酶的定向固定化方法

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来说， 在SOD来说，它的理论研究方面 不少问题 来说 它的理论研究方面,不少问题 还未研究或者有待深入,如对 如对SOD进行化学 还未研究或者有待深入 如对 进行化学 修饰后,修饰酶的代谢过程及具体的毒副作 修饰后 修饰酶的代谢过程及具体的毒副作 等方面都要深入研究。 用等方面都要深入研究。在SOD的应用研 的应用研 究方面,也有一些问题急待解决。 也有一些问题急待解决 究方面 也有一些问题急待解决。如在化妆 品应用方面:① 在体内的抗氧化过程,要 品应用方面 ①SOD在体内的抗氧化过程 要 在体内的抗氧化过程 延长SOD在体内的半衰期 减少其对机体的 在体内的半衰期,减少其对机体的 延长 在体内的半衰期 毒副作用等;② 要准确地测定 要准确地测定SOD的活性大 毒副作用等 ②,要准确地测定 的活性大 同时要明确化妆品基质对SOD活性和稳 小,同时要明确化妆品基质对 同时要明确化妆品基质对 活性和稳 定性的影响。 定性的影响。
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另，虽然药物科学显示，合成非常类似过 虽然药物科学显示， 渡态并键合酶类的强有力的抑制剂是可能 最常见的是， 的。最常见的是，抑制作用出现在一个分 子干预酶作用底物与酶类键合的时候。 子干预酶作用底物与酶类键合的时候。 但是其中很多是指那些美白皮肤的抗酪 氨酸酶活性的酶类抑制剂， 氨酸酶活性的酶类抑制剂，还有那些防止 弹性蛋白交联，导致皮肤丧失弹性 丧失弹性的抗弹 弹性蛋白交联，导致皮肤丧失弹性的抗弹 性蛋白酶活性的酶类抑制剂。 性蛋白酶活性的酶类抑制剂。但是这些酶 类抑制剂化妆品是通过非竞争性键合酶类， 类抑制剂化妆品是通过非竞争性键合酶类， 改变酶的结构以致酶几乎或者完全失活来 改变酶的结构以致酶几乎或者完全失活来 发挥作用。 发挥作用。
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四 解决办法和展望
随着生物技术及材料、 随着生物技术及材料、化工等各相关学科的 不断发展,固定化酶的工作会有新的突破 固定化酶的工作会有新的突破。 不断发展 固定化酶的工作会有新的突破。将 更多固定化酶取得工业化规模的应用 工业化规模的应用,仍然是 更多固定化酶取得工业化规模的应用 仍然是 固定化技术领域追求的目标
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固定化酶使酶从水溶性状态变成不溶性的 固定化酶使酶从水溶性状态变成不溶性的 水溶性状态变成不溶性 固定状态。酶被固定后不仅能保持原有的活 固定状态。酶被固定后不仅能保持原有的活 而且酶能回收 便于连续生产使用， 能回收， 性，而且酶能回收，便于连续生产使用，并 使酶与产物容易分离，提高产物浓度。 使酶与产物容易分离，提高产物浓度。在工 业上可以降低成本 减少工艺环节。 降低成本和 业上可以降低成本和减少工艺环节。 表1.1对固定化酶与游离酶的优缺点进行了 对固定化酶与游离酶的优缺点进行了 比较。 比较。
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五 总结
人们在化妆品中使用酶类抑制剂的兴趣在增 人们在化妆品中使用酶类抑制剂的兴趣在增 加，总体应用酶的区域已经显示有显著的保 护皮肤的好处： 护皮肤的好处：它们可以帮助减缓老化的一 些明显迹象， 些明显迹象，以及环境对表皮的一些损害作 因此酶类能有效的作用于皮肤表面。 用。因此酶类能有效的作用于皮肤表面。
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而目前我国固定化酶制剂应用到工业生 产的实例却很少,因此固定化酶的研究开 产的实例却很少 因此固定化酶的研究开 发任重道远。国内外大量的研究证实,固 发任重道远。国内外大量的研究证实 固 定化酶技术目前还存在固定效率低 固定效率低、 定化酶技术目前还存在固定效率低、载 体的有毒性、成本高、稳定性差、 体的有毒性、成本高、稳定性差、不能 大规模生产等问题 等问题,这些都限制了固定化 大规模生产等问题 这些都限制了固定化 酶技术的发展与应用。 酶技术的发展与应用。
四、参考文献
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摘要：酶的固定化技术是最具发展前景 最具发展前景的 摘要：酶的固定化技术是最具发展前景的
生物科技前沿领域之一， 生物科技前沿领域之一，固定化酶的出现 改善了酶的应用缺陷，极大的促进 了酶的应用缺陷 促进了酶工 改善了酶的应用缺陷，极大的促进了酶工 程的研究和应用 并广泛应用于各个领域。 研究和应用， 程的研究和应用，并广泛应用于各个领域。 本文主要介绍了酶的固定化技术的发展史、 本文主要介绍了酶的固定化技术的发展史、 及其在化妆品行业上的展望（ 及其在化妆品行业上的展望（此以超氧化 物歧化酶为例）。 物歧化酶为例）。
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关键词： 关键词：
酶 固定化 超氧化物歧化酶 化妆品行业 展望
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引言（背景和意义） 一 引言（背景和意义）
酶是动植物及微生物由细胞原生质分泌 的一种特异性蛋白质 生物体借此维持生命 的一种特异性蛋白质 ,生物体借此维持生命 酶是生物及多种化学反应的催化剂， 酶是生物及多种化学反应的催化剂，它 具有催化效率高 专一性强及能在 催化效率高、 及能在常温常压 具有催化效率高、专一性强及能在常温常压 下进行催化反应等优点， 催化反应等优点 下进行催化反应等优点，故已广泛应用于食 医药、农业、矿业、 品、医药、农业、矿业、能源和环境保护等 方面 .
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但是，由于受到①半衰期短 ② 但是，由于受到①半衰期短;②相对分子 不易透过细胞膜;③ 质量大,不易透过细胞膜 口服时易受胃 质量大 不易透过细胞膜 ③口服时易受胃 蛋白酶分解;④体内特异性等因素的限制 蛋白酶分解 ④体内特异性等因素的限制 ,SOD很难作为药用酶广泛应用于临床中。 很难作为药用酶广泛应用于临床中。 很难作为药用酶广泛应用于临床中
酶的定向固定化方法的发展 及其 在化妆品行业上的展望
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酶的研究进展过程
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百度文库
一、摘要 二、关键词 三、
前言（ 前言（背景 和意义） 和意义） 国内外 发展现状 正文部分
目前存在 的问题
解决办 法和展望
总结
酶固定 化方法 的发展史
超氧化 物歧化酶 （SOD） ）
物理因素
影响因素
化学因素
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生物因素
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20世纪 年代兴起的固定化酶 世纪50年代兴起的固定化酶 世纪 （Immobilized Enzyme）技术为这些问题 ） 的解决提供了有效的手段， 的解决提供了有效的手段，从而成为酶工 程领域中最为活跃的研究方向之一。 程领域中最为活跃的研究方向之一。
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虽然酶自身的使用也充满了困难，因为高 虽然酶自身的使用也充满了困难，因为高 分子量的实体需要一个特定的形态来固定 有效的作用。然而， 有效的作用。然而，当额外添加一种化妆 品配方时，维持这种形态很困难， 品配方时，维持这种形态很困难，一些酶 类例如蛋白水解酶在整体应用时则常常具 有刺激性。 有刺激性。
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二 国内外发展现状
（1）酶固定化方法的发展史 酶固定化方法的发展史
传 统 的 酶 固 定 化 方 法 法
(1) (5)
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法
法
(2) (6) 1
(3)
(4)
的酶固定化方法
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（2）新型酶固定化方法 ）
开发新型酶固定化方法的原则是： 开发新型酶固定化方法的原则是：实现在较 原则是 温和的条件下进行酶的固定化 尽量减少 下进行酶的固定化， 为温和的条件下进行酶的固定化，尽量减少 或避免酶活力的损失 酶活力的损失。 或避免酶活力的损失。 通过辐射、 等离子体、 通过辐射、光、等离子体、电子等新方法均 可制备高活性固定化酶。 可制备高活性固定化酶。 主要是举一些国外的利用这些方法得到酶活 力较高的固定化酶的粒子。 力较高的固定化酶的粒子。
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表1.1对固定化酶与游离酶的优缺点进行了比较 对固定化酶与游离酶的优缺点进行了比较
比较 内容 游离酶 固定 化酶 稳定 性 差 好 使用 次数 一次 多次 催化 效率 低 高
表1.1
生产 成本 高 低
产品 质量 低 高
工艺 环节 多 少
连续 生产 低 高
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三 目前存在的问题
目前，固定化技术已经取得了许多重要成果， 目前，固定化技术已经取得了许多重要成果，充分 发挥了固定化酶和固定化细胞在改革工艺和降低成 本方面的巨大潜力。但从目前的发展状况来看， 本方面的巨大潜力。但从目前的发展状况来看，尽 管酶种类繁多， 已经固定化的酶却相对有限， 管酶种类繁多，但已经固定化的酶却相对有限，采 用固定化酶技术大规模生产的企业尚属少数 企业尚属少数， 用固定化酶技术大规模生产的企业尚属少数，真正 在工业上使用的固定化酶还仅限于葡萄糖异构酶、 在工业上使用的固定化酶还仅限于葡萄糖异构酶、 仅限于葡萄糖异构酶 葡萄糖氧化酶和青霉素酰化酶等为数不多的十几个 葡萄糖氧化酶和青霉素酰化酶等为数不多的十几个 酶种， 酶种，故仍需大力研究开发使更多的固定化酶和细 胞能适用于工业规模生产。 胞能适用于工业规模生产。
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目前,国内外有关 的研究方兴未艾,比较 目前 国内外有关SOD的研究方兴未艾 比较 国内外有关 的研究方兴未艾 活跃的领域主要有以下几个方面： 活跃的领域主要有以下几个方面： （1）结构性能改造 ） （2）SOD模拟研究 ） 模拟研究 （3）SOD与植物抗逆性 ） 与植物抗逆性
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（3）超氧化物歧化酶（SOD） 及其 ）超氧化物歧化酶（ ） 国内外研究现状
超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,简 超氧化物歧化酶 简 是一类源自海运业资源 称SOD),是一类源自海运业资源的超氧化物 是一类源自海运业资源的超氧化物 歧化酶,能够 能够催化超氧阴离子自由基发生歧化 歧化酶 能够催化超氧阴离子自由基发生歧化 反应,平衡机体内的氧自由基 平衡机体内的氧自由基,在 反应 平衡机体内的氧自由基 在1973年获得 年获得 专利并在化妆品行业广泛应用。 专利并在化妆品行业广泛应用。 几乎在所有生命有机体运作中发现在水环境 都有保护细胞免受自由基氧化攻击的作用。 中,都有保护细胞免受自由基氧化攻击的作用。 都有保护细胞免受自由基氧化攻击的作用
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但是，酶是由一种氨基酸组成的蛋白质， 但是，酶是由一种氨基酸组成的蛋白质，其 高级结构对环境十分敏感， 对环境十分敏感 高级结构对环境十分敏感，各种因素均有可能使 酶丧失生物活性。即使在酶反应的最适条件下， 酶丧失生物活性。即使在酶反应的最适条件下， 酶也会失活，随着反应时间的延长， 酶也会失活，随着反应时间的延长，反应速度会 逐渐下降，反应后不能回收， 逐渐下降，反应后不能回收，污染产物并给产物 提纯造成困难， 经济上不合理 提纯造成困难，在经济上不合理 。
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目前已经有人利用固定化金属亲和层析 胶与亲和层析膜纯化rhMn-SOD和 胶与亲和层析膜纯化 和 rhCu,Zn-SOD。如果我们把 。如果我们把SOD的以上 的以上 存在的问题与酶的固定化技术连接起来， 存在的问题与酶的固定化技术连接起来， 我们会发现这些问题正是酶的固定化技 术研究成效的方向，如果能结合酶的固 术研究成效的方向，如果能结合酶的固 定化技术很好的解决这些问题,相信固定 定化技术很好的解决这些问题 相信固定 化酶与SOD的研究与应用必将有个美好 化酶与 的研究与应用必将有个美好 的前景,造福人类 的前景 造福人类
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所谓的固定化酶，是指在一定空间内呈闭 所谓的固定化酶，是指在一定空间内呈闭 一定空间内呈 锁状态存在的酶 存在的酶， 连续的进行反应 的进行反应， 锁状态存在的酶，能连续的进行反应，反 应后的酶可以回收重复使用 回收重复使用。 应后的酶可以回收重复使用。固定化酶在 分类上属于修饰酶，而非天然酶。 分类上属于修饰酶，而非天然酶。