡萄糖异构酶, , , , , 均有不同程度的抑制催化活性的作用, 重金属离子如 , 等,对蛋白质具有变性作用, 故在酶洗液中应竭力避免铜、铁、铝等重金属离子进入, 应尽量在生产中避免使用铜器等设备, 或用赘和剂封锁, 但钾、钠、镁等重金属离子对酶影响不大。

、物理因素许多物理因素和紫外线, 放射线, 超声波等都可能引起酶的失活。

酶在存放中易失活, 一般酶最宜储存温度为。

℃至℃ , 一年内失活率, 冷冻干燥是保存酶制剂的一个好方法, 但也有一些酶经不起冷冻, 如梭肤酶。

在生产操作时, 尤其是搅拌酶溶液时形成的大量泡松散差,性。

酶工程论文

酶工程论文

酶工程论文酶的生产和应用的技术过程称为酶工程。

其主要任务是通过预先设计,经人工操作而获得大量所需的酶,并利用各种方法使酶发挥其最大的催化功能。

本文意在阐述近年来酶工程在分子水平的研究进展,展示酶工程在医药、农业、食品、环境保护等领域的应用进展,并对其未来前景进行了展望。

一、酶工程技术在医药工业中的应用现代酶工程具有技术先进、投资小、工艺简单、能耗粮耗低、产品收率高、效率高、效益大和污染小等优点,成为化学、医药工业应用方面的主力军。

以往采用化学合成、微生物发酵及生物材料提取等传统技术生产的药品,皆可通过现代酶工程生产,甚至可获得传统技术不可能得到的昂贵药品,如人胰岛素、McAb、IFN、6一APA、7一ACA及7一ADCA等固定化基因工程菌、工程细胞以及固定化技术与连续生物反应器的巧妙结合,将导致整个发酵工业和化学合成工业的根本性变革1、应用酶工程生产抗生素应用酶工程可以制备青霉素酞化酶、头抱菌素酞化酶、头抱菌素、头抱菌素酞化酶、青 2014下半年教师资格证统考大备战中学教师资格考试小学教师资格考试幼儿教师资格考试教师资格证面试霉素酞化酶、脱乙酸头抱菌素、头抱菌素乙酸醋酶,近年来还进行固定化产黄青霉青霉素合成酶系细胞生产青霉素的研究,合成青霉索和头抱菌素前体物的最新工艺也采用酶工程的方法。

2、应用酶工程生产维生素制造2一酮基一L—古龙糖酸【山梨糖脱氢酶及L一山梨糖醛氧化酶】、肌醇【肌醇合成酶】、L—肉毒碱【胆碱脂酶】、CoA 【CoA合成酶系】等。

由山梨醇和葡萄糖生产维生素及丙烯酸胺的生产也采用酶工程的方法四。

二、酶工程技术在农业中的应用由于酶制剂主要作为催化剂与添加剂使用,从而带动了许多产业的发展。

应用酶工程对农产品进行深加工,是人们努力的一个方向。

乳制品加工则需要用凝乳酶和乳糖酶。

此外,酶工程在饲料加工领域也有重大应用。

1、酶工程应用于农产品的深加工利用α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和葡萄糖异构酶的催化功能,以玉米淀粉等为原料生产高果糖浆等。

酶在制药方面的应用.——文献综述

酶在制药方面的应用.——文献综述

酶在制药方面的应用摘要:酶的生产与应用技术过程叫做酶工程。

药用酶是指具有治疗和预防疾病功效的酶。

酶法制药是在一定条件下利用酶的催化作用,将底物转化为药物的技术过程。

现在生物制药越来越受到人们的关注,本文将对酶在制药方面的应用展开讨论。

关键字:酶工程;应用;药物引言:因为酶的催化作用专一性强,催化作用效率高和催化条件温和,酶制剂已成为制药方面的新宠。

在制药方面,酶的使用越来越广泛,治疗效果也很显著。

Abstract: The enzyme production and application technology of enzyme engineering process called. A medicinal enzyme is a treatment and prevention of diseases of the enzyme. Enzymatic method of medicine is that under certain conditions the enzyme catalysis, converting a substrate for drug technology process. Now the biopharmaceutical receives people's attention more and more, the enzymes in pharmaceutical applications are discussed.Keywords: enzyme engineering; application; drugIntroduction:Because the enzyme catalysis has strong specificity, high efficiency and catalysis catalytic mild condition, enzyme preparation has become the new favorite of pharmaceutical. In medicine, the enzyme is used more and more widely, and treatment effect is also very significant.一、概述酶工程是现代生物技术的重要组成部分,酶工程制药是将酶或活细胞固定化后用于药品生产的技术。

酶工程论文

酶工程论文

酶的固定化摘要:酶是一种生物催化剂,广泛用于食品加工、医药和精细化工等行业.而酶自身的缺点如稳定性差,不能重复使用而难以广泛的在工业中应用,这就限制了酶制剂产品的开发和应用.因此,人们开始对酶的特性进行研究,通过模仿人体膜的作用机理,利用固定化技术对其加以固定改造,克服它的固有缺陷.21世纪,酶固定化技术的发展因其诸多优点,正得到全面深入的研究.关键词:固定化酶应用制备研究前景一引言酶是在生物体内自身合成的生物催化剂,它具有催化高效性和高度专一性的特点,但当它受强碱、强酸、高温等条件的影响时,性质会随之改变从而失去催化活性。

在实际应用中,对环境过于敏感、反应后难以回收等缺点限制了酶及其制剂产品的开发和应用,这就使得固定化酶应运而生。

固定化酶是指在一定生物空间内呈闭锁状态存在的酶,能够参与连续反应,反应后酶可以回收再利用。

与游离的酶相比,固定化酶具有的优点有:可以在较长时间内反复利用,反应过程可严格控制,提高酶的稳定性,提高酶的使用效率,易于与底物和产物分开,增加产物收率,提高产品质量,成本降低等。

酶的固定化就是通过化学或物理方法,使原来水溶性的酶与固态的水不溶性支持物相结合或被载体包埋。

固定化方法有物理吸附法、交联法、共价结合法及包埋法等。

一固定化酶的制备方法1.1 载体结合法1.1.1 物理吸附法物理吸附法是指使酶直接吸附在载体上的方法。

常用的载体有:(1)有机载体,如谷蛋白、淀粉、甲壳素等[2];(2)无机载体,如活性炭、多孔陶瓷、酸性白土、金属氧化物等。

用此法制成的固定化酶,酶活力部位及其空间构象不易被破坏的特点,但酶与载体的结合不牢固,易于脱落,因此很少有实用价值。

1.1.2 离子结合法离子结合法是将酶与含有离子交换基团的水不溶性载体以静电作用力相结合的固定化方法。

离子吸附法操作简单,酶吸附于载体上较为牢固,因而在工业上应用较广泛,常用的载体有多糖类离子交换剂和合成高分子离子交换树脂,如二乙氨基乙基(DEAE)--纤维素、混合胺类(ECTE0LA)--纤维素、四乙氨基乙基(TEAE)--纤维素、(cM)一纤维素、纤维素一柠檬酸盐等[3]。

酶工程综述题

酶工程综述题

1、工业用酶要求酶具有良好的热稳定性,你如何获得热稳定性较高的酶?答:⑴从极端热环境中筛选耐热微生物,这些微生物可能含有我们所需要的酶;⑵对酶分子进行修饰,提高酶分子的热稳定性;⑶利用定点突变技术改变酶分子的结构,提高酶分子的热稳定性。

⑷改变酶的催化体系中的介质,采用非水相催化。

⑸通过酶的定向进化技术提高酶的热稳定性。

2、固定化细胞发酵产酶有哪些优点?答:(1)细胞流失少,使用寿命长,提高设备利用率(2)细胞密度大,产量大(3)由于载体的保护,细胞的耐受性增强(4)便于条件控制,简化操作,易于自动化生产(5)催化产物少了细胞的干扰,易于分离提纯(6)由于使用周期延长,使成本降低。

3、如何检查一种酶的制剂是否达到了纯的制剂?试用所学过的知识加以论述。

答:要检测酶的制剂是否达到纯的制剂(即不含杂质及杂质酶),可以有以下几种方法:(1)层析法:包括纸层析、凝胶层析、柱层析及亲和层析(2)电泳法:包括SDS凝胶电泳法和聚丙烯酰胺凝胶电泳法(3)超离心法:不同的酶分子大小不同,在重力场中具有不同的沉降系数,从而可以通过超离心方法分离目的酶与杂质酶。

(4)免疫反应法:由于酶分子可作为一种抗原物质,而抗原与抗体之间具有专一的亲和力,故可选用目的酶的抗体与酶制剂进行免疫扩散或免疫电泳,从而判断酶的制剂是否纯净。

(5)氨基酸序列分析法:采用特定的化学物质从酶的N末端将氨基酸残基逐个水解下来,最终可获知该酶的氨基酸序列,从而也可以判断出酶制剂是否纯净。

4、酶在很多领域有着广泛的应用,请举四例说明。

答:⑴酶在医药方面的应用:测定血清中谷丙转氨酶的活力用于诊断疾病。

⑵酶在食品方面的应用:葡萄糖氧化酶用于食品除氧保鲜。

⑶酶在轻工化工方面的应用:延胡索酸酶用于生产L-苹果酸。

⑷酶在环境保护方面的应用:利用胆碱酯酶测定有机磷农药污染。

⑸酶在生物技术方面的应用:DNA聚合酶用于聚合酶链反应。

5、列出酶分子的侧链基团修饰时酶蛋白上可和修饰剂结合的功能团,并指出相应的功能团来自何种氨基酸。

酶工程的研究及进展

酶工程的研究及进展

LUOYANG NORMAL UNIVERSITY 2010年酶工程学年论文分子酶工程研究进展院(系)名称生命科学系专业名称生物科学学生姓名李艳艳学号101314022指导教师程彦伟完成时间2013年12月分子酶工程研究进展李艳艳(生命科学系生物科学专业学号:101314022)摘要:酶工程的研究已经发展到分子水平,通过基因操作,已实现了许多酶的克隆和表达定点突变成为研究酶结构与功能的常规手段,并被广泛用于改善酶的性能。

体外分子进化方法则大幅提高了酶分子的进化效率,并有可能发展新功能酶。

融合蛋白技术的发展使构建新型多功能融合酶成为可能。

这里对分子酶工程学的研究与发展情况进行了综述。

关键词:分子酶工程;基因克隆;改造;定向进化;融合;人工模拟酶,由于其特异和高效的催化作用,在生命活动中扮演重要的角色。

其中,尤其是源于微生物的酶。

很早就被广泛开发服务于人类的各种需求,如酿造、酶法转化、疾病诊断与治疗、药物生产、环境污染物去除,等等。

然而,天然酶常常十分昂贵,且大多数酶由于非常“娇嫩”而难以实际应用。

近年来,结构生物学和基因操作技术的发展使得科学家能够对酶分子进行有效地改造,甚至开始为“目的”而设计,从而导致了分子酶工程学的发展。

概括地说,分子酶工程学就是采用基因工程和蛋白质工程的方法和技术,研究酶基因的克隆和表达、酶蛋白的结构与功能的关系以及对酶进行再设计和定向加工,以发展性能更加优良的酶或新功能酶。

当前的研究热点可以概括为3个方面:一是利用基因工程技术大量生产酶制剂;二是通过基因定点突变和体外分子定向进化对天然酶蛋白进行改造;三是通过基因和基因片段的融合构建双功能融合酶。

1 酶的基因克隆与异源表达天然酶在生物体中含量一般较低,难以提取和大量制备。

限制了它的推广应用。

重组DNA技术的建立,使人们可以较容易地克隆各种各样天然的酶基因,并将其在微生物系统中高效表达,从而在很大程度上摆脱对天然酶源的依赖。

综述酶工程技术及其在食品行业中的应用

综述酶工程技术及其在食品行业中的应用

综述酶工程技术及其在食品行业中的应用作者:雷丽君(09级中药三班 20094852)摘要:本文简要介绍酶工程技术的基本概念,研究内容,以及在食品行业中的应用,例如介绍酶工程在食品加工、食品保鲜等方面的应用,以及其现存的缺点,并对酶工程的发展前景作出一些期望。

关键词:酶工程,食品工业,应用,发展前言:中华文化博大精深,早在几千年前,祖先就有酿酒,酿醋的记载,用今天的话来讲,这就是酶的应用,虽然那时的人们对这方面不了解,但他们确实给生活带来的方便和色彩。

而人们真正开始认识酶这种物质是从19世纪末开始的,随着酶的不断发展,它的应用也越来越广泛。

正文:随着科学技术的发展,酶工程技术作为一个新兴的领域越来越得到人们的广泛重视,尤其是在食品行业得到了广泛应用。

所谓酶工程技术,是利用酶和细胞或细胞器所具有的催化功能来生产人类所需产品的技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或细胞器的固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感器。

酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊蛋白质。

其催化作用的条件非常温和,可在常温、常压下进行,又有可调控性。

酶工程产业的快速发展从以下相关数据就可看出,1998年全世界工业酶制剂销售额高达16亿美元。

预计到2008年,销售额将达到30亿美元。

迄今为止,全世界己发现的酶有3000多种,而工业上生产的酶有60多种,真正达到工业规模的只有20多种。

目前,世界上在酶工程研究方面处于领先地位的为欧、美和日本。

一、酶工程的基本概念和技术酶工程主要指天然酶制剂在工业上的大规模应用,主要包括酶的生产开发技术、酶的分离和纯化技术、酶的固定化技术、酶分子改造技术、固定化酶反应器的研制技术、酶的应用技术。

二、世界上对酶工程的研究主要为以下几个方面:(1)研究开发新的人工合成酶和模拟酶。

(2)运用基因工程和蛋白质工程,改善原有酶的各种性能,提高酶的产率和稳定性,使其在后提取工艺和应用过程中更容易操作。

Chapter 1 酶与酶工程(整理)

Chapter 1 酶与酶工程(整理)

第一章酶与酶工程第一节酶的底子概念与开展史〔一〕酶与酶工程酶〔enzyme〕:由活细胞发生的具有生物催化功能的生物大分子。

酶工程(enzyme engineering):酶的出产、应用的技术过程。

★酶工程已在工业、农业、医药、食品等方面有广泛应用,并在资源、能源、环保等方面起着举足轻重的作用。

〔二〕酶的开展史1、酶在古代的应用★早在4000年前的周朝,我国人们就不自觉地将酶的催化作用应用于酿酒、制酱工业。

★一种古老的酶技术〔酒曲〕从远古时代被用于豆成品调味料 (豆面酱) 和发酵饮料 (米酒、酒精) 的出产,而且一直沿用到今天。

★蒸过的米参加霉菌混合物就能得到酒曲,这项技术世代相传。

2、酶学研究的历史★最早的酶学尝试:1783年,意大利科学家Spallanzani发现鸟的胃液能分解消化肉类。

斯帕兰扎尼〔Spallanzani〕他用本身饲养的山鹰做了一个十分耐人寻味的尝试。

他将一块生肉塞进一个上面布满许多孔眼的金属小管子里,管子两端盖紧,不使肉掉下来,然后迫使山鹰吞下小管。

过一段时间再设法取出小管。

小管依然完好无损,盖子仍牢牢地固定在小管上,但是管中的肉不见了,只留下一些淡黄色的液体,这使斯巴兰沙尼惊讶不已。

这恐怕要算最早的酶学尝试。

虽然他未说明此物为酶,但后来有人还是把他看作是酶的最早发现者。

★酶水解作用的发现: 1814年,德国物理学家 Kirchhoff研究了酶的水解现象。

基尔霍夫〔Kirchhoff〕发现淀粉经稀酸加热后可水解为葡萄糖,而某些谷物种子在发酵时也能生成复原糖。

假设把种子抽芽时的水提取物加到泡在水里的谷物中,也能发生不异的水解反响,很显然,活的谷物种子的水解能力取决于包含在此中的水溶性物质,这种水溶性物质脱离了生物体后仍能阐扬作用。

★最早的酶制剂:1833年,法国化学家Payen和Persoz得到了diastase。

佩恩〔Payen〕和帕索兹 (Persoz) 他们从麦芽的水抽提物中,用酒精沉淀得到一种可使淀粉水解成可溶性糖的物质,称之为淀粉酶〔diastase['daiəsteis]〕。

酶工程文献报告

酶工程文献报告

知识来源:酶定向进化的研究进展,雷启义,205
有义突变体筛选技术: 1.琼脂平反应进行筛选
知识来源:酶定向进化方法的研究进展,张林,2013
2.2 酶的固定化 含义 是将酶固定在某一局部空间或特 定固体载体上实现其催化功能,并可回收 及重复利用的技术
知识来源:酶定向进化的研究进展,罗巅辉,2006
突变库构建方法的比较
epPCR DNA shuffling 简单廉价,靶序列长度受限,密码偏向性 迅速积累有益突变
StEP
RPR ITCHY
缩短反应时间,基因重组程度可控
直接用mRNA或cDNA为亲本,靶序列长度不受限 蛋白质组合方法,不要求酶基因序列同源
知识来源:酶固定化技术研究进展,秦胜利,2011
方法
传统的固定方法:
吸附法、共价结合法、交联法、包埋法
研究新进展:
定向固定
多酶共固
新型载体
其它 磁场等物理手段获得高性能固定化酶
知识来源:酶固定化技术研究进展,秦胜利,2011
3.学习小结
酶工程领域中酶的产生、酶制剂的制备 等方向为上游工程,例如酶的定点突变、定 向进化等即是获得新酶或提高天然酶特性的 途径。
酶的定向进化,是蛋白质工程领域的研
究热点,其技术突破包括两个关键点:
其一为突变体库的构建方法,科学家期
望获得均匀突变的不同突变体以期获得有益
突变;
其二为突变体库的筛选方法,科学家期
望找到一种灵敏、高效的筛选方法对庞大的
突变体库进行筛选。
酶工程领域的下游工程包括酶的固定、 酶膜生物反应器等方向,是改变酶促反应 的外界条件从而提高反应速率的技术。
酶工程研究方法
酶工程研究意义
  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)。

酶与酶工程课程综述题目:大蒜超氧化物歧化酶的提取及分离纯化方法研究姓名:保勇学院:农学院班级: 生物技术102班学号: 103135202大蒜超氧化物歧化酶的提取及分离纯化方法研究综述作者:保勇指导老师:苏豫梅摘要:本文归纳了大蒜超氧化物歧化酶的提取及分离纯化的多种方法,并对这些分离纯化的方法进行简要概述,概括了几种方法的优缺点,总结最适合用于提取大蒜超氧化物歧化酶的方法。

阐述了大蒜SOD的理化性质及其种类和分布,对各种方法进行对比分析。

并对其以后的发展前景作了简要的概述和分析。

关键词:超氧化物歧化酶;大蒜;分离纯化;方法Research Progress on Isolation and Purification of Superoxide Dismutase(SOD) from GarlicAbstract: This article summarizes a variety of methods Garlic superoxidedismutase extraction and separation and purification, and separation andpurification methods brief overview summarizes the advantages anddisadvantages of several methods, sum up the most suitable for theextraction of garlic superoxide dismutasethe enzyme method. TheGarlic SOD physical and chemical properties, their types anddistribution, comparative analysis of the various methods. And gave abrief overview and analysis of its future development prospects.K ey words: Superoxide dismutase; Garlic; Isolation and purification; Method超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase, EC1.15.1.1)简称SOD,是一种广泛存在于动物、植物和好氧微生物细胞中的金属酶,能够催化超氧阴离子自由基O2-发生歧化反应,平衡机体代谢过程中产生的过多自由基,减轻或消除自由基对机体的危害,具有抗衰老、免疫调节、抑制肿瘤、调节血脂、抗辐射、消炎和美容等功效。

SOD 是当前生物学、医学以及化学研究领域中世界级的课题之一,且在我国已有专著问世[1]。

大蒜是百合科(Liliaceae)葱属植物生蒜(Allium sativum L.)的鳞茎,大蒜中SOD的含量比其它植物相对较高[2]。

从大蒜中提取SOD,成本低廉,因此研究大蒜SOD的分离纯化方法,对SOD生产工艺优化及应用具有重要意义。

1 SOD与氧自由基自由基是指带有未成对电子的分子、原子或离子。

因为未成对电子具有成双的趋向,因此常易发生失去或得到电子的反应而显示出较活泼的化学性质。

在生物体内,氧分子可以通过单电子接受反应,依次转变为O2ˉ、H22与·OH等中间产物。

由于这些物质都是直接或间接地由分子氧转化而来,而且具有比分子氧更活泼的化学反应性,遂统称为活性氧,其中O2ˉ为主要的氧自由基[3]。

1.1.1氧自由基的产生与危害自由基的产生,从物理化学的角度,通常有下列几种方式:(1)共价键的热分解。

原则上只要有足够的温度,任何共价键都可以裂解而产生自由基。

(2)辐射分解。

电离辐射可使许多物质发生分解而产生自由基,紫外线对人体的损伤亦然。

(3)单电子氧化还原反应。

体内许多酶的反应是进行单电子转移,此过程可产生自由基。

从细胞生物学与生物化学的角度,所有细胞内线粒体、内质网、细胞核、质膜和胞液中,都可产生自由基,也可出现在胞浆代谢及呼吸链中,体内[4]。

氧自由基过剩时,可使体内许多重要的生物大分子发生超氧化反应,如使核酸、蛋白、膜多聚不饱和脂肪酸等生物大分子出现交链或断裂,导致细胞结构和功能的破坏,引发各种疾病[5]。

1.1.2 氧自由基的清除生物体清除氧自由基的功能是由一些抗氧化剂和完整的酶系统来组成的。

抗氧化剂包括维生素C和E、谷光甘胍以及B一胡萝卜素等,酶系统包括SOD、过氧化氢酶(CAT)、谷光甘肽过氧化物酶(GSH.Px)等。

SOD组成了防御自由基损伤的第一道防线,SOD的催化过程如下[6]:O2ˉ+ O2ˉ+2H+→H22+ O2SOD将02歧化生成H22,CAT的功能是催化H22生成水,该步骤需谷光甘肽作为供氢体,而GSH--Px则将H202还原为无毒的羟基化合物,以免它们重新分解成自由基,所以CAT和GSH--Px构成了机体防御自由基损伤的第二道防线[7]。

2SOD的种类和分布SOD广泛存在于各种生物体中,人们发现所有需氧细胞中都存在SOD。

迄今为止,人们已经从细菌、真菌、原生动物、藻类、昆虫、植物和动物等生物材料中分离得到SOD。

根据所结合的金属辅基不同,将存在于高等生物体内的SOD 分Fe- SOD、Mn- SOD和Cu/Zn- SOD 3 种,大蒜SOD 属于Cu/Zn- SOD。

Cu/Zn- SOD是由两个相同亚基构成的二聚体蛋白,每个亚基含一个铜原子和一个锌原子,相对分子质量约为16 kD。

通过对其构象熔点温度的研究表明,Cu/Zn- SOD 是迄今发现热稳定性最高的球蛋白之一。

Cu/Zn- SOD的等电点在pH 5.3 左右,其酸碱稳定性好,在pH 5.2~9.6 之间其催化速率与pH 无关,在pH 4.5~11.0 之间能稳定存在。

与Fe- SOD、Mn- SOD 相比,Cu/Zn- SOD 对一些化学试剂或变性剂的敏感性有明显的差别。

DTT(二巯基苏糖醇)、氰化物、H202、SDS(十二烷基硫酸钠)和DTDM(4,4′- 二硫代二吗啉)等对SOD的活力影响显著,并可将其沉淀,但它在其它理化因素作用下相对较稳定。

以上性质也决定了大蒜SOD来源丰富、易于处理,生产工艺也易得到简化。

3SOD的理化性质SOD足一种酸性蛋白,在酶分子上共价连结金属辅基,因此它对热、PH以及某些理化性质有很强的稳定性。

3.1.1 SOD具有短时间的耐热性能SOD对热稳定,天然牛血SOD在75℃下加热数分钟,酶活丧失很少。

如果离子强度很低,即使加热到95℃,其活性亦无明显影响。

在55℃保存15~30min,60℃保存10~25min,65℃保存10--15min对酶的活性影响不大。

3.1.2 pH对SOD活性的影响一般认为SOD在pH5.3~9.5范围内,其稳定性较好,对pH不甚敏感。

Salin等报道Cu/Zn-SOD在pH5.3—9.5范围内基本稳定,在此范围内可见紫外光谱和电子自旋共振波几乎不发生改变,显示较强的结构稳定性[8]。

李泽浩报道在pH为3.6时,Cu/Zn—SOD中95%的Zn2+要被脱落,在pH小于6.0时Cu2+的结合位点仅要移动,pH 大于12.2时,酶会因构象发生变化而失活[9]。

3.1.3 某些变性剂对SOD活性的影响氯仿~乙醇可以使Mn-SOD活性丧失,但不会影响Cu/Zn—SOD的活性。

B.毓基乙醇可以使Cu/Zn-SOD失活,但不会影响Mn—SOD的活性。

金属螯合剂EDTA非常容易同金属离子结合,使酶失活。

尿素对SOD的影响也很大,一般6mM的脲就可以使SOD开始变性失活。

3.1.4SOD的免疫原性SOD具有较高的异源蛋白免疫原性。

徐军发等将伤寒沙门菌SOD进行免疫家兔,制备兔抗SOD血清,并用免疫酶标记技术(ELISA)检测抗血清,效价高达1:20240[10]。

阎家麒等用天然牛血SOD对小鼠作皮肤过敏试验(PCA法),有抗体产生,说明牛血SOD对小鼠有较强免疫原性[11]。

李培峰等用胰蛋白酶将cu/Zn-SOD切割成肽段,经用4株单克隆抗体鉴定,其中有3个肽段能分别与3株单抗反应.表明酶分子至少存在有3个以上的抗原决定簇[12]。

目前认为SOD蛋白质表面的抗原决定簇大多为亲水性氨基酸,特别是亲水性较强的Lys组成,同时还与SOD的金属离子有很大的相关性。

4.1 磷酸缓冲液提取法磷酸缓冲液提取法大蒜SOD 极性较大,易溶于水,根据“相似相溶”原理,可用水来浸取大蒜SOD。

但磷酸缓冲液可提高浸取效能,增加制品的稳定性,减少杂质,因此实际操作中常采用pH 7.8 的磷酸缓冲液代替水来浸取大蒜SOD,得到粗提取液。

但该方法的缺点是浸出范围广,选择性相对差,容易浸出大量的无效成分,且会引起一些有效成分的水解。

4.2 超声波破碎法超声波破碎法是一种辅助浸取技术。

超声波的“空化作用”产生极大的压力造成被粉碎物细胞壁或整个细胞的破碎,而且整个破碎过程在瞬间完成。

超声波产生的振动作用增加了溶剂的湍流强度及相接触面积,加快了细胞内物质的释放、扩散及溶解,从而强化了传质,有利于细胞内有效成分的提取[13]。

冯艳伟等以超声波破碎法辅助磷酸缓冲液提取大蒜SOD,并通过单因素试验法得出最佳破碎功率为300 W,最佳破碎时间为5min,同时也指出超声波会使部分酶失活[14]。

4.3 热变性法热变性法是依据SOD的热稳定性原理设计的。

SOD的热稳定性高,当温度低于60 ℃时,短时间的热处理不会使酶活力有明显的变化,而一般的杂蛋白却在温度高于55℃时就易变性沉淀,因此,对大蒜粗提液进行短时间的热处理可以达到去除杂蛋白的目的。

孙永君研究得出提取植物SOD的最适宜温度为55~65℃,最适宜的热变时间为15 min[15]。

张书文等则采用二次变温热变性法分离SOD,大大缩短了生产周期,降低了生产成本,提高了产品的收率和质量[16]。

热变性法作为一种初步的纯化手段,操作简便,经济实惠,是工业上常用的分离SOD 的方法。

4. 4 有机溶剂分级沉淀法4.4.1 丙酮沉淀法利用向蛋白质溶液中加入弱极性的有机溶剂,改变溶液的介电常数,使不同种类蛋白质的溶解度产生不同程度降低的原理可进行蛋白质的纯化。

在粗酶液中逐量加入丙酮,可使SOD及其他杂蛋白的溶解度发生变化,依次从溶液中沉淀出来。

邓旭等研究认为,当丙酮加入量达到l.0(V/V)时,SOD比活最高,再加入丙酮将导致SOD活力急剧下降,因此当以去除杂蛋白为目的时,丙酮的加入量不宜超过1.0 (V/V)。

原龙等通过实验进一步得出,不同的丙酮加入量与搅拌时间会影响SOD的纯化结果,其最佳条件是加入0.6倍体积的丙酮,搅拌15 min[17]。

相关文档
最新文档