(整理)酶工程第一篇主要内容

第一章绪论（A）

一、酶(enzyme)是由生物体产生的具有催化功能的生物大分子。

分类：蛋白类酶、核酸类酶

二、酶工程：酶的生产与应用的技术过程

三、酶工程的主要任务：经过预先设计，通过人工操作, 获得人们所需的酶，并通过各种方法使酶充分发挥其催化功能。

三、酶工程的主要内容包括：酶的生产；酶的提取与分离纯化；酶分子修饰；酶固定化；酶的非水相催化；酶分子定向进化；酶反应器和酶的应用

四、酶发展史

1878年,库尼Kunne首次将酵母中进行乙醇发酵的物质称为酶(enzyme),该词源于希腊文,意为”在酵母中”。

1926年,萨姆纳Sumner首次从刀豆中分离纯化出脲酶结晶,证明其有蛋白质性质.

1971年，在美国举行了第一届国际酶工程学术会议，会议的主题是固定化酶。

1982年，切克Cech等人发现RNA也具有催化活性。1983年,阿尔特曼Altman等人发现核糖核酸酶P的RNA部分具有该整体酶的催化活性,而该酶的蛋白质部分无催化活性。Cech和Altman因发现RNA具有催化活性而共同获得1989年诺贝尔化学奖.

第二节酶的命名和分类

一、蛋白类酶的分类与命名

（一）推荐名（习惯命名）

通式：底物的名称＋催化反应的类型＋“酶”字

说明：对于水解酶类，其催化的为水解反应，在命名时可省去说明反应类型的“水解”字样，只在底物名称之后加上酶。

（二）系统命名

通式：酶作用底物＋酶作用基团＋催化反应类型＋“酶”字

酶分类：1、氧化还原酶类、2、转移酶类、3、水解酶类、4、裂合酶类、5、异构酶类、6、合成酶类

（三）蛋白类酶（P酶）的分类原则为：

1、按照酶催化作用的类型，将蛋白酶分为6大类，分别为氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类、合成酶类。

2、每个大类中，按照酶催化作用的底物、化学键或基团的不同，分为若干亚类。

3、每一亚类中再分为若干小类。

4、每一小类中包含若干个具体的酶根据系统命名法，每一种具体的酶，除了有一个系统名称以外，还有一个系统编号（四码编号）。

二、核酸类酶（R酶）的分类与命名

（一）分类：分子内催化R酶：催化本身RNA分子进行反应的R酶。

分子间催化R酶：催化其他分子进行反应的核酸类酶。

1、分子内催化R酶

（1）自我剪切酶：在一定条件下催化本身RNA分子进行剪切反应的R酶

(2)自我剪接酶：在一定条件下催化本身RNA分子同时进行剪切和连接反应的R酶。

根据结构特点和催化特性的不同，分为两类

①含Ⅰ型IVS的R酶

与四膜虫rRNA前体的IVS结构类似，自我剪接时需要Mg2+、鸟苷或5’鸟苷的参与

②含Ⅱ型IVS的R酶

与细胞核mRNA前体的IVS结构类似，需Mg2+参与。

2、分子间催化R酶

催化其他分子进行反应的核酸类酶。

根据作用底物分子不同，分为

RNA剪切酶：催化其他RNA分子进行剪切反应的核酸类酶。

DNA剪切酶：催化其他DNA分子进行剪切反应的核酸类酶。

多肽剪切酶：催化多肽分子剪接作用的核酸类酶。

多糖剪切酶：催化多糖分子剪切和连接接作用的核酸类酶。

多功能酶：催化其他分子进行多种反应的核酸类酶。如：L19-IVS

第三节酶的活力测定

一、酶活力：指在一定条件下，酶所催化的反应初速率。

二、酶活力测定方法：化学测定法、光学测定法、气体测定法

三、酶活力测定的一般步骤：

A：根据酶的专一性，选择适宜的底物，并配成一定浓度的底物溶液。

B：确定反应的温度、pH值等条件。

C：在一定条件下，将酶液与底物混匀，适时记下反应开始的时间。

D：反应到一定时间，取出适量反应液，运用各种生化检测技术，测定产物的生成量或底物的减少量。

注意：若不能即时测出结果，需要及时终止反应，然后再测定。

E：采用光学检测法、化学检测法等生化监测技术，测定反应液中物质的变化量。

终止酶反应的方法：P9页（1-4）

四、酶活力单位：1961年国际生化学会（IUB）酶学委员会建议使用统一的国际单位。

①酶的国际单位定义：在实验室规定的条件下，每分钟催化lumol底物转化为产物的酶量为一个酶活力国际单位(用“IU”表示，简写为U)。

②卡特（Kat）:在特定条件下，每秒催化1mol底物转化为产物的酶量定义为1Kat。

IU与Kat之间的换算：1Kat=6×107IU

③习惯单位：比活力

酶的比活力：指在特定的条件下，单位质量（mg）酶蛋白（或RNA）所具有的酶活力单位数。酶比活力＝酶活力（单位）/mg酶蛋白（或RNA）

同种酶制剂，比活力可以反应酶的纯度和活力的高低。

第一篇酶的生产

酶的生产：通过各种方法获得所需酶的技术过程。

酶的生产方法可以分为：提取分离法、生物合成法、化学合成法。其中提取法是最早采用的而沿用至今的方法，生物合成法是五十年代以来酶生产的主要方法，而化学合成法仍在实验室阶段。

第二章酶生物合成的基本理论

第三节酶生物合成的调节（A）

根据生物合成类型可把酶分为两类：组成型酶和适应型酶

组成型酶：有的酶在细胞中的量比较恒定，环境因素对这些酶的合成速率影响不大，这些酶称为组成型酶。

适应型酶或调节型酶：有些酶在细胞中的含量变化很大，其合成速率明显受到环境因素的影响。

一、原核生物中酶生物合成的调节机制

转录水平的调节，又称为基因的调节是原核生物中酶生物合成的主要调节。

操纵子：基因表达的协调单位，是由调节基因、启动子、操纵基因和结构基因组成的一个完