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酶工程复习资料p

第一章绪论

1．酶：

是具有生物催化功能的生物大分子，分为蛋白类酶和核酸类酶两大类别。

酶的生产：

是指通过各种方法获得人们所需的酶的技术过程，主要包括微生物发酵产酶、动植物培养产酶和酶的提取与分离纯化等。

酶的改性：

是通过各种方法改进酶的催化特性的技术过程，主要包括酶分子修饰、酶的固定化、酶非水相催化和定向进化。

酶的应用：

是通过酶的催化作用获得人们所需的物质或者除去不良物质的技术过程，主要包括酶反应器的选择与设计以及酶在各个领域的应用等

2．酶催化的作用特点：

专一性强、催化效率高和作用条件温和等。

酶的催化作用受到底物浓度、酶浓度、温度、pH值、激活剂浓度、抑制剂浓度等诸多因素的影响。

在酶的应用过程中，必须控制好各种环境条件，以充分发挥酶的催化功能。

3．米氏方程：

V=VmS/Km+S,Km为米氏常数，是酶催化反应速度等于最大反应速度一半时的底物浓度。

抑制剂的影响：

有可逆抑制剂和不可逆抑制剂之分。

不可逆抑制剂与酶分子结合后，抑制剂难于除去，酶活性不能恢复。

可逆抑制剂与酶的结合是可逆的，只要将抑制剂除去，酶酶活力即可恢复。

可逆性抑制作用可以分为竞争性抑制、非竞争性抑制和反竞争性抑制三种。

竞争性抑制：

是指抑制剂和底物竞争与酶分子结合而引起的抑制作用。

抑制的效果强弱与竞争性抑制剂的浓度、底物浓度以及抑制剂和底物与酶的亲和力大小有关，随着底物浓度增加，酶的抑制作用减弱。

特点：

酶催化反应的最大反应速率Vm不变，米氏常数Km增大。

非竞争性抑制：

是指抑制剂与底物分别于酶分子上的不同位点结合而引起酶活性降低的抑制作用。

特点：

最大反应速度Vm减少，米氏常数Km不变。

反竞争性抑制：

在底物与酶分子结合生成中间复合物后，抑制剂再与中间复合物结合而引起的抑制作用称为反竞争性抑制。

特点：

最大反应速度Vm和米氏常数Km同时减少。

4．酶的活力测定

酶活力：

是指在一定条件下，酶所催化的反应初速度。

在外界条件相同的情况下，反应速度越大，意味着酶活力越高。

酶活力测定过程：

反应体系选择、反应条件确定、反应物检测、酶活力计算、偶联酶反应活力测定

酶活力单位：

在特定条件下（温度可采用25℃或其它选用的温度，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。

酶的转换数：

是指每个酶分子每分钟催化底物转化的分子数，即每摩尔酶每分钟催化底物转化为产物的摩尔数。

酶的生产方法：

提出分离法、生物合成法、化学合成法

第二章微生物发酵产酶

酶的发酵生产：

经过预先设计，通过人工操作，利用微生物的生命活动获得所需的酶的技术过程，称为酶的发酵生产。

产酶微生物的特点：

酶的产量高；

产酶稳定性好；

容易培养和管理；

利于酶的分离纯化；

安全可靠、无毒性。

酶的发酵生产方式：

固体培养发酵、液体深层发酵、固定化微生物细胞发酵和固定化微生物原生质体发酵。

酶发酵动力学：

是研究发酵过程中细胞生长效率、产物生成效率、基质消耗速率以及环境因素对这些速率的影响规律的学科。

一、细胞生长动力学

在分批培养过程中，细胞生长一般要经历延迟期、指数生长期、减速期、静止期和衰亡期5个阶段。

1950年，法国莫诺德首先提出了表述微生物细胞生长的动力学，他认为，在培养过程中，细胞生长速率与细胞浓度成正比。

营养物浓度（生长限制基质浓度）和生长速率之间的动力学关系：

Monod模型

µ:

比生长速率（1/h）（specificgrowthrate）

µmax：

最大比生长速率（1/h）

S：

营养物浓度（生长限制基质浓度）克/L

Ks：

莫诺德常数或饱和常数或营养物利用常数克/L，或mol/L

二、产酶动力学

（一）酶生物合成的模式

根据酶的合成与细胞生长之间的关系，可将酶的生物合成分为4种模式，即：

同步合成型、中期合成型、延续合成型、滞后合成型

1.同步合成型：

酶的生物合成与细胞生长同步。

特点：

酶的合成可以诱导，但不受分解代谢物阻遏和反应产物阻遏。

当去除诱导物、细胞进入平衡期后，酶的合成立即停止，表明这类酶所对应的mRNA很不稳定。

2．中期合成型：

酶的合成在细胞生长一段时间后才开始，而在细胞生长进入平衡期以后，酶的合成也随着停止。

特点：

酶的合成受产物的反馈阻遏或分解代谢物阻遏。

所对应的mRNA是不稳定的。

3．延续合成型：

酶的合成在细胞的生长阶段开始，在细胞生长进入平衡期后，酶还可以延续合成较长一段时间。

特点：

可受诱导，一般不受分解代谢物和产物阻遏。

所对应的mRNA相当稳定。

3.滞后合成型：

只有当细胞生长进入平衡期以后，酶才开始合成并大量积累。

许多水解酶的生物合成都属于这一类型。

特点：

受分解代谢物的阻遏作用。

所对应的mRNA稳定性高。

酶生产中最理想的合成模式：

延续合成型：

发酵过程中没有生长期和产酶期的明显差别。

细胞开始生长就有酶的产生，直至细胞生长进入平衡期后，酶还可以继续生成一段时间。

同步合成型：

提高对应的mRNA的稳定性，如降低发酵温度。

滞后合成型：

尽量减少甚至解除分解代谢物阻遏，使酶的合成提早开始。

中期合成型：

要在提高mRNA稳定性以及解除阻遏两方面努力。

酶的发酵工艺条件与控制：

1、培养基

培养基的基本成分五大要素：

碳源、氮源、无机盐、生长因子、水

2、发酵条件及控制：

pH值的控制：

培养基的pH必须控制在一定的范围内，以满足不同类型微生物的生长繁殖或产生代谢产物。

为了维持培养基pH的相对恒定，通常在培养基中加入pH缓冲剂，或在进行工业发酵时补加酸、碱。

通常培养条件：

细菌与放线菌：

pH7~7.5

酵母菌和霉菌：

pH4.5~6范围内生长

细胞发酵产酶的最适pH值与生长最适pH值往往有所不同。

细胞生产某种酶的最适pH值通常接近于该酶催化反应的最适pH值。

温度的控制：

通常在生物学范围内每升高10℃，生长速度就加快一倍，所以温度直接影响酶反应，对于微生物来说，温度直接影响其生长和合成酶。

有些细胞发酵产酶的最适温度与细胞生长最适温度有所不同，而且往往低于生长最适温度。

这是由于在较低的温度条件下，可以提高酶所对应的mRNA的稳定性，增加酶生物合成的延续时间，从而提高酶的产量。

溶解氧的控制

溶解氧：

是指溶解在培养基中的氧气。

在酶的发酵生产过程中，处于不同生长阶段的细胞，其细胞浓度和细胞呼吸强度各不相同，致使耗氧速率有很大的差别。

因此必须根据耗氧量的不同，不断供给适量的溶解氧。

培养液中溶解氧的量，决定于在一定条件下氧气的溶解速度。

溶氧速率与通气量、氧气分压、气液接触时间、气液接触面积以及培养液的性质等有密切关系。

一般说来，通气量越大、氧气分压越高、气液接触时间越长、气液接触面积越大，则溶氧速率越大。

培养液的性质，主要是黏度、气泡、以及温度等对于溶氧速率有明显影响。

控制溶解氧方法：

调节通气量、调节氧的分压、调节气液接触时间、调节气液接触面积、改变培养液的性质

3、提高产酶的措施

（1）添加诱导物

对于诱导酶的发酵生产，在发酵过程中的某个适宜的时机，添加适宜的诱导物，可以显著提高酶的产量。

例如，乳糖诱导β-半乳糖苷酶，纤维二糖诱导纤维素酶，蔗糖甘油单棕榈酸诱导蔗糖酶的生物合成等。

诱导物一般可以分为3类：

酶的作用底物、酶的催化反应产物、作用底物的类似物

（2）控制阻遏物的浓度

阻遏作用根据机理不同，可分为：

产物阻遏和分解代谢物阻遏两种。

1.产物阻遏作用是由酶催化作用的产物或者代谢途径的末端产物引起的阻遏作用。

2.分解代谢物阻遏作用是由分解代谢物（葡萄糖等和其它容易利用的碳源等物质经过分解代谢而产生的物质）引起的阻遏作用。

控制阻遏物的浓度是解除阻遏、提高酶产量的有效措施。

为了减少或者解除分解代谢物阻遏作用，应当控制培养基中葡萄糖等容易利用的碳源的浓度。

采用其他较难利用的碳源，如淀粉等

采用补料、分次流加碳源

添加一定量的环腺苷酸（cAMP）

对于受代谢途径末端产物阻遏的酶，可以通过控制末端产物的浓度的方法使阻遏解除。

（3）添加表面活性剂

表面活性剂可以与细胞膜相互作用，增加细胞的透过性，有利于胞外酶的分泌，从而提高酶的产量。

将适量的非离子型表面活性剂，如吐温（Tween）、特里顿（Triton）等添加到培养基中，可以加速胞外酶的分泌，而使酶的产量增加。

由于离子型表面活性剂对细胞有毒害作用，尤其是季胺型表面活性剂是消毒剂，对细胞的毒性较大，不能在酶的发酵生产中添加到培养基中。

（4）添加产酶促进剂

产酶促进剂是指可以促进产酶、但是作用机理未阐明清楚的物质。

例如，添加一定量的植酸钙镁，可使霉菌蛋白酶或者桔青霉磷酸二酯酶的产量提高1～20倍；添加聚乙烯醇可以提高糖化酶的产量。

产酶促进剂对不同细胞、不同酶的作用效果各不相同，现在还没有规律可循，要通过试验确定所添加的产酶促进剂的种类和浓度。

第四章酶的提取与分离纯化

酶的提取与分离纯化：

是指将酶从细胞或其他含酶原料中提取出来，再与杂质分开，而获得所要求的酶制品的技术过程，主要包括细胞破碎、提取、离心分离等等。

细胞破碎：

是指通过各种方法使细胞外层结构破坏的技术过程。

细胞破碎方法与其原理

分类细胞破碎方法细胞破碎原理

机械破碎法捣碎法通过机械运动产生的剪切力，使组织、细胞

研磨法破碎

匀浆法

物理破碎法温度差破碎法通过各种物理因素的作用，使组织、细胞

压力查破碎法的外层结构破坏，从而使细胞破碎

超声波破碎法

化学破碎法添加有机溶剂通过各种化学试剂对细胞膜的作用，从而使

添加表面活性剂细胞破碎

酶促破碎法自溶法通过细胞本身的酶系或外加酶制剂的催化

外加酶制剂法作用，使外层结构受到破坏，从而使细胞

破碎

酶的提取：

是指在一定的条件下，用适当的溶剂或溶液处理含酶原料，使酶充分溶解到溶剂或溶液中的过程，也称为酶的抽提。

酶提取时首先应根据酶的结构和溶解性质，选择适当的溶剂。

一般说来，极性物质易溶于极性溶剂中，非极性物质易溶于非极性的有机溶剂中，酸性物质易溶于碱性溶剂中，碱性物质易溶于酸性溶剂中。

酶的主要提取方法

提取方法

使用的溶剂或溶液

提取对象

盐溶液提取

0.02～0.5mol/L的盐溶液

用于提取在低浓度盐溶液中溶解度较大的酶

酸溶液提取

PH2～6的水溶液

用于提取在稀酸溶液中溶解度大，且稳定性较好的酶

碱溶液提取

PH8～12的水溶液

用于提取在稀碱溶液中溶解度大且稳定性较好的酶

有机溶剂提取

可与水混溶的有机溶剂

用于提取那些与脂质结合牢固或含有较多非极性基团的酶

从细胞、细胞碎片或其他含酶原料中提取酶的过程受到扩散作用的影响。

提高温度，降低溶液粘度、增加扩散面积、縮短扩散距离，增大浓度差等都有利于提高酶分子的扩散速度，从而增大提取效果。

为了提高酶的提取率并防止酶的变性失活，在提取过程中还要注意控制好温度、pH值等提取条件。

酶的分离方法

1．沉淀分离：

是通过改变某些条件或添加某种物质，使酶的溶解度降低，而从溶液中沉淀析出，与其它溶质分离的技术过程。

沉淀分离的方法

沉淀分离方法

分离原理

盐析沉淀法

利用不同蛋白质在不同的盐浓度条件下溶解度不同的特性，通过在酶液中添加一定浓度的中性盐，使酶或杂质从溶液中析出沉淀，从而使酶与杂质分离

等电点沉淀法

利用两性电解质在等电点时溶解度最低，以及不同的两性电解质有不同的等电点这一特性，通过调节溶液的pH值，使酶或杂质沉淀析出，从而使酶与杂质分离

有机溶剂沉淀法

利用酶与其它杂质在有机溶剂中的溶解度不同，通过添加一定量的某种有机溶剂，使酶或杂质沉淀析出，从而使酶与杂质分离

复合沉淀法

在酶液中加入某些物质，使它与酶形成复合物而沉淀下来，从而使酶与杂质分离

选择性变性沉淀法

选择一定的条件使酶液中存在的某些杂质变性沉淀，而不影响所需的酶，从而使酶与杂质分离

2．离心分离：

是借助于离心机旋转所产生的离心力，使不同大小、不同密度的物质分离的技术过程。

在离心分离时，要根据欲分离物质以及杂质的颗粒大小、密度和特性的不同，选择适当的离心机、离心方法和离心条件。

离心机主要分为常速（低速）离心机、高速离心机和超速离心机。

常速离心机又称为低速离心机,其最大转速在8000r/min以内，相对离心力（RCF）在1×104g以下，在酶的分离纯化过程中，主要用于细胞、细胞碎片和培养基残渣等固形物的分离。

也用于酶的结晶等较大颗粒的分离。

高速离心机的最大转速为（1～2.5）×104r/min，相对离心力达到1×104～1×105g，在酶的分离中主要用于沉淀、细胞碎片和细胞器等的分离。

为了防止高速离心过程中,温度升高而造成酶的变性失活,有些高速离心机装设有冷冻装置,谓之高速冷冻离心机。

超速离心机的最大转速达（2.5～12）×104r/min，相对离心力可以高达5×105g甚至更高。

超速离心主要用于DNA、RNA、蛋白质等生物大分子以及细胞器、病毒等的分离纯化；样品纯度的检测；沉降系数和相对分子质量的测定等。

离心条件的确定：

根据需要选择的离心力、离心时间及离心介质的PH值和温度等条件。

3过滤与膜分离

过滤：

是借助于过滤介质将不同大小、不同形状的物质分离的技术过程。

过滤介质多种多样，常用的有滤纸、滤布、纤维、多孔陶瓷、烧结金属和各种高分子膜等，可以根据需要选用。

过滤的分类及其特性（根据过滤介质截留的物质颗粒大小不同）

类别

截留颗粒大小

截留的主要物质

过滤介质

粗滤

>2μm

酵母、霉菌、动物细胞、植物细胞、固形物等

滤纸、滤布、纤维多孔陶瓷、烧结金属等

微滤

0.2～2μm

细菌、灰尘等

微滤膜、微孔陶瓷

超滤

20Å～0.2μm

病毒、生物大分子等

超滤膜

反渗透

<20Å

生物小分子、盐、离子

反渗透膜

膜分离：

离借助于一定孔径的高分子薄膜，将不同大小、不同形状和不同特性的物质颗粒或分子进行分离的技术称为膜分技术。

膜分离所使用的薄膜主要是由丙烯腈、醋酸纤维素、赛璐玢以及尼龙等高分子聚合物制成的高分子膜。

有时也可以采用动物膜等。

膜分离过程中，薄膜的作用是选择性地让小于其孔径的物质颗粒或分子通过，而把大于其孔径的颗粒截留。

膜的孔径有多种规格可供使用时选择。

四种常用膜分离技术的基本特征

超滤要细看（书本P101）

4．层析分离

层析分离：

是利用混合物中各组分的物理化学性质的差别，使各组分以不同程度分布在两个相中，其中一个相为固定的（称为固定相），另一个相则流过此固定相（称为流动相）并使各组分以不同速度移动，从而达到分离。

层析分离方法

层析方法

分离原理

吸附层析

利用吸附剂对不同物质的吸附力不同而使混合物中各组分分离

分配层析

利用各组分在两相中的分配系数不同，而使各组分分离

离子交换层析

利用离子交换剂上的可解离基团（活性基团）对各种离子的亲和力不同而达到分离目的

凝胶层析

以各种多孔凝胶为固定相，利用流动相中所含各种组分的相对分子质量不同而达到物质分离

亲和层析

利用生物分子与配基之间所具有的专一而又可逆的亲和力，使生物分子分离纯化

层析聚焦

将酶等两性物质的等电点特性与离子交换层析的特性结合在一起，实现组分分离

（1）吸附层析是利用吸附剂对不同物质的吸附力不同而使混合物中各组分分离的方法。

吸附层析是各种层析技术中应用最早的技术。

吸附剂来源丰富、价格低廉、可再生，吸附设备简单。

操作过程：

吸附层析通常采用柱型装置，将吸附剂装在吸附柱中，装置成吸附层析柱。

层析时，欲分离的混合溶液自柱顶加入，当样品液全部进入吸附层析柱后，再加入洗脱剂解吸洗脱。

在洗脱时，层析柱内不断发生解吸、吸附、再解吸、再吸附的过程。

洗脱方法包括溶剂洗脱法、置换洗脱法、前缘洗脱法。

（2）分配层析

分配系数是指一种溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解达到平衡时，该溶质在两项溶剂中的浓度的比值。

在层析条件确定后，层析系数是一常数。

在分配层析中，通常采用一种多孔性固体支持物（如滤纸、硅藻土、纤维素等）吸着一种溶剂为固定相，这种溶剂在层析过程中始终固定在多孔支持物上。

另一种与固定相溶剂互不相溶的溶剂可沿着固定相流动，称为流动相。

当某溶质在流动相的带动流经固定相时，该溶质在两相之间进行连续的动态分配。

分配层析主要有纸上层析、分配薄层层析、分配气相层析等方法。

（3）离子层析

离子交换层析是利用离子交换剂上的可解离基团（活性基团）对各种离子的亲和力不同而达到分离目的的一种层析分离方法。

离子交换剂是含有若干活性基团的不溶性高分子物质。

通过在不溶性高分子物质（母体）上引入若干可解离基团（活性基团）而制成。

按活性基团的性质不同，离子交换剂可以分为阳离子交换剂和阴离子交换剂。

由于酶分子具有两性性质，所以可用阳离子交换剂，也可用阴离子交换剂进行酶的分离纯化。

操作过程：

包括装柱、上柱、洗脱、收集和交换剂再生等步骤。

详细看书本（P110）。

（4）凝胶层析

凝胶层析又称为凝胶过滤，分子排阻层析，分子筛层析等。

是指以各种多孔凝胶为固定相，利用流动相中所含各种组分的相对分子质量不同而达到物质分离的一种层析技术。

原理：

凝胶层析柱中装有多孔凝胶，当含有各种组分的混合溶液流经凝胶层析柱时，大分子物质由于分子直径大，不能进入凝胶的微孔，只能分布于凝胶颗粒的间隙中，以较快的速度流过凝胶柱。

较小的分子能进入凝胶的微孔内，不断地进出于一个个颗粒的微孔内外，这就使小分子物质向下移动的速度比大分子的速度慢，从而使混合溶液中各组分按照相对分子质量由大到小的顺序先后流出层析柱，而达到分离的目的。

操作过程：

包括装柱、上柱、洗脱等过程。

（5）亲和层析

亲和层析是利用生物分子与配基之间所具有的专一而又可逆的亲和力，而使生物分子分离纯化的技术。

酶与底物,酶与竞争性抑制剂,酶与辅助因子,抗原与抗体，酶RNA与互补的RNA分子或片段,RNA与互补的DNA分子或片段等之间，都是具有专一而又可逆亲和力的生物分子对。

故此,亲和层析在酶的分离纯化中有重要应用.

亲和层析种类：

根据欲分离组分与配基的结合特性,亲和层析可以分为：

共价亲和层析、疏水层析、金属离子亲和层析、免疫亲和层析、染料亲和层析、凝集素亲和层析

（6）电泳分离

电泳：

带电粒子在电场中向着与其本身所带电荷相反的电极移动的过程称为电泳。

方法：

电泳方法按其使用的支持体的不同，可以分为：

纸电泳、薄层电泳、薄膜电泳、凝胶电泳、自由电泳、等电聚焦电泳

影响因素：

颗粒在电场中的移动速度主要决定于其本身所带的净电荷量，同时受颗粒形状和颗粒大小的影响。

此外，还受到电场强度、溶液pH值、离子强度及支持体的特性等外界条件的影响。

6、萃取分离

萃取分离是利用物质在两相中的溶解度不同而使其分离的技术。

萃取分离中的两相一般为互不相溶的两个液相。

有时也可采用其它流体。

分类：

按照两相的组成不同，萃取可以分为：

有机溶剂萃取、双水相萃取、超临界萃取、反胶束萃取

双水相萃取：

利用溶质在两个互不相溶的水相中的溶解度不同而达到分离。

各种双水相系统

聚合物P

聚合物Q或盐

聚丙二醇

甲基聚丙二醇，聚乙二醇，聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮，羟丙基葡聚糖，葡聚糖

聚乙二醇

聚乙烯醇，葡聚糖，聚蔗糖

甲基纤维素

羟甲基葡聚糖，葡聚糖

乙基羟乙基纤维素

葡聚糖

羟丙基葡聚糖

葡聚糖

聚蔗糖

葡聚糖

聚乙二醇

硫酸镁，硫酸铵，硫酸钠，甲酸钠，酒石酸钾钠

第五章酶分子修饰

酶分子修饰：

通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变，从而改变酶的催化特性的技术过程称为酶分子修饰。

主要包括金属离子置换修饰、大分子结合修饰、侧链基团修饰、肽链有限水解修饰、核苷酸链有限水解修饰、氨基酸置换修饰、核苷酸置换修饰和酶分子的物理修饰。

酶分子修饰主要研究内容：

1对酶分子的侧链基团，尤其是酶活性中心中的必需基团进行化学修饰，研究酶结构与功能的关系

2通过对酶功能基团的修饰和水不溶性大分子的结合，改造酶性能，增加酶的稳定性

3通过对酶分子内或分子间的交联，或与水不溶性载体的结合制成固定化酶，催化特定的反应

4用化学方法合成新的有机催化剂，使其具有酶活性（模拟酶）

5用分子生物学方法克隆酶或修饰酶基因以产生突变酶，或设计新基因合成自然界不存在的新酶（抗体酶）

大分子结合修饰：

采用水溶性大分子与酶的侧链基团共价结合，使酶分子的空间构象发生改变，从而改变酶的催化特性的方法称为大分子结合修饰。

大分子结合修饰的主要过程：

1．修饰剂的选择大分子结合修饰采用的修饰剂是水溶性大分子，要根据酶分子的结构和修饰剂的特性选择适宜的水溶性大分子。

2．修饰剂的活化作为修饰剂使用的水溶性大分子含有的基团往往不能直接与酶分子的基团进行反应而结合在一起。

在使用之前一般需要经过活化，活化基团才能在一定条件下与酶分子的某侧链基团进行反应。

3．修饰将带有活化基团的大分子修饰剂与经过分离纯化的酶液以一定的比例混合，在一定的温度、PH等条件下反应一段时间，使活化基团与酶分子的某侧链基团以共价键结合，对酶分子进行修饰。

4．分离通过分离方法进行分离，将具有不同修饰度的酶分子分开，从中获得具有较好修饰效果的修饰剂。

大分子结合修饰的作用：

提高酶的催化效率、增加酶的稳定性、降低或消除酶的抗原性等。

侧链基团修饰：

采用一定的方法（一般为化学法）使酶的侧链基团发生改变，从而改变酶的催化特性的修饰方法称为侧链基团修饰。

侧链基团：

组成蛋白质氨基酸残基上的功能团及组成RNA的核苷酸残基的功能团。

主要有氨基、羧基、胍基、巯基、酚基、咪唑基等等。

侧链基团修饰剂：

采用的各种小分子化合物。

20种不同氨基酸的侧链基团中只有极性氨基酸的侧链易被修饰，它们一般具有亲核性。

a

各种氨基酸侧链的修饰剂

氨基酸

侧链基团

修饰剂

Lys

氨基

三硝基苯磺酸，2，4－二硝基氟苯、碘乙酸、碘乙酰胺、丹磺酰氯、亚硝酸

Asp、Glu

羧基

水溶性碳化二亚胺

Arg

胍基

苯乙二醛，1,2－环己二酮、丁二酮

Cys

巯基

碘乙酸、碘乙酰胺、N-乙基马来酰亚胺

二硫键

巯基乙醇、DTT

His

咪唑基

焦碳酸二乙酯、碘乙酸

Tyr

酚羟基

碘、四硝基甲烷

Trp

吲哚基

N-溴代琥珀酰亚胺

物理修饰:

通过各种方法使酶分子的空间构象发生某些改变，从而改变酶的催化特性的方法称为酶分子的物理修饰。

修饰特点：

在于不改变酶的组成单位及其基团，酶分子中的共价键不发生改变，只是在物理因素的作用下，副键发生某些变化和重排，使酶分子的空间构象发生某些改变。

酶分子修饰的应用：

1、在酶学研究的方面的应用：

酶的活性中心研究、酶的空间结构研究、酶的作用机制研究。

2、在医学方面的应用：

降低或者消除酶抗原性、增强医药用酶的稳定性

3、在工业方面的应用：

提高工业用酶的催化效率、增强工业用酶的稳定性、改变酶的动力学特性。

4、在抗体酶研究开发方面的应用

5、在核酸类酶人工改造方面的应用

6、在有机介质酶催化反应中的应用

第六章酶、细胞、原生质体固定化

固定化酶：

是指固定在一定载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶，反应后的酶可以回收重复使用。

固定化酶的优缺点：

优点：

提高酶的催化效率、增加稳定性、多次使用、可以装塔连续反应、纯化简单、提高产物质量、应用范围广

缺点：

首次投入成本高、扩