葡萄糖异构酶[知识研究]

让俺好好看看~~~
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中国科学技术大学生命科学学院独家承担国家科委863” 项目“葡萄糖异构酶的蛋白质工程”，经十五年科技攻关 目前已完成葡萄糖异构酶的蛋白质工程改造，获得性质改 良的基因重组葡萄糖异构酶；并利用基因工程方法构建表 达量极高的基因重组链霉菌工业生产菌株。目前已拥有两 项国家专利，同时正在申报“表达突变体酶GIG138P的7 号淀粉酶链霉菌基因工程菌株SM33XZ及其构建方法”的 美国专利。已具备将基因重组葡萄糖异构酶产业化的成熟 的科技条件。项目旨在建立完整的葡萄糖异构酶蛋白质工 程研究系统，利用蛋白质工程技术对葡萄糖异构酶的某些 性质缺陷进行改造，如提高酶热稳定性等，使其更好地应 用于工业生产。项目涉及菌种筛选，基因克隆，基因表达， 基因突变，酶动力学，分子设计，工程菌构建以及酶的固 定化研究等诸多方面。
行转化反应，从而大大加速反应速度，使重组葡萄糖异构酶生产的
果糖浆产量高，质量好，味道鲜美。
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回了 10
五、酶的筛选
酶的提取是指在一定条件下，用适当的溶剂 处理细胞破碎后的含酶原料，使酶充分地溶 解到提取液中的过程。酶的提取方法有盐溶 液提取法、碱溶液提取法和有机溶剂提取法 等。为了提高酶的提取率和防止酶提取后变 性失活，提取过程中必须注意保持适宜的温 度和pH，并且添加适量的保护剂。提取液 中含有多种酶，要想从提取液中分离纯化出 某一种酶，必须根据这种酶的特性，选择适 合的分离纯化方法。
二、葡萄糖异构酶的用途：异构酶的主要用途就 是将葡萄糖异构化成高果糖浆。
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葡萄糖异构酶的优点：味道纯正，
具有较强的保温性，着色性和防腐性；
营养价值较高，可不经消化直接被肠
胃吸收，果糖的代谢不受胰岛素调节，
糖尿病人可以利用。系饮料，糕点等
食品工业的理想用糖。在蜂蜜中含量
最为丰富，它的甜度约为蔗糖的1．2-
在多肽类物质的分离分析研究中，对多肽的
性质、洗脱剂、洗脱条件的研究较多，不同的多 肽分离条件有所不同，特别是洗脱剂的离子强度、 盐浓度等对纯化影响较大。Wu等报道利用离子 交换柱层析法，探讨分离牛碳酸酐异构体和牛血 清白蛋白、鸡血清白蛋白酶的提取条件，获得了 有价值的数据供今后此类物质分离研究。
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第 七 节
葡
萄
糖
异
构
小组成员：周杰 张芬
酶
周伊玲 陈艳梅
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本
参考文献
节
影响
课
酶活的因素
概念和用途
的
框
架
酶活的测定
该酶的特性
葡萄糖异构酶
酶的固定化
产生菌株 及其分布
提取 分离、纯化
国内外的 研究情况
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一、葡萄糖异构酶的概念：也称木糖异构酶，或 简称异构酶它可以催化 D—木糖，D—葡萄糖， 即将D—核糖等醛糖转化为相应的酮糖。由于葡 萄糖异构化对果糖具有重要的经济意义，因此 工业上习惯将D—木糖异构酶称为葡萄糖异构酶。
为葡萄糖异百度文库酶的价格比淀粉贵几十倍，更重要的在于异构酶的性
质和反应条件和淀粉酶不相适应，在调节PH和支队Ca++等离子过程
中增加了工艺流程，从而提高了成本，影响酶的活力和产品的质量。
为此，葡萄糖异构酶的蛋白质过程势在必行。
而我们将葡萄糖异构酶经过改造后，在工艺上可望省略一次离
子交换柱处理，酸咸调节等步骤，并可能在较高温度下（80℃）进
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酶的提取
葡萄糖异构酶主要是胞内酶，可以直接用其菌体，进行反应。提取胞 内酶，首先要破碎细胞 〈破壁、膜〉然后将含有酶活性的部分用过滤 或离心法去除残留细胞和细胞碎片，从而得到澄清溶液。再采用逐步 逐级分离和浓缩等步骤将所得的无细胞提取液纯化。常用破碎处理方法：
◆ 机械破碎法：指利用捣碎机、研磨器或匀浆器等将细胞破碎开来。
A、热稳定性
B、底物专一性
C、 金属离子的影响
亲爱的~想我了 吗？嘿嘿~~
D、最适pH和温度
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四、国内外的研究情况
目前国内许多科研机构和企业正在进行葡萄糖异构酶研究 和应用。在与基础理论研究中有关的基因改造、酶学性质，以 及在遗传育种过程中突变型筛选，都需要一个准确、快速、具 有较高重复性的测定葡萄糖异构酶活的方法。
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我国的果葡糖工业生产现状
我国对a—淀粉酶、葡萄糖淀汾酶和葡萄糖异构酶的研究取得了可喜
的成就。但由于一些因素的影响，我国果葡糖浆的工业尚未形成一
定规模，其主要问题是：
1、 果葡糖生产技术，尤其是酶制剂未完全过。
2、 原料价格过高影响生产成本。
3、 果葡糖浆价格高。
在果葡糖生产的系列酶中，葡萄糖异构酶是关键，这不仅是因
◆ DEAE—FF（离子交换层析的一种， 离子交换树脂为纤维素类）
◆ 透析
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离子交换层析
IEXC可在中性条件下，利用多肽的带电性不 同分离纯化具有生物活性的多肽。其可分为阳离 子柱与阴离子柱两大类，还有一些新型树脂，如 大孔型树脂、均孔型树脂、离子交换纤维素、葡 聚糖凝胶、琼脂糖凝胶树脂等。
萄糖分离开来，将分离出来的葡萄糖再次进
行异构化，并且如此反复多次，最后的混合
物中果糖的含量可以达到70%～90%，这
样的混合物就叫做高果糖浆。
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二、酶的特性
葡萄糖异构酶的生物学性质 葡萄糖异构酶能催化D2葡萄糖至D2果糖的异构化反应, 它是工业上大规模从淀粉制备高果糖浆的关键酶,且该酶 可将木聚糖异构化为木酮糖,再经微生物发酵生产乙醇.
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不同种类的蛋白质在分子大小方面有一定 的差别，用一些简便的方法，使蛋白质混 合物得到初步分离。
1．8倍。目前在全世界范围内，各国
都大力发展果葡糖浆和结晶果糖的生
产。
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果葡糖浆生产过程
淀粉的浆液经过α-淀粉酶的催化作用，
可以形成糊精；糊精经过糖化酶的催化作
用形成葡萄糖；葡萄糖在葡萄糖异构酶的
催化作用下，分子的结构发生变化，这叫做
葡萄糖的异构化。葡萄糖经过异构化，就
形成了果糖。如果把果葡糖浆中的果糖和葡
◆ 物理破碎法：指利用温度差、压力差或超声波等将细胞破碎开来。
◆ 化学破碎法：指利用甲醛、丙酮等有机溶剂或表面活性剂作用于细胞膜， 使细胞膜的结构遭到破坏或透性发生改变。
◆ 酶学破碎法：指选用合适的酶，使细胞壁遭到破坏，进而在低渗溶液中将 原生质体破碎开来。
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葡萄糖异构酶的分离纯化
◆ 分子筛