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（一）新酶的研究与开发
2.抗体酶（Abzyme)
是一种具有催化功能的抗体分子，在其可 变区（V区）赋予了酶的催化活性。
从原理上讲，只要能找到合适的过渡态类 似物，几乎可以为任何化学反应提供全新 的蛋白质催化剂，即抗体酶。
应用：抗体酶还可用于酶作用机理的研究、 手性药物的合成和拆分、抗癌药物的制备等。
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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。
50年代以后,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。
酶工程
饰 3 酶的固定化 4 人工合成酶的研究
2. 生物酶工程
1 酶基因的克隆表达 2 酶的遗传修饰 3 酶的遗传设计
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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。 ——酶工程诞生
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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。
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（一）新酶的研究与开发
3.人工模拟酶 人工合成的具有类似酶活性的高聚物。 人工模拟酶在结构上必须具有两个特殊部位，
即一个是底物结合位点，另一个是催化位点 4.杂合酶 是指由来自两种或两种以上的酶的不同结构
片段构建成的新酶。 可以利用高度同源的酶之间的杂交，这种杂
交是通过相关酶同源区间残基或结构的交换 来实现。
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（一）新酶的研究与开发
1.核酶（Ribozyme) 80年代初期，美国科罗拉多大学博尔德分校
的Thomas Cech和美国耶鲁大学的Sidnery Altan各自独立地发现RNA具有生物催化功能. 从而改变了生物催化剂的传统概念。 应用：根据病毒基因组的全部序列，就可以 设计并合成出防治由这些病毒引起的疾病的 核酶。还可以用作研究核酸图谱和基因表达 的工具等其他方面的应用
第一节 酶工程的概述
一．酶工程的概念： 二．酶学研究简史 三. 酶工程的应用简史 四．酶工程的研究内容
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一． 概念：
酶工程（ Enzyme Engineering）
从应用目的出发研究酶，在一定的生物反应装置中利用 酶的催化性质，将相应原料转化成有用的物质。是酶学 和工程学相互渗透结合形成的一门新的技术科学，是酶 学、微生物学的基本原理与化学工程有机结合而产生的 边缘科学。
70年代,修饰剂的选用、修饰方法上又有了新 的发展。
此外,对抗体酶,人工酶,模拟酶等方面,以及 酶的应用技术研究 ,在近20年均取得了较大 进展,使酶工程不断向广度和深度发展,显示
退出 出广阔而诱人的前景。
三． 酶工程的研究内容 21世纪酶工程的发展主题
（一）新酶的研究与开发 （二）酶的优化生产 （三）酶的高效应用
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二. 酶学研究简史
1783 意大利的斯巴兰让“老鹰实验” 证明胃具有化学消 化作用。其巧妙设计：将肉块放入小巧的金属笼中，然 后让老鹰把小笼吞下去，这样肉块就可以不受胃的物理 性消化的影响，过一段时间后取出，发现肉块消失。
1833 Payen和Person从麦芽的水抽提物中用酒精沉淀得 到了一种对热不稳定的活性物质，它可促进淀粉水解成 可溶性糖，称其为淀粉酶制剂（diastase)。有人认为他 们首先发现了酶。
（二）酶的优化生产
酶的优化生产是通过各种调控技术使酶的生 产在最优化的条件下进行，以获得更多更好 的酶。
主要包括三方面的优化： 1.培养基的优化 2.培养条件的优化（如培养温度、pH值、溶
氧量等） 3.分离纯化条件的优化
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（三）酶的高效应用
1.酶的固定化 2.酶的分子修饰 3.非水相催化
酶的分子修饰可分为化学修饰和选择性遗传 修饰。
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（三）酶的高效应用
3.非水相催化 1984年，美国麻省理工学院从事非水系统内
酶反应的研究，取得成果，由此产生一个全 新的分支学科－－非水酶学 非水相催化的特点： 大多数有机物在非水系统内溶解度高。 一些在水中不可能进行的反应，有可能在非 水系统内进行。 非水系统内酶的稳定性更好。 退出 在非水系统内酶很容易回收和反复使用。
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（一）新酶的研究与开发
5.端粒酶（Telomerase) 是催化端粒合成和延长的酶。 与细胞的衰老及癌症的发生有很大关系，端
粒能保护真核生物染色体免遭破坏。 正常细胞中的端粒酶活性极低，而肿瘤细胞
中该酶活性很高。 6.极端环境微生物和不可培养微生物的新酶
种 极端环境微生物中酶往往具有特殊的性能。 不可培养微生物是指在实验室内，采用常规 退出 培养方法培养不出的微生物。
1978年,日本的铃木等固定化细胞生产 α 淀粉酶研究成功.所以说,70年代是固定化细 胞技术取得进展的时期.
80年代，固定化细胞已能用于生产胞外酶,因 此,80年代又发展了固定化原生质体技术,排 除了细胞壁这一障碍。
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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。
60年代，用小分子化合物修饰酶分子侧链基 团,使酶性质发生改变;
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（三）酶的高效应用
1.酶的固定化
是指在一定空间内呈闭锁状态存在的酶或细 胞，能连续地进行反应，反应后的酶可以回 收重复使用。
在大多数情况下，酶固定化以后活性会降低， 但由于可以重复使用，因此该技术能降低成 本，提高经济效益。
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（三）酶的高效应用
2.酶的分子修饰
酶有稳定性差、活力不够理想及具有抗原性 等缺点，这些不足使酶的应用受到限制，为 此常需要对酶进行适当分子修饰，以改善酶 的性能。