生物工程-酶工程

酶的固定化技术
• 载体结合法 • 交联法 • 包埋法 (网格型/微囊型)
酶的几种固定方式示意图
酶的应用
应用于工业生产
例： 加酶洗衣粉
应用于医疗方面
例： 免疫缺乏综合症、苯丙酮尿症 疾病的诊断和监测
应用于环境保护
例： 可生物降解的高分子材料
常用酶制剂
用于治疗疾病： 溶菌酶··抗菌消炎； ·· ·· 尿激酶、链激酶··治疗血栓病 ·· ·· 用于加工和生产一些产品 果胶酶澄清果酒和果汁； 青霉素酰化酶··青霉素··氨苄青霉素 ·· ·· ·· ··
生物工程的特点
• 主要手段：以改造生物的结构和功能为～
特点: • 高效性和经济性 • 清洁和低耗 • 强调技术设计 • 可遗传和可扩散 • 影响人类的伦理道德
酶工程：借助于生物反应装置和工艺过
程来生产人类所需酶产品的现代生物技术。 • 酶工程： • 酶的生产 • 酶的分离纯化 • 酶的固定化 • 酶的应用
• 基因工程是现代生物工程的核心。
细胞工程概念
在细胞水平上，以细胞生物学理论和技 术为基础，结合现代生物工程技术手段以及 其它学科的科学原理和技术，研究、开发和 利用细胞的现代生物技术。
酶工程概念
• 借助于生物反应装置和工艺过程来生产 人类所需酶产品的现代生物技术。
四大工程之间的关系 （图4－1，图4－2）
生物工程
• 应用生命科学理论和工程科学技术手段 • 按照预先设计的蓝图 • 大规模生产人类所需的物质、产品的技
术。
生物工程的主要领域
发酵工程 —— 最早进行的生物工程 基因工程 —— 现代生物工程的核心 细胞工程 —— 生物工程的重要领域 酶工程 —— 得以广泛应用的工程
发酵和发酵工程的概念
• ⑴发酵：微生物的无氧呼吸。 • ⑵发酵工程：是指采用工程技术手段，利 用微生物为人类生产所需产品的一种技术。
用于生物工程其他分支领域
生物工程酶有： 基因工程（限制酶、DNA连接酶） 细胞工程（纤维素酶和果胶酶、胰蛋白酶等）
酶工程的基本过程概括：
用于治疗疾病 制成酶制剂后 直接利用 制成固定化酶 后利用 用于加工和生 产一些产品
酶的生产、提 取和分离纯化
用于化验和水 质监测 用于生物工程 其他分支领域
酶制剂的生产
• 这里所说的产品，包括利用基因工程菌生产人 的胰岛素、干扰素等药品，也包括人们所熟知的利 用酵母菌发酵制造啤酒、果酒，利用乳酸菌发酵制 造奶酪和酸牛奶，利用真菌生产青霉素等
பைடு நூலகம்
基因工程和发酵工程的结合，使发酵工程 进入了现代生物工程领域。
基因工程概念、特点、应用
• ⒈概念：指通过体外DNA重组创造生物新类型， 并获得多肽或蛋白质等基因产品的技术 • ⒉特点：基因工程能够打破种属的界限，在基因 水平上改变生物遗传性，并通过工程化手段为人类 提供有用的产品及服务。 • ⒊应用：如将人的胰岛素基因等导入细菌中，由 细菌生产出人的胰岛素。将一些外源基因导入植物 细胞，培育出诸如抗虫棉花等植物新品种。将人的 有关基因转移到动物细胞，得到诸如含有人干扰素 的羊奶等。另外在基因诊断、基因治疗、基因工程 疫苗、器官移植等方面也展现出广阔的前景。
酶的生产与提纯
• 酶的工业化生产
从动植物的组织和器官中提取
酶制剂的生产
用微生物大规模生产
酶的发酵生产具体步骤
液体深层发酵
常用发酵方法
固体发酵
酶的生产与提纯
• 酶的分离提纯 • 具体步骤：图4－20 • 纯度要求的不同 • 注意保持酶的活力 • 破碎细胞
• 过滤/离心
• 沉淀 • 提纯 • 浓缩 • 产品精制
酶制剂的应用
有葡萄糖氧化酶、 过氧化氢酶、 无色化合物
尿糖试纸
根据尿液中葡萄糖含量的由少到多依次呈现出： 浅蓝、浅绿、棕色、深棕色， 从而大致判断尿糖水平。
酶制剂的应用
用于化验诊断和水质监测
用血糖快速测 试仪化验血糖
酶传感器工作原理示意图