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酶工程 第五章
第—节 金属离子置换修饰
用于酶分子修饰的金属离子，往往是二价金属离子。例如 Ca 2 , Mg 2 , Mn2 , Zn2 , Co 2 , Cu 2 , Fe2 等等。金属离子置换修饰法只适用于本来 在结构中含有金属离子的酶。 在离子置换修饰的过程中，首先要加入一定量的乙二胺四乙酸 (EDTA)等金属螯合物到酶液中，使酶分子中的金属离子与EDTA形成螯 合物，此时酶成为无活性状态。通过透析或超滤、分于筛层析等方法， 可将EDTA-金属螯合物从酶液中分离除去。然后用不同的金属离子加到 酶液中，酶蛋白与金属离子结合。根据离子种类的不同，经离子置换 后的酶将会出现不同的特性。有些修饰酶活性比原来酶的活性降低， 甚至完全无活性；有些修饰酶的活性比原酶活性提高；有些修饰酶的 稳定性比原酶增加等。所以只要选择到适宜的金属离子作修饰剂，去 置换原来的金属离子，就有可能提高酶活力，增加酶稳定性。
第二节
大分子结合修饰
一、通过修饰提高酶活力
酶的催化能力受诸多因素的影响。本质上是由其特定 的空间结构，特别是由其活性中心的特定构象所决定的。 水溶性大分子通过共价键与酶分子结合后，可使酶的 空间结构发生某些改变，使酶的活性中心更有利于和底物 结合，并形成准确的催化部位，从而使酶活力得以提高。 例如：每分子核糖核酸酶与6.5分子的右旋糖酐结合，可 使该酶的活力提高到原有的活力的2.25倍；用右旋糖酐修 饰胰凝乳蛋白酶，当每分子酶与11分子右旋糖酐结合时， 修饰酶的活力达到原有的活力的5.1倍；每分子胰蛋白酶 用11分子的右旋糖肝修饰后，酶活力可提高30％等。
第二节 大分子结合修饰
利用水溶性大分子与酶结合，使酶的空间结构发生某 些精细的改变，从而改变酶的特性与功能的方法称为大分 子结合修饰法。简称为大分子结合法。 通常使用的水溶性大分子修饰剂有：有旋糖酐、聚乙 二醇、肝素、蔗糖聚合物(Ficoll)、聚氨基酸等。这些大 分子在使用前一般需经过活化，然后在一定条件下与酶分 子以共价键结合。对酶分子进行修饰。例如：右旋糖酐先 经高碘酸(HIO4)活化，然后与酶分于的氨基共价结合。
酶工程 第五章酶分子修饰 第四节酶蛋白侧链基团修饰
一、氨基修饰剂
凡能使酶蛋白侧链上的氨基发生改变的化台物，称为 氨基修饰剂。主要的有：二硝基氟苯、醋酸酐、琥珀酸酐、 二硫化碳、亚硝酸、乙亚腔甲酯、O-甲基异脲、顺丁烯二 酸酐等。这些修饰剂作用于酶蛋白侧键上的氨基或产生脱 氨基作用，或与氨是共价结合将氨基屏蔽起来，使氨基原 有的副链改变，从而改变酶蛋白的构象。
酶蛋白侧链基团的修饰可以使用各种小分子物质，也 可使用各种大分子物质。其中使用水溶性大分子与侧链基 团结合的属大分子结合修饰，已在本章第二节阐述。使用 不溶性大分子与酶侧链基团结合的属于结合固定化方法， 将在下一章介绍。本节主要介绍各种小分子化合物与酶蛋 白侧极基团相互作用的修饰方法。
第四节 酶蛋白侧链基团修饰
第四节 酶蛋白侧链基团修饰
已知大肠杆菌的苹果酸酶可催化下列4种生化反应：
该酶的巯基用乙基马来酰亚胺修饰后，其催化 主反应A的功能消失，同时也失去催化反应B的能力， 然而催化反应C和D的酶活性却提高10倍以上。
第四节 酶蛋白侧链基团修饰
酶经侧链基团修饰后，对于酶的活性、稳定性或抗原 性都有显著影响，往往可提高其使用价值。例如：用O-甲 基异脲修饰溶菌酶，使赖氨酸残基的ε-氨基与之结合， 修饰后酶活力保持不变，但稳定性提高，且很容易结晶析 出；用亚硝酸修饰天门冬酰胺酶，使其氨基末端的亮氨酸 和肽链中的赖氨酸的氨基脱去变成羟基，经修饰后，该酶 的稳定性大大提高，在体内的半衰期可延长2倍，显著提 高治疗效果；枯草杆菌蛋白酶的第l 04位酪氨酸可特异地 被碘化、硝化和琥珀酰化，经修饰后的酶，由于负电荷能 引入，而增加了对带正电荷底物的结合力；葡萄糖异构酶 经琥珀酰化修饰后，其最适pH值下降0.5单位，并增加酶 的稳定性，这对果葡糖的生产有利。
生物技术 酶工程
四、沉淀分离
• 沉淀分离是通过改变某些条件或添加某些 物质，使酶的溶解度降低，从溶液中沉淀 析出而与其他溶质分离的技术过程。方法 有： • 1、盐析沉淀法 • 2、等电点沉淀法 • 3、有机溶剂沉淀法 • 4、复合沉淀法 • 方法及原理详见表5-3
五、离心分离
• 离心分离是借助于离心机旋转所产生的 离心力，使大小不同、密度不同的物质 分离的技术过程。方法有： • 1、低速离心(<8000r/min)，离心酶的 结晶等较大颗粒的分离 • 2、高速离心(1-2.5)*104r/min，主要 用于细胞碎片和细胞器的分离 • 3、超速离心(2.5-4) *104r/min，主要 用于DNA、RNA、蛋白质等生物大分子 及细胞器等
十、结晶
• 结晶是溶质以晶体形式从溶液中析出的过程。 方法有： • 1、盐析结晶法 • 2、有机溶剂结晶法 • 3、透析平衡结晶法 • 4、等电点结晶法，原理与沉淀分离的原理类 似
十一、干燥
• 干燥是将固体、半固体或浓缩液中的水分或 其他溶剂除去一部分，以获得含水分较少的 固体物质的过程。酶经干燥以后，可以提高 酶的稳定性、利于产品保存、运输和使用。 方法有： • 1、真空干燥 • 2、冷冻干燥 • 3、喷雾干燥 • 4、气流干燥 • 5、吸附干燥
利用酶催化的作用，在一定的生物反应器中， 将相应的原料转化成所需要的产品，它是酶学 理论与化工技术相结合而形成的一种新技术 ， 也是利用酶或者微生物细胞、动植物细胞、细 胞器的特定功能，借助于工程学手段来为我们 提供产品的一门科学。 优点：快速；高效；产品回收和提纯工艺简便。
二、酶工程发展概况
四个过程 1.自然酶的开发和应用
酶 底物 用途
氨基酰化酶 A-淀粉酶 葡聚糖酶 葡萄糖氧化酶 木瓜蛋白酶 果胶酶 青霉素酰胺酶 蛋白酶
5酶工程
粉酶。
1969年，日本科学家首先在工业上应用固定化氨基 酰化酶生产出 L-氨基酸。同年，开始使用“酶工程” 这代表生产和使用酶制剂这一新兴的科技领域。
1971年，第一次国际酶工程学术会议在美国召 开，会议的主题就是固定化酶的研制和应用。 20世纪70年代后期，酶工程领域又出现了固定 化细胞技术。 1978年，日本科学家用固定化 细胞成功地生产出α -淀粉酶。 1986年，我国科学家利用固定化原生质体发酵 生产 碱性磷酸酶 和 葡萄糖氧化酶 等获得成 功，为酶工程的进一步发展开辟了新的途径。
（二）发酵法
发酵法主要通过微生物发酵来获得人们所需要 的酶。
1、微生物酶发酵生产概念：
微生物酶的发酵生产：是指在人工控制的条件 下，有目的地利用微生物培养来生产所需的酶， 其技术包括培养基和发酵方式的选择及发酵条 件的控制管理等方面的内容。
2、生产流程：
1）优良产酶菌种的筛选
优良的产酶菌种是提高酶产量的关键，筛选符合生 产需要的菌种是发酵产酶的首要环节,优良的产酶 菌种应具备：
2、细胞固定化的主要方法
（1）包埋法 将细胞包埋在多微孔载体内 部制备固定化细胞的方法，可分为凝胶 包埋法、纤维包埋法和微胶囊包埋法。 其中凝胶包埋法是应用最广泛的细 胞固定化方法，适用于各种微生物、动 植物细胞的固定化。 优点：能较好地保持细胞内的多酶 反应系统的活力，可以像游离细胞那样 进行发酵生产。
心、过滤、浓缩、干燥这几个步骤，对某些纯
度要求很高的酶则需经几种方法乃至多次反复 处理。 难度大、成本高（占50-80%）
(1)破碎细胞
除了胞外酶的提取以外，所有
胞内酶均需将细胞壁破碎后方可进一步抽提。
酶工程
酶分类：氧还、转移、水解、裂和、异构、合成连接活力：一定条件下，酶所催化的反应的初速度活力单位：特定条件下，1min催化1vmol底物转化成产物的酶量。
IU<kat=s/1mol>1kat=6107IU比活力：单位面积上的酶活力单位——纯度转换数：1mol酶1min催化的底物mol——催化效率kcat=IU/vmol催化周期：1/转换数酶工程发展概况：1894年日本的高峰让吉从米曲霉中制备得到高峰淀粉酶，开创了近代酶的生产和应用的先例。
1949年微生物液体深层培养技术成功地应用于细菌α-淀粉酶的发酵生产，揭开了现代酶制剂工业的序幕。
1960年，法国的雅各和莫诺德提出操纵子学说，为酶的生物合成提供了理论根据。
20世纪80年代的动植物细胞培养技术，为酶的生产提供了新途径。
随着酶生产技术的发展，酶在医药、食品、工业、农业、能源、环保和科研等领域得到广泛应用。
此后产生酶固定化和分子修饰技术。
提取分离：采用各种技术从动植微C中或其他含酶原料中将酶提取出来并纯化生物合成：经预先设计通过人工操作利用动植微C的生命活动获得所需酶<酶的发酵法生产>化学合成：按酶的化学结构中aa或核苷酶排序，通过化学反应将单体连接而获得所需酶产酶C条件：产量高；易培养管理；稳定性好；利于酶分离纯化；安全可靠无毒枯草芽孢杆菌——应用广泛，细菌，放线菌，霉菌，酵母菌Ｃ／Ｎ：Ｃ元素的总量与Ｎ元素总量之比＜种子培养基中Ｎ较多，在Ｃ对数生长期扩大培养＞ＰＨ：改变培养基组分或比例；缓冲液；稀酸碱↑：含糖量高；硫酸铵、尿素为Ｎ；氧气不足↓：含ａａ、Ｐｒｏ较多的培养基温度：冷热水，生长＞产酶，↓ｍＲＮＡ稳定产酶↑溶解氧：通气量、氧分压、气液接触面积、培养基性质提高酶产量措施：添加诱导物＜酶作用底物、底物类似物、催化反应产物＞；控制阻遏物细胞；添加酶促进剂；添加表面活性剂；菌种选育同步合成型：酶合成随细胞生长开始，细胞生长旺盛期酶大量合成，细胞进入生长平衡器酶合成停止＜ｍＲＮＡ不稳定，可由诱导物诱导＞提高ｍＲＮＡ稳定性延续合成型：酶合成在细胞生长阶段开始，细胞生长平衡器酶继续合成＜ｍＲＮＡ稳定，可诱导＞中期合成型：酶合成在细胞开始一段时间后开始，细胞生长平衡器酶合成停止＜ｍＲＮＡ不稳定，受产物的反馈阻遏或分解代谢阻遏作用＞提高ｍＲＮＡ稳定性，解除阻遏滞后合成型：细胞进入平衡器酶合成开始并大量积累＜ｍＲＮＡ稳定，受分解代谢阻遏作用＞解除阻遏细胞破碎方法：①机械破碎法（捣碎法、研磨法、匀浆法）②物理破碎法（温度、压力、声波）③化学破碎法④酶促破碎法。
酶工程的原理及发展
酶工程的原理及发展概述：在生命活动中，构成新陈代谢以及生物体内的一切化学变化都是在酶的催化作用下进行的，可以说没有酶生命就不能进行下去。
没有两个主要的特点：1，强大的催化能力；2，高度的专一性。
酶的催化反应速率比其他相似的非酶催化反应速率高1010～1014倍，换句话说，5秒内能完成的反应，若无酶时则需要1500年才能完成。
酶的高度转一性催化机制可以用“锁和钥匙模型”来解释。
由于酶分子的空间结构，可以使酶分子形成特定形状的空穴，成为活性中心，犹如钥匙和锁一样发生催化反应。
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○酶工程的介绍：酶既可以催化一个反应的正反应，也可以催化其逆反应，但用上述内容就无法解释，而可以用“诱导契合模型”说明之。
所谓的酶工程就是指酶制剂在工业上的大规模生产及利用。
由于美不但广泛存在于动植物组织细胞中，而且也存在于微生物细胞中和他的培养基中，可通过各种理化反应方法把它提取出来，制成纯净的酶制剂，这种酶制剂保存了他的生物催化特性。
不同种类的酶制剂可以借不同种类的微生物来制取。
某些不同种类的微生物热可以生产出同一种酶制剂。
酶工程的主要研究内容有：酶的制备，酶和细胞的固定化，酶反应器的设计和放大，反应条件的设计和优化等。
酶工程的主要任务是：通过预先设计，经过人工操作加以控制，从而大量获得生产实践所需要的酶，并通过各种方法保持酶的稳定性，发挥其最大的催化功能。
酶催化反应的基本步骤：酶制剂得到后，应用酶的固定化技术将酶制剂精制成固态酶（固态），然后将其组装在特殊设计的器件当中（叫做生物反应器）中，利用这种反应器将原料（底物）转化为人类所需要的产品。
例如，将天冬酰胺酶提纯，做成反应器，以富马酸为底物，则可以将富马酸转变成天冬氨酸，转化率达到百分之九十五以上，反应产物几乎是纯品。
酶工程的实质：把酶或细胞直接应用于生物工程和化学工业的反应系统，其特点是转化率高，产品回收和提纯工艺简单，节约能源。
酶工程
(4)便于提高酶制品获得率 由于微生物具有较强 ) 的适应性和应变能力,可以通过适应, 的适应性和应变能力,可以通过适应,诱变等方 法培育出高产量的菌种.另外,结合基因工程, 法培育出高产量的菌种.另外,结合基因工程, 细胞融合等现代化的生物技术手段, 细胞融合等现代化的生物技术手段,可以完全按 照人类的需要使微生物产生出目的酶. 照人类的需要使微生物产生出目的酶. 正是由于微生物发酵生产具有这些独特的优点, 正是由于微生物发酵生产具有这些独特的优点, 因此目前工业上得到的酶, 因此目前工业上得到的酶,绝大多数来自于微生 如淀粉酶类的α一淀粉酶 一淀粉酶, 一淀粉酶 一淀粉酶, 物,如淀粉酶类的 一淀粉酶,β一淀粉酶,葡萄 糖淀粉酶以及异淀粉酶等都是从微生物中生产的. 糖淀粉酶以及异淀粉酶等都是从微生物中生产的.
由米氏方程可知,当反应速度等于最大反应速度一 由米氏方程可知, 半时, 半时,即V = 1/2 Vmax, Km = [S] 上式表示,米氏常数是反应速度为最大值的一半时的 上式表示,米氏常数是反应速度为最大值的一半时的 底物浓度. 底物浓度. 因此,米氏常数的单位为mol/L 因此,米氏常数的单位为mol/L. mol/L. 不同的酶具有不同Km 不同的酶具有不同Km值,它是酶的一个重要的特征 Km值 物理常数. 物理常数. Km值只是在固定的底物 一定的温度和pH条件下, 值只是在固定的底物, pH条件下 Km值只是在固定的底物,一定的温度和pH条件下, 一定的缓冲体系中测定的, 一定的缓冲体系中测定的,不同条件下具有不同的 Km值 Km值. Km值表示酶与底物之间的亲和程度:Km值大表示亲 值表示酶与底物之间的亲和程度 Km值表示酶与底物之间的亲和程度:Km值大表示亲 和程度小,酶的催化活性低; Km值小表示亲和程度 和程度小,酶的催化活性低; Km值小表示亲和程度 酶的催化活性高. 大,酶的催化活性高.
酶工程
酶工程酶的定义及其本质：指一类具有高效率的特异性的生物催化剂。
酶是具有催化活性的：蛋白质(enzyme),核酸(ribozyme),或脱氧核酸(deoxyribozyme).酶工程：它是一项利用酶、含酶细胞器或细胞作为生物催化剂来完成重要化学反应，并将相应底物转化成有用物质的应用型生物高新技术。
1971年，美国，第一届国际酶工程会议，确认：酶工程的核心内容酶的生产与应用主要涉及：①酶的产生；②酶的分离纯化；③酶的固定化；④酶分子的定向改造与修饰；⑤酶生物反应器；⑥酶的应用。
第一章酶的命名和分类国际系统分类法及编号（EC编号）系统编号方法是将每一种酶用4个数字编号，中间以“.”隔开。
第一个数字表示反应性质，分六大类，用1、2、3、4、5、6表示；第二个数字表示亚类，根据底物被作用的基团或键的特点标号；第三个数字表示亚亚类，更精确反应了所催化反应底物或反应物的性质第三个数字表示亚亚类下的个别酶的顺序号，一般按酶的发现先后次序进行排列。
1961年国际酶学委员会（Enzyme Committee, EC）根据酶所催化的反应类型和机理，把酶分成6大类：1氧化还原酶，2转移酶，3水解酶，4裂合酶，5异构酶，6合成酶酶的组成：单纯酶，结合酶（全酶）=酶蛋白+辅助因子辅助因子：辅酶，辅基，金属激活剂（金属离子作为辅助因子）酶的催化专一性主要决定于酶蛋白部分。
辅助因子通常是作为电子，原子或某些化学基团的载体。
酶的分子结构：活性部位和必需基团必需基团：这些基团若经化学修饰使其改变，则酶的活性丧失。
活性部位：酶分子中直接与底物结合，并和酶催化作用直接有关的部位。
(结合基团——专一性，催化基团——催化性质)维持酶的空间结构酶活性中心特点：1）活性中心的某些功能基因是酶的必须基团。
2）活性中心只占酶分子的很小一部分3）酶的活性中心是一个三维实体4）酶的活性中心并不是和底物的形状正好互补的5）酶的活性中心是位于酶分子表面的一个裂缝内6）酶与其专一性底物的结合通过次级键实现的酶催化作用的特点：温和性，专一性，高效性，可调性酶含量的调节（合成和降解），酶活性的调节共价调节；别构调节；（协同效应，同/异促效应）；反/前馈调节；激素调节；同工酶调节第二节酶反应动力学1. 酶活力与酶促反应速度酶活力：在一定条件下，酶催化某一反应的反应速度（一般测初速度）。
酶工程最终版
绪论1.何谓酶工程, 试述其重要内容和任务。
酶的生产、改性与应用的技术过程称为酶工程。
酶工程的重要内容涉及: 微生物细胞发酵产酶, 动植物细胞培养产酶, 酶的提取与分离纯化, 酶分子修饰, 酶、细胞、原生质体固定化, 酶非水相催化, 酶定向进化, 酶反映器和酶的应用等。
酶工程的重要任务是通过预先设计, 通过人工操作获得人们所需的酶, 并通过各种方法使酶的催化特性得以改善, 充足发挥其催化功能。
2.酶有哪些显著的催化特性？酶是生物催化剂, 与非酶催化剂相比, 具有专一性强、催化效率高和作用条件温和等显著特点。
3.简述影响酶催化作用的重要因素。
酶的催化作用受到底物浓度、酶浓度、温度、pH、激活剂浓度、克制剂浓度等诸多因素的影响。
5.简述酶活力单位的概念和酶活力的测定方法。
酶活力单位: 在特定条件下（温度可采用25℃, pH等条件均采用最适条件）, 每1min催化1μmol的底物转化为产物的酶量定义为1个酶活力单位, 这个单位称为国际单位（IU）。
在特定条件下, 每秒催化1mol底物转化为产物的酶量定义为1卡特（kat）酶活力的测定方法：振荡测定法, 酶柱测定法, 连续测定法, 固定化酶的比活力测定, 酶结合效率与酶活力回收率的测定, 相对酶活力的测定。
或者测定方法：化学测定法、光学测定法、气体测定法其它.酶的发展历史: 4000数年前的夏禹时代——酿酒技术。
3000数年前的周朝——制造饴糖、食酱等食品。
1833年——佩恩和帕索兹从麦芽的水抽提物中得到淀粉酶。
19世纪中叶——巴斯德对酵母的乙醇发酵进行研究。
192023——米彻利斯和曼吞根据中间产物学说, 推导出米氏方程。
1926年——萨姆纳得到脲酶结晶, 并证明它具有蛋白质的性质。
1960年——雅各和莫诺德提出操纵子学说。
1982年——切克发现核酸类酶。
1983年——阿尔特曼发现核糖核酸酶P的RNA部分M1RNA具有核糖核酸酶P的催化活性。
酶的专一性分为绝对专一性和相对专一性。
酶的人工模拟
三、模拟酶的分类
根据Kirby分类法 单纯酶模型：化学方法通过天然酶活性的模拟来重建和改造酶活性
机理酶模型：通过对酶作用机制诸如识别、结合和过渡态稳定化的
认识
来指导酶模型的设计和合成
单纯合成的酶样化合物：化学合成的具有酶样催化活性的简单
三、模拟酶的分类
按照模拟酶的属性分类 主-客体酶 胶束酶 肽酶 半合成酶 分子印迹酶
用环糊精已成功地模拟了胰凝乳蛋白酶等多种酶。
一、模拟酶
人工酶（artificial enzyme）
人工酶是用人工合成的具有催化活性的多肽或蛋白质。
人工合成的 Glu-Phe-Ala-Glu-Glu-Ala-Ser-Phe 八肽具有溶菌酶的活性 。其活性为天然溶菌酶的50%。
二、模拟酶的理论基础
1. 模拟酶的酶学基础
酶的作用机制 — 过渡态理论 对简化的人工体系中识别、结合和催化的研究
二、模拟酶的理论基础
2. 主-客体化学和超分子化学
主-客体化学：主体和客体在结合部位的空间及电子排列的互补
超分子化学：该分子形成源于底物和受体的结合，这种结合基于非
共价键相互作用，当接受体与络合离子或分子结合形 成稳定的，具有稳定结构和性质的实体，
三、模拟酶的分类
分子印迹酶
通过分子印迹技术可以产生类似于酶的活性中心的空腔，对底 物产生有效的结合作用，并可以在结合部位的空腔内诱导产生催化 基团，并与底物定向排列。
性质：遵循米氏方程，催化活力依赖反应速度常数。
三、模拟酶的分类
生物印迹酶
生物印迹：指以天然的生物材料，如蛋白质和糖类物质为骨架，在其上 进行分子印迹而产生对印迹分子具有特异性识别空腔的过程
三、模拟酶的分类
5. 印迹酶
第五章第四节酶工程简介.doc
第五章第四节酶工程简介教学目标1．知识方面（1）酶工程的概念以及酶制剂的生产和应用的基础知识（知道）。
（2）使学生了解酶工程发展的概况。
（3）一些酶工程与基因工程，细胞工程和发酵工程之间具有相互交叉渗透的关系（知道）。
2．态度观念方面（1）通过酶制剂在人们社会生活中的应用的学习，激发学生学习兴趣，培养学生理论联系实际的科学态度。
（2）通过了解生物工程在世界经济中的重要地位及未来发展前景，增强学生科技是第一生产力的认识。
3．能力方面通过收集有关酶制剂在社会生活中的应用情况的资料、信息，培养学生获取信息的能力。
重点、难点分析1．重点：（1）通过学习使学生了解酶制剂生产中，酶的产生、提取和分离纯化，加工等生产过程及其简单原理是本节教学的重点之一。
（2）通过讨论引导学生了解酶工程与基因工程、细胞工程、发酵工程之间，具有相互交叉渗透的关系也是本节的教学重点内容。
2．难点：（1）酶制剂生产中诸如酶的提取、固定化等原理，由于涉及到很多其他学科的知识，学生较难理解。
因此，生产酶制剂的原理是本节的教学难点。
（2）酶制剂的应用中诸如尿糖试纸、酶传感器等的原理比较抽象，学生也很难理解，因此，酶制剂的应用及其原理也是教学难点。
教学模式启发讲解与学生讨论相结合。
教学手段酶制剂的标本，投影片等。
课时安排一课时。
设计思路1．前期知识准备：（1）酶的概念及特性。
（2）酶的种类：胞内酶、胞外酶、组成酶、诱导酶。
2．通过对酶在生活中应用实例的讨论使学生了解酶工程的概念。
3．通过教师启发讲解使学生了解酶制剂的生产、提取和分离纯化以及固定化酶的相关知识。
4．通过事例分析总结出社会生活中酶制剂的用途。
5．通过讨论使学生了解生物工程各分支领域之间的关系。
6. 通过对生物工程未来的畅想使学生加深科学技术是第一生产力的认识。
重点提示1．有关酶工程的资料学生接触的不是很多，可以让学生通过网络下载一些有关酶生产、运用方面的资料，经筛选后印发给大家。
现代生物技术第五章酶工程汇总.
基因工程 转基因动物 转基因植物
基因工程菌
发酵工程
酶 菌体细胞 固定化菌体细胞
酶工程
细胞工程
酶
细胞
酶工程与发酵工程、基因工程、细胞工程的关系
一、酶工程的内容
1.酶工程的分类： （1）化学酶工程：自然酶、化学修饰酶、固 定化酶、化学人工酶的研究和应用。 （2）生物工程酶： ①用基因工程技术大量生产酶（克隆酶）； ②修饰酶基因产生遗传修饰酶（突变酶）； ③设计新酶基因，合成自然界不曾有的酶 （新酶）。
（4）酶分子改造
酶分子改造可以从两个方面进行： (1)用蛋白质工程技术对酶分子结构基因进行 改造，期望获得一级结构和空间结构较为合 理的具有优良特性、高活性的新酶(突变酶)。 (2)用化学法或酶法改造酶蛋白的一级结构， 或者用化学修饰法对酶分子中侧链基团进行 化学修饰．以便改变酶学性质。这类酶在酶 学基础研究上和医药上特别有用。
（9）酶技术的应用
在医学、食品、发酵、纺织、制革、化学分析、氨 基酸合成、有机酸合成、半合成抗生素合成、能源 开发以及环境工程等方面的应用都很广泛。 ①运用酶技术生产有重要价值的产品。 ②利用酶制剂改进生产工艺，提高产品质量和产率， 降低生产成本。
二、酶工程的意义、发展及展望
1.酶工程的研究意义
（6）酶传感器
又称为酶电极。酶电极是由感受器(如固定 化酶)和换能器(如离子选择性电极)所组成的 一种分析装臵，用于测定混合物溶液中某种 物质的浓度，其研究内容包括：酶电极的种 类、结构与原理；酶电极的制备、性质及应 用。
（7）酶反应器
酶反应器是完成酶促反应的装臵。其研究内 容包括：酶反应器的类型及特性；酶反应器 的设计、制造及选择等。
酶工程简介概述
酶
溶液 状态
载体（海藻酸钙、琼脂、 卡拉胶、壳聚糖）
固定化（吸附、共价 结合、交联、包埋）
固定化优点： 稳定性提高，酶易于分离重复使用。
吸附法：使酶被吸附于惰性固体的 表面，或吸附于离子交换剂上。
包埋法：使酶包埋在凝胶的格子中 或聚合物半透膜小胶囊中。
偶联法：使酶通过共价键连接于适 当的不溶于水的载体上 交联法：使酶分子依靠双功能基团 试剂交联聚合成“网状”结构
B 交联反应： 用双功能试剂使酶分子间或分子
内发生交联反应，经过交联后的酶 对热变性和蛋白质水解酶的稳定性 增加。
C 大分子修饰作用：
可溶性高分子化合物如肝素、葡聚糖、聚 乙二醇可修饰酶蛋白的侧链，提高酶的稳 定性，改变酶的一些重要性质。
（2） 固定化酶
酶的固定化是把水溶性酶经物理 （吸附法与包埋法）或化学方法（共 价偶联法与交联法）处理后，使酶与 惰性载体结合或将酶包埋起来成为一 种不溶于水的状态。
酶工程：酶制剂在工业上的大规模生产及应用。
普通酶工程、化学酶工程、生物酶工程
• 普通酶工程— 单纯生物提取 化学酶工程
1、微生物发酵得到粗酶 2、对天然酶进行化学修饰、固定化处理，
利用化学合成等手段来改善酶性能。
（1）化学修饰酶
A 修饰酶的功能基团： 亲核的Ser、Cys、Thr、Lys、His， 亲电的Tyr、Trp 可氧化的Tyr、Trp、Met ——经过修饰的酶稳定性好。
固定化葡萄糖异构酶
葡萄糖
果糖
42%高果糖玉米糖浆：215万吨/年 55%高果糖玉米糖浆：145万吨/年
（3）化学合成酶：
难度大，产品活性低，发展缓慢。
外源基因
生物体中存在的酶基因 克隆酶
酶工程
生产技术流程酶制剂是由微生物产生的生物制品。
酶制剂的生产过程是大规模的生物技术应用过程，由三大工序组成：发酵、提取和造粒。
发酵微生物经过DNA技术的重组，变成高效的特定酶制剂的生产菌。
生产菌在大型不锈钢发酵罐内得到充分的养分和空气，在最适宜的环境中迅速成长，同时产出大量的生物酶。
整个发酵过程由计算机自动控制完成。
发酵所用的原料主要是农产品。
整个发酵过程完全符合GMP的要求。
提取提取过程的主要任务是从发酵液中提取酶，由许多过滤和浓缩步骤完成，包括真空鼓过滤和先进的滤膜过滤。
对于以液体形式出售的酶产品，提取的最后步骤是标准化和稳定化。
整个提取的生产过程完全符合GMP的要求。
造粒在洗涤行业和纺织行业中固体酶(颗粒酶)得到广泛的应用。
造粒生产过程的目的是最终得到自由流动、无粉尘、使用安全方便的固体颗粒产品。
目前本厂采用先进的全自动控制特体流化床生产固体颗粒产品。
本厂生产的酶制剂广泛应用于洗涤剂工业、纺织工业、淀粉制糖工业和酒精工业酶制剂的一般生产工艺如下：菌种室培养→种子罐培养→发酵罐→过滤→膜分离→浓缩→喷雾干燥→固体酶包装当然，酶制剂的品种很多，有糖化酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等等，生产酶制剂的菌种也不同。
因此针对不同的菌种、原料和生产工艺，需要配备适当的设备才能高效可靠地生产。
汇科公司的多种生化反应器专利产品具有适应高粘度、高沉淀性原料，具有高传质性能、低剪切力的特点，能够适应霉菌、放线菌等丝状菌体的酶制剂生产酶制剂在干燥过程中的活力损失是生产过程中的一个棘手的问题，低温干燥是许多酶制剂生产中必须采用的工艺。
发酵工程的内容包括培养基的配制、菌种选育、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯。
关于菌种的选育，讲了三点：从自然界存在的菌种中分离；人工诱变；用细胞工程和基因工程的方法对菌种的遗传特性进行定向改造。
其中，人工诱变是在高中生物必修课基础上讲述的。
关于灭菌，着重说明杂菌污染对发酵工业造成的危害。
第四节 酶工程简介
第四节酶工程简介你用过加酶洗衣粉吗？同一般的洗衣粉相比，加酶洗衣粉中含有蛋白酶和脂肪酶等多种通过微生物生产出来的酶，因此，去除汗渍、奶渍和油污的能力比较强。
我们知道，酶作为一类具有生物催化作用的有机物，是在活细胞内产生的。
那么，人们是怎样通过活细胞获得这些酶并且在生产和生活中使用这些酶的呢？这些都是通过酶工程来实现的。
酶工程是指将酶所具有的生物催化功能，借助工程学的手段，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术。
概括地说，酶工程是由酶制剂的生产和应用两方面组成的。
酶制剂的生产活细胞产生的酶都是水溶性的，人们需要根据不同的使用目的将这些酶制成一定的剂型。
所以说，酶制剂是指含有酶的制品。
酶制剂的剂型可以分为液体和固体两大类。
例如，加酶洗衣粉中的蛋白酶和脂肪酶等，就是颗粒状的固体酶制剂。
酶制剂的生产包括酶的生产、提取、分离纯化和固定化等。
酶的生产、提取和分离纯化酶普遍存在于动物、植物和微生物的体内。
人们最早是从动植物的器官和组织中提取酶的。
例如，从胰脏中提取蛋白酶，从麦芽中提取淀粉酶。
随着酶工程日益广泛的应用，现在，生产酶制剂所需要的酶大都来自微生物，这是因为同植物和动物相比，微生物具有容易培养、繁殖速度快和便于进行大规模生产等优点。
人们提供必要的条件，利用微生物发酵来生产酶的过程，叫做酶的生产。
微生物发酵产生的酶种类很多，但是每种酶在细胞培养液中的浓度都很低，因此需要提取。
根据酶在生物体内存在的部位，可以将酶分为两类：一类是存在于活细胞内的酶，叫做胞内酶；另一类是分泌到细胞外的酶，叫做胞外酶。
胞外酶可以直接从细胞培养液中提取，胞内酶则需要将细胞破碎，然后进行提取。
提取液中含有多种酶细胞的代谢产物和细胞碎片等。
为了从提取液中获得所需要的某一种酶，必须将提取液中其他的物质分离，这叫做酶的分离纯化。
经过分离纯化后得到的酶，活性不能降低，因此，分离纯化必须在适宜的条件下进行。
酶的种类很多，不同的酶需要不同的分离纯化方法。
酶工程
二、酶工程简介由酶学与化学工程、基因工程、微生物学技术相结合而产生的一门新的技术科学。
它从应用目的出发，研究酶的产生、酶的制备与改造、酶反应器以及酶的各方面应用。
（酶的生产、改性与应用的技术过程称为酶工程）分为：化学酶工程与生物酶工程。
1.化学酶工程（初级酶工程）酶化学与化学工程技术相结合的产物。
主要研究内容：酶的制备、酶的分离纯化、酶与细胞的固定化技术、酶分子修饰、酶反应器和酶的应用。
2. 生物酶工程（高级酶工程）在化学酶工程基础上发展起来的、酶学与现代分子生物学技术相结合的产物。
生物酶工程主要研究内容（1）用基因工程技术大量生产酶（克隆酶）（2）用蛋白质工程技术定点改变酶结构基因（突变酶）（3）设计新的酶结构基因，生产自然界从未有过的性能稳定、活性更高的新酶。
当前酶工程的主要任务是：研制分解纤维素和木质素的酶、使低分子有机物聚合的酶、检测用酶、能分解有毒物质的酶及废物综合利用酶。
利用基因工程技术开发新酶品种和提高酶产量。
固定化酶和细胞、固定化多酶体系及辅助因子再生体系，特定生物反应的研究和应用。
用微生物和动植物组织研究生物传感器。
非水系统的反应技术，酶分子的修饰与改造以及酶型高效催化剂的人工合成研究。
一、酶的分类（一）根据酶的化学组成可将酶分为：1.单纯蛋白酶类：只含有蛋白质成分2.结合蛋白酶类（全酶）：含有蛋白成分（酶蛋白）和非蛋白成分（辅助因子）二）根据酶蛋白结构特点可将酶分为单体酶：以一个独立的三级结构为完整生物功能分子的最高结构形式的酶。
寡聚酶：以一个独立的四级结构为完整生物功能分子的最高结构形式的酶。
多酶复合体：由多种酶彼此镶嵌成一个功能完整的具有特定结构的复合体, 它们相互配合依次进行，催化连续的一系列相关反应。
国际酶学委员会（EC）规定，每个酶都有唯一的特定标码，其书写方式是：EC 数字.数字.数字.数字乙醇脱氢酶的编码是： EC1.1.1.1第一个“1”——第1大类，即氧化还原酶类；第二个“1”——第1亚类，供氢体为CHOH；第三个“1”——第1亚亚类，受氢体为NAD+；第四个“1”——在亚亚类中的顺序号。
化学酶工程
O
O
O
白蛋白 NH C CH2CH2C NH 酶 酶 NH2 白蛋白 NH C CH2CH2C O
NO2
第五章 化学酶工程
第一节 酶分子的化学修饰
影响酶化学修饰的因素
分子量的影响 pH对化学修饰的影响 温度的影响 修饰剂与酶的用量之比对修饰效果的影响 反应时间的影响
第五章 化学酶工程
第一节 酶分子的化学修饰
CH3 NCONH 糖肽 NCO
CH3 NCONH NCO
糖肽 酶 NH2
pH9.5
CH3 NCONH
糖肽
NCONH 酶
戊二醛法
糖肽 NH2 + OHC(CH2)3CHO
糖肽 N CH (CH2)3 CHO
糖肽
N
CH
(CH2)3
酶
CHO
NH2
糖肽
N
CH
(CH2)3 CH N
酶
第五章 化学酶工程
具有生物活性的大分子对酶的修饰
第五章 化学酶工程
第一节 酶分子的化学修饰 第二节 模拟酶 第三节 抗体酶 第四节 印迹酶
第五章 化学酶工程
第一节 酶分子的化学修饰
游离酶缺点： 抗原性； 稳定性差； 活性不够高。
第五章 化学酶工程
第一节 酶分子的化学修饰
定义
广义：凡是通过化学的方法和手段或是通过化学反应使酶的分 子结构发生改变的技术或过程，都可称为酶的化学修饰。 狭义：酶的化学修饰则主要是指在较温和的条件下，以可控的 方式使酶同某些化学试剂发生特异反应，从而引起单个氨基酸 残基或其功能基团发生共价的化学改变的过程。
第五章 化学酶工程
第一节 酶分子的化学修饰
酶化学修饰的目的：人为地改变天然酶的一些性质，创造
酶工程简介
一、什么是酶工程酶工程（英语：Enzyme engineering）又称蛋白质工程学，是指工业上有目的的设置一定的反应器和反应条件，利用酶的催化功能，在一定条件下催化化学反应，生产人类需要的产品或服务于其它目的的一门应用技术。
研究酶的产生、酶的制备与改造、酶反应器以及酶的各方面应用。
二、原理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。
三、催化特性（1）高效率：比非催化高108－1020倍；比非酶催化高107－1013倍（2）高度专一性（3）反应条件温和（4）酶催化是可调控的四、主要内容酶作为为一种生物催化剂，已广泛地应用于轻工业的各个生产领域。
近几十年来，随着酶工程不断的技术性突破，在工业、农业、医药卫生、能源开发及环境工程等方面的应用越来越广泛。
食品加工中的应用酶在食品工业中最大的用途是淀粉加工，其次是乳品加工、果汁加工、酶工程烘烤食品及啤酒发酵。
与之有关的各种酶如淀粉酶、葡萄糖异构酶、乳糖酶、凝乳酶、蛋白酶等占酶制剂市场的一半以上。
帮助和促进食物消化的酶成为食品市场发展的主要方向，包括促进蛋白质消化的酶（菠萝蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶等），促进纤维素消化的酶（纤维素酶、聚糖酶等），促进乳糖消化的酶（乳糖酶）和促进脂肪消化的酶（脂肪酶、酯酶）等。
轻化工业中的应用酶工程在轻化工业中的用途主要包括：洗涤剂制造（增强去垢能力）、毛皮工业、明胶制造、胶原纤维制造（粘接剂）牙膏和化妆品的生产、造纸、感光材料生产、废水废物处理和饲料加工等。
医药上的应用重组DNA技术促进了各种有医疗价值的酶的大规模生产。
用于临床的各类酶品种逐渐增加。
酶除了用作常规治疗外，还可作为医学工程的某些组成部分而发挥医疗作用。
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第五章第四节酶工程简介
教学目标
1．知识方面
（1）酶工程的概念以及酶制剂的生产和应用的基础知识（知道）。
（2）使学生了解酶工程发展的概况。
（3）一些酶工程与基因工程，细胞工程和发酵工程之间具有相互交叉渗透的关系
知道）2．态度观念方面
（1）通过酶制剂在人们社会生活中的应用的学习，激发学生学习兴趣，培养学生理论联系实际的科学态度。
（2）通过了解生物工程在世界经济中的重要地位及未来发展前景，增强学生科技是第一生产力的认识。
3．能力方面通过收集有关酶制剂在社会生活中的应用情况的资料、信息，培养学生获取信息的能力。
重点、难点分析
1．重点：
（1）通过学习使学生了解酶制剂生产中，酶的产生、提取和分离纯化，加工等生产过程及其简单原理是本节教学的重点之一。
（2）通过讨论引导学生了解酶工程与基因工程、细胞工程、发酵工程之间，具有相互交叉渗透的关系也是本节的教学重点内容。
2．难点：
（1）酶制剂生产中诸如酶的提取、固定化等原理，由于涉及到很多其他学科的知识，学生较难理解。
因此，生产酶制剂的原理是本节的教学难点。
（2）酶制剂的应用中诸如尿糖试纸、酶传感器等的原理比较抽象，学生也很难理解，因此，酶制剂的应用及其原理也是教学难点。
教学模式
启发讲解与学生讨论相结合。
教学手段
酶制剂的标本，投影片等。
课时安排一课时。
设计思路
1．前期知识准备：
（1）酶的概念及特性。
（2）酶的种类：胞内酶、胞外酶、组成酶、诱导酶。
2．通过对酶在生活中应用实例的讨论使学生了解酶工程的概念。
3．通过教师启发讲解使学生了解酶制剂的生产、提取和分离纯化以及固定化酶的相关知识。
4．通过事例分析总结出社会生活中酶制剂的用途。
5．通过讨论使学生了解生物工程各分支领域之间的关系。
6. 通过对生物工程未来的畅想使学生加深科学技术是第一生产力的认识。
重点提示
1．有关酶工程的资料学生接触的不是很多，可以让学生通过网络下载一些有关酶生产、运用方面的资料，经筛选后印发给大家。
以便学生阅读和讨论；也可指导学生查阅诸如《现代生物技术及其产业化》等书籍，以了解生物工程的最新发展。
2 ．有关酶的生产、提取和分离、纯化及固定化酶，涉及的专业知识比较多。
教师课上没有必要讲得大多、太深，但可以把一些资料提前印发给学生，以供有兴趣的学生参考。
3．对于生物工程各分支领域之间的关系，教师可通过对具体事例的讨论、分析让学生从中体会。
教学过程
一、设疑，引入课题
在我国，每年死于冠心病者约60 万人，死于脑梗塞、脑溢血者约120 万人，约有80％的病例是由于阻止血液流向大脑的凝血块引起而导致突发性死亡的。
最近，天津市轻工学院研究人员从一种根霉中分离出了一种溶血栓的物质——“血栓溶解酶”，对血栓溶解活力很高，而对血细胞无分解作用，即有很强的专一性，用于治疗因血栓而引起的疾病起到了很好的实验效果。
那人们怎样把生物体内的酶提取出来，并应用到社会生活中去呢？这就是我们今天要讨论的“酶工
程”所要达到的目的。
什么是酶工程呢？
教师活动：展示酶工程产品的标本，并做适当介绍（加酶洗衣粉、溶菌酶针剂等）。
加酶洗衣粉，由于把从生物体内提取的蛋白酶、脂肪酶等多种酶加工成了固体酶制剂加入到了洗衣粉中，从而使洗衣粉能更有效地清除衣物上的污渍；溶菌酶制剂，由于加入了从生物体内提取、加工而成的液体溶菌酶制剂，所以对多种细菌有很强的抑制作用，因此，溶菌酶制剂常用于抗菌、消炎。
这些都是酶工程的产品。
由此我们不难看出所谓酶工程就是将酶所具有的生物催化功能，借助工程手段应用于社会生活的一门科学技术。
二、进行新课
我们刚才看到了酶工程的产品——酶制剂有固态的也有液态的，那这些酶制剂是怎样产生的呢？
（一）酶制剂的生产。
我们知道，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，它广泛存在于动植物和微生物的体内。
如猪的胰脏中有蛋白酶，大麦麦芽中有淀粉酶，人们是怎样获取这些酶的呢？通过启发引导和讨论得出如下结论：1．可以采用一定的技术直接从动植物或微生物的组织、细胞中将酶提取出来。
例如：在屠宰厂，可以从家畜胰脏中提取出胰酶；在水果加工厂，可以从菠萝皮中提取出菠萝蛋白酶。
2．可以通过微生物发酵获得所需要的酶。
如果是胞外酶，可以从发酵液中直接提取；如果是细胞内酶，则可将细胞弄碎再经过提取纯化而得到。
3．对已知分子结构的酶，可以用人工合成法获得。
提出问题并启发学生思考：从生物体的细胞或组织中提取出来的酶，能不能直接用于催化化学反应呢？
通过启发讲解使学生了解：提取出来的酶还要经过分离、纯化，再加入适量的稳定剂和填充剂，制成相应的酶制剂后才能用于催化化学反应。
提出问题引导学生思考：酶制剂的生产成本是较高的，很多酶制剂却只能用一次，而且，如果将酶制剂直接用于催化化学反应，反应结束后酶制剂会和反应的产物混合在一起。
酶制剂既不能重复使用，也影响了产物纯度。
怎样才能解决这个难题呢？下面我们就来看看科学家们是如何解决的。
教师活动：出示酶的固定方式示意图，指导学生观察，井作适当的的讲解。
通过启发讲解使学生了解：科学家是通过固定酶来解决酶不能重复使用和影响产物纯度这个难题的。
即将分离纯化后的酶固定到一定的载体上，形成固定化酶。
使用时，将固定的酶投放到反应溶液中，催化反应结束后又能将固定的酶回收。
这样，既可反复使用又不影响反应物纯度。
固定酶的方法：
1．将酶吸附在固体表面上。
2．将酶相互连接起来。
3．将酶包埋在细微网格里。
教师活动：通过小结，概括出酶制剂生产的大致过程。
（二）酶制剂的应用
教师活动：组织学生以“酶制剂在社会生活中的应用”为主题展开讨论，交流收集到的资料、信息、并引导学生通过讨论概括出酶制剂的主要用途。
1．酶制剂可用于治疗疾病。
从曲霉中提取的淀粉酶可用于治疗消化不良、。
溶菌酶可用于抗菌、消炎。
尿激酶可用于治疗血栓病。
2．酶制剂可用于加工生产一些产品。
（1）用于食品加工：果胶酶可用于澄清果酒和果汁。
用木瓜蛋白酶制成的嫩肉粉，可以使肉丝肉片等烹调后吃起来嫩滑可口。
（2）用于生产一些药品：青霉素酞化酶可用于生产氨卞青霉素。
3．酶制剂可用于化验诊断和水质监测。
有关这部分内容的讨论，教师可以先做如下的演示实验：在几条尿糖试纸上分别滴上两滴不同浓度的葡萄糖溶液。
并让学生对比几条试纸上所出现的不同颜色。
再通过启发讲解使学生了解尿糖试纸中葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶用于检测尿糖的原理。
由此可以看茁，葡萄糖的量不同产生的氧气量则不同。
进而，氧化而成的颜色也就不同。
以上述的原理为依托启发学生理解尿糖快速测试仪——酶传感器的原理：不同浓度的葡萄糖，在固定化酶膜上的葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶的作用下产生不同浓度的氧气。
再通过变换器，将氧气的变化量转换成电信号在显示器上反映出来。
这样，就可以快速检测出尿液中
尿糖的含量。
再通过启发、讲解使学生理解：用不同的固定化酶可以制成不同类型的传感器，
用于化验 和检测。
例如：科学家利用固定化多酚氧化酶研制成多酚氧化酶传感器。
这种传感器可以快
速检测出水中质量分数仅有百万分之二的酚。
4 •酶制剂可用于生物工程其他分支领域。
通过回忆基因工程和细胞工程的相关知识使学生了解：基因工程离不开内切酶和连接酶； 植物细胞工程中体细胞杂交离不开纤维素酶和果胶酶；
动物细胞的培养过程中，防止细胞黏 连离不开胰蛋白酶。
这些酶都是用酶工程的方法来生产的。
（三）各分支领域之间的关系
提出问题：至U 现在为止，我们先后讨论了基因工程、发酵工程、细胞工程、酶工程，那么 生物工程中的这些分支之间存在着怎样的联系呢？
教师活动：组织学生以用大肠杆菌通过发酵工程生产人的胰岛素的过程为例，
就前面所提 问题展开讨论。
通过讨论使学生理解：人们要想获得某些生物工程产品，
往往要用基因工程和细胞工程的 方法首先对物种进行定向的改造， 再通过发酵工程的方式来实现人们的愿望。
而基因工程和 细胞工程中所需的酶往往要靠酶工程来获得。
当然，酶工程中酶的生产一般也需要通过微生
物发酵的方法来进行。
在此基础上概括出生物工程各分支领域的相互关系：既相互独立，又有错综复杂的联系。
在生物工程的研究，开发和产业化过程中要靠彼此合作来实现。
随着生物工程的发展，各分 支领域的界限会趋于模糊，相互交叉渗透，高度结合的趋势会越来越明显。
最后教师以生物工程的现在和未来”为题让学生展开讨论，通过讨论使学生了解生物工 程在当今世界的发展现状和未来的发展趋势， 以及在世界经济中的重要地位， 加深科技是第 一生产力的认识。
从而激发学生的创造欲望和学习兴趣。
板书设计
第四节酶工程简介
一、酶制剂的生产
*道接利用
•固定化酶
二、酶制剂的应用
1用于治疗疾病
3 •用于化验诊断和水质监测 2 •用于加工和生产产品
4 •用于生物工程其他分支领域
三、生物工程各分支领域之间的关系：略 酶制剂
固体
液体。