酶工程原理及应用绪论.pptx

酶？ 工程？;;科学问题：;什么是酶工程？;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。 ;;课程概述;课程内容安排;参考书目;第一章 绪 论;一、酶工程发展面临的挑战、机遇;;现代化学工业面临重大的挑战;;生物催化与转化已成为发达国家的重要科技与产业发展战略;医药生物技术;酶工程技术是工业生物技术的核心;工业生物技术发展的共性关键技术平台 — 技术平台为依托;;;生物质加工的重大产品体系;二、酶工程技术发展历史及现状概述;1、酶的发现历史;西方国家19世纪对酿酒发酵过程进行了大量研究。直到1897年，德国巴克纳Buchner兄弟用石???砂磨碎酵母细胞，制备了不含酵母细胞的抽提液，并证明此不含细胞的酵母提取液也能使糖发酵，说明发酵与细胞的活动无关。从而说明了发酵是酶作用的化学本质，为此Buchner获得了1911年诺贝尔化学奖。 1896年,日本的高峰让吉首先从米曲霉中制得高峰淀粉酶,用作消化剂,开创了有目的的进行酶生产和应用的先例。;1878年, 给酶一个统一的名词，叫Enzyme，这个字来自希腊文，其意思“在酵母中”。 后来对酶的作用机理及酶的本质做了深入研究， 1930年，证实酶是一种蛋白质； 80年代初发现了具有催化功能的RNA——核酶(ribozyme)，这一发现打破了酶是蛋白质的传统观念，开辟了酶学研究的新领域， 现已鉴定出4000多种酶，数百种酶已得到结晶，而且每年都有新酶被发现。;1908年,德国的罗姆制得胰酶,用于皮革的软化。 1908年,法国的波伊登(Boidin)制备了细菌淀粉酶,应用于纺织品的退浆。 1911年,美国的华勒斯坦(Wallestein)制得木瓜蛋白酶,用于除去啤酒中的蛋白质浑浊。 此后,酶的生产和应用逐步发展。然而在50年代以前停留在从微生物，动物或植物中提取酶,加以利用阶段.由于当时生产力落后,生产工艺较繁杂,难以进行大规模工业化生产。;1949年,用液体深层培养法进行细菌淀粉酶的发酵生产,揭开了近代酶工业的序幕。随着生化工程的发展,大多数酶制剂的生产已转向微生物流体深层发酵的方法。酶的应用越来越广泛。 50年代：开始了酶固定化研究。1953年德国科学家首先将聚氨基苯乙烯树脂与淀粉酶,胃蛋白酶,羧肽酶和核糖核酸酶等结合,制成了固定化酶。 60年代，是固定化酶技术迅速发展的时期。1969年,日本的千烟一郎首次在工业上应用固定化氨基酰化酶从DL-氨基酸生产L-氨基酸。出现了“酶工程”这个名词来代表有效利用酶的科学技术领域。;1971年第一届国际酶工程学术会议在美国召开,当时的主题即是固定化酶，进一步开展了对微生物细胞固定化的研究。 1973年,千烟一郎首次利用固定化的大肠杆菌细胞生产L-天冬氨酸。 1978年,日本的铃木等固定化细胞生产 α -淀粉酶研究成功. 80年代，固定化细胞已能用于生产胞外酶，同时还发展了固定化原生质体技术。 在酶的固定化技术发展的同时,酶分子修饰技术也取得了进展。;极端酶、抗体酶,人工酶、模拟酶等领域 以蛋白质工程、定点突变、合理设计和定向进化技术为代表的新酶研发 酶的剂型、复配等应用技术研究 大宗酶种的生产工艺改造等;“绿色健康，“酶”力无限 洗涤剂、纺织、淀粉制糖、发酵、酒精、食品（包括果蔬汁、啤酒酿造、谷物食品、蛋白水解、和功能食品以及食用油脂）、饲料、皮革、造纸和化工等工业领域 ; ;Novozymes in China 诺维信在中国;Suzhou Hongda Enzyme Co. Ltd. 苏州宏达制酶有限公司;Novozymes Shenyang Bioprocessing 诺维信沈阳生物加工有限公司;国际市场几种大宗发酵产品产业发展预测;;淀粉酶类与淀粉糖业;青霉素酰化酶与抗生素改造;果汁生产与果胶酶;酶制剂在国外饲料工业中得到不断应用，不仅提高了饲料原料的转化率，也促进了对饲料的消化。;生物抛光是一种用纤维素酶改善纤维素纤维制品表面的整理工艺,以达到持久的抗起毛起球并增加织物的光洁度和柔软度 ;超氧化物歧化酶SOD;溶菌酶;凝血酶;栓溶酶类与心血管疾病;以特殊的酶为靶点开发特异性治疗药物;;三、酶工程技术发展中需要解决的关键问题及思路;酶工程技术体系中存在的问题;问题分析;问题分析;应用系统生物学原理研究生物催化反应体系;工业酶创新仿制的“标杆酶反向生物信息学战略”;生物催化剂的酶工程技术研究;生物催化剂的优化改造及应用;;特定基因;稳定性 活性 有机溶液中的活性 不同的底物的利用 酸碱度 蛋白质的表达