高三生物-细胞工程简介.ppt

酶工程 酶工程即利用酶的催化作用，在一定的生物反应器中，将相应的原料转化成所需的产品。酶工程是现代酶学理论与化工技术的交叉技术，它的应用主要集中于食品工业、轻工业和医药工业等领域。 酶工程的应用范围 （1）对生物宝库中存在天然酶的开发和生产； （2）自然酶的分离纯化及鉴定技术； （3）酶的固定化技术（酶和细胞固定化）； （4）酶反应器的研制和应用； （5）与其他生物技术领域的交叉和渗透。 其中固定化酶技术是酶工程的核心。实际上有了酶的固定化技术，酶在工业生产中的利用价值才真正得以体现。?   霉菌 最初的商品酶制剂主要以动植物为原料提取，如从牛胃中提取凝乳酶、从胰脏中提取胰酶、从血液中提取凝血酶、从植物材料中提取淀粉酶等。 之后，Takamine利用霉菌来生产淀粉酶使得酶制剂工业取得突破，其方法至今仍被采用 第二次世界大战以后，随着微生物培养技术、发酵工业和设备的渐渐完善，利用微生物来获得商品化酶制剂已形成规模化产业，并开辟了广阔的市场。  20世纪90年代，随着基因工程的广泛介入，一些原来只能由动物或植物生产的酶，经过酶基因重组，可以在微生物上表达。由于在发酵过程中很容易对微生物进行控制，因此 “基因工程＋发酵工艺＋先进的发酵设备”可以算是酶工业的又一次飞跃。  霉菌 微生物酶的开发 一、应用微生物来开发酶的优点： (1)微生物生长繁殖快，生活周期短。因此，用微生物来生产酶产品，生产能力（发酵）几乎可以不受限制地扩大，能够满足迅速扩张的市场需求。 (2)微生物种类繁多，它们散布于整个地球的各个角落，而且在不同的环境下生存的微生物都有其完全不同的代谢方式，能分解利用不同的底物。 (3)这一特征就为微生物酶品种的多样性提供了物质基础。 (4)特别是当基因工程介入时，动植物细胞中存在地酶，几乎都能够利用微生物细胞获得。 因此，有计划和仔细地筛选微生物菌种，通常可以获得能够生产几乎任何一种酶的适当细胞。 微生物酶开发的一般程序 (一) 样品的采集 采样的目的、采样地点、采样方法及采样的数量。 (二) 菌种的分离 培养基的确定、培养条件的确定 (三) 菌种的初筛 (1)用简单的定性反应进行初筛； (2)在最初分离阶段就给予特殊的培养基或培养条件，进而让目的菌株得以繁 殖，尽可能地把只成为目的菌的菌株或只将其最适菌株的一株纯化分离。 (四) 菌种的复筛 初筛之后，还要进行复筛。复筛的目的是在初筛的基础上，筛选产酶量高、性能更符合生产要求的菌种。复筛。 酶活的测定方法的建立尤其重要。 (五) 对复筛获得菌株的要求 (1)不是致病菌； (2)菌株不易变易退化； (3)不易感染噬菌体； (4)微生物产酶量高； (5)酶的性质符合应用的需要，而且最好是胞外酶； (6)产生的酶便于分离和提取，得率高； (7)微生物培养营养要求低。 微生物酶的应用1、蛋白酶: 洗毛工艺中蛋白酶的应用 　生产中经常会发现,洗净毛色泽黯沉,影响后加工的质量和成品的色光。国内外学者研究发现,原毛表面除了含有羊毛脂、羊汗、土杂、草屑污染物外,还存在另一种蛋白质污染物(PCL),它的残存使洗净毛色泽黯沉,采用传统的洗毛方法很难完全去除。为洗除羊毛表面的蛋白质污染物,在洗毛工艺中应用AS1398 中性枯草杆菌蛋白酶,采用二步法洗毛,先使用合成洗涤剂601 洗去羊毛脂、羊汗、土杂,再利用蛋白酶洗去蛋白质污染物,提高洗净毛的质量。 控制蛋白酶治疗疾病 蛋白酶对冠状病毒的复制起着重要的控制作用，因此如果可以有效抑制住蛋白酶的活性，那么就可以控制住病毒在体内的传播，一种名为“AG7088”的药物在改良后可用于治疗SARS。该药物用于治疗鼻病毒（rhinovirus）引起的普通感冒，而控制这种病毒复制的蛋白酶与SARS冠状病毒蛋白酶结构非常相似。科学家认为，AG7088这种正处于临床试验阶段的药物，虽然不能直接抑制SARS冠状病毒蛋白酶，但鉴于两种蛋白酶的相似性，这一药物在经过改良后抑制SARS病毒蛋白酶的活动，从而成为对付SARS的良药。 2、脂肪酶 　 广泛用于化妆品、食品、医药、洗涤剂工业中的生物表面活性剂：包括脂肪酸单甘油酯、脂肪酸糖酯、聚甘油脂肪酸酯和长链脂肪酸蜡酯。 传统化学法以碱为催化剂在高温下进行, 不仅能耗高且产品纯度低。脂肪酶作为一种天然生物催化剂,