《现代酶工程》PPT课件

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1、酶工程EnzymeEngineering第一章绪论第一章绪论第一节酶的基本概念第二节酶工程发展概况第三节酶的生产方法和应用第一节酶的基本概念一、人们对酶的认识和酶的生物学意义二、酶的催化特性三、酶的分类与命名四、酶活力的测定一、人类对酶的认识及其生物学意义人们对酶的认识最早起源于酿酒、造酱、制饴和治病等生产与生活实践中国我们的祖先在几千年以前就已经开始利用酶：——夏禹时代，人们就会酿酒；——“周礼”上也已有造酱、制饴的记载；——春秋战国时期，已采用曲治疗消化不良等疾病的案例。当然，在那个时代，我们祖先对酶还是缺乏认识。西方随着人们对酿酒发酵过程研究的深入，从19世纪起对酶的认识也逐

2、渐深入。——1810年Jaseph-Lussac发现：酵母可将糖转化为酒精酶的现代史可以追溯到1833年1833年,佩恩(Payen)和帕索兹(Persoz)首先发现酶；1833年,他们在AnnalesdeChemieetdePhysique期刊发表文章文章中,法国化学家AnselmePayen和Jean-FranoisPersoz描述了从大麦的麦芽中分离淀粉酶多聚体的过程，并将之命名为淀粉酶。和麦芽一样，该产物将糊化淀粉转变成糖，主要是麦芽糖。1835年瑞典的JönsJacobBerzelius首次证明了用麦芽提取物可以比硫酸更有效地降解淀粉，并将这一过程称为催化。1836年德

3、国生理学家TheodorSchwann在研究消化过程时，分离出一种在胃内消化蛋白的物质，将它命名为胃蛋白酶。这是第一个从动物组织中提取到的酶。在对酶的认识上还存在着一段长达60年关于酵母的争论1839年，德国化学家JutusvonLiebig建立了一个模型来阐述酵母在发酵过程中的作用。他把在发酵混合液中的酵母看作一个能产生震荡的分解物质：蔗糖原子经过重排，变为酒精和二氧化碳。Liebig首次认为发酵现象是由于酵母细胞中含有发酵酶，是发酵酶催化糖发酵产生酒精。但由于当时科学和技术的限制，他未能从酵母细胞中制备出可催化发酵的无细胞酶制品。而到1858年，法国化学及生物学家LouisPas

4、teur用一系列文章证明发酵仅在活体细胞状态下才会发生——即是与生命相关的现象LouisPasteur视其为一种生理活动。对酵母在发酵过程中作用机理的分歧，引发了Liebig和Pasteur之间的激烈争论。直到Liebig和Pasteur先后于1873年和1895年去世，争论仍未结束。1897年，德国化学家EduardBüchner和HansBüchner（常称Büchner兄弟）发现一种离体酵母提取物可以使酒精发酵，即酵母细胞产生一种酶，这种酶引起发酵。证明离体酵母提取物可以象活体酵母细胞一样将葡萄糖转变为酒精和二氧化碳。换句话说，这一转变并不依赖于酵母细胞，而是依赖于无生命的酶。

5、Buecher兄弟结果的意义——从实验上说明了发酵与细　　　胞的活力无关——表明了酶能够以溶解的、　　　有活性的状态从破碎的细　　　胞中分离出来，——推动了酶的分离以及对酶的理化性质的进一步探讨和研究——促进了各种与生命活动过程有关的酶系统的深入研究至此，Liebig和Pasteur之间的争论就最终得到解决。Büchner兄弟也由此奠定了现代生物化学的基石。从此时开始，人类对具有生物催化的酶有了一个较为清晰的认识1876年，WilliamKuhne提议用新的术语--酶（enzyme）来表示未统一名称的已知的各种酵素。如从活体组织中提取的酵素等。enzyme本身的意思是“

6、在酵母中”，起源于希腊语，其中en表示“在．．．之内"，zyme--表示酵母或酵素此外还有一些划时代的事件：1913年，LeonorMichaelis和MaudMenten提出了描述酶反应速率和底物浓度之间关系的动力学模型；1926年，Sumner第一次从刀豆中提出脲酶结晶，并证明酶具有蛋白质性质；1930年，Northrop分离出结晶的胃蛋白酶、胰蛋白酶及凝乳蛋白酶，并进行了动力学探讨，确立了酶的蛋白质本质。1982年，ThomasR.Cech等发现核糖核酸(RNA)也具有催化活性。酶的生物学意义和应用从微生物到植物再到人，酶是所有有机体体内的组成成分。1酶无所不在！人、动物、植物

7、以及细菌、真菌等微生物的体内都有酶。！酶是自然界的工具，它们剪切、拼接营养物质等。！酶催化所有生物体必需的代谢活动；比如，在胃内，酶将食物消化为极小的颗粒，以易于转化为体内的能量。可以这样说，在生物有机体内每当物质需要由一种形式转化为另一种形式时，酶都可以起催化作用促使反应加速。生命活动生化反应在酶的催化作用下生物体内，组成生命活动的大量生化反应都是在酶的催化作用下得以有序而顺利地进行，进而保证了正常代谢途径的畅通而不发生副反应，几乎所有生物的生