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第二章 酶(Enzyme) 第二章 酶(Enzyme) 第二章 酶 (Enzyme) 生命是由一系列协调的化学反应来维持，而酶是一切生物 协调的化学反应 化学反应的催化剂。酶工程是当代生物工程的重要组成部分 白色革命－ －生物技术的第三次浪潮－－工业生物技术的 白色革命 时代已经来临 。 酶工程 （enzyme engineering ）是利用酶的催化作用进行物质转 化的技术，是将酶学理论与化工技术、微生物技术结合而形成 的新技术，是借助工程学手段利用酶或细胞、细胞器的特定功 能提供产品的一门科学。 特点：高效，专一，反应条件温和，耗能低，污染小，易操作。 发展经历： 自然酶→固定化酶和细胞→多酶反应器→酶分子进 化及人工酶。 一、酶的概念 1.酶的概念 酶是一类由活性细胞产生的具有催化作用和 高度专一性的特殊蛋白质。简单说，酶是一类由 活性细胞产生的生物催化剂。 酶 天然酶 人工改造酶 动物 植物 微生物 化学的 生物的 粗酶 固定化酶 化学修饰酶 抗体酶 基因工程酶 精制酶 冻干酶粉溶液态酶 酶在疾病诊断方面的应用  胆碱酯酶 肝病时 ,活力下降  酸性磷酸酶 前列腺癌、肝炎、红血球病变时 ,活力升高  碱性磷酸酶 佝偻病、软骨化病、骨瘤、甲状旁腺机能亢进时 ,活力升 高  谷丙转氨酶 肝炎、心肌梗死等 ,活力升高  谷草转氨酶 肝病、心肌梗死等 ,活力升高  碳酸酐酶 坏血病、贫血等 ,活力升高  乳酸脱氢酶 癌症、肝病、心肌梗死 ,活力升高 酶在制药方面的应用  青霉素酰化酶 制造半合成青霉素和头孢霉素  11 - β-羟化酶 制造氢化可的松  β酪氨酸酶α 制造多巴 (L -二羟苯丙氨酸)  L -酪氨酸转氨酶 制造多巴  核糖核酸酶 生产核苷酸类物质  核苷磷酸化酶 生产阿拉伯糖腺嘌呤核苷  蛋白酶和羧肽酶 将猪胰岛素转化为人胰岛素 2.酶催化作用的特点 (1) 酶和一般催化剂的共性：  加快反应速度；  不改变平衡常数；  自身不参与反应。 (2) 酶催化作用特性：  条件温和：常温、常压、pH=7；  高效率：反应速度与不加催化剂相比可提高108 ～ 20 7 13 10 ，与加普通催化剂相比可提高10 ～10 ；  专一性：即酶只能对特定的一种或一类底物起作用，这种专一性是由酶蛋白的立 体结构所决定的。可分为： 绝对专一性：有些酶只作用于一种底物，催化一个反应， 而不作用于任何其它 物质。 相对专一性：这类酶对结构相近的一类底物都有作用。包括键专一性和簇（基团） 专一性。 立体异构专一性：这类酶不能辨别底物不同的立体异构体，只对其中的某一种构 型起作用，而不催化其他异构体。包括旋光异构专一性和几何异构专一性。  易变敏感性：易受各种因素的影响，在活细胞内受到精密严格的调节控制。 温和的反应条件 高度的专一性 酶在体内受到严格调控 如酶浓度的调节、激素调节、反馈调节、抑制 剂和激活剂的调节、别构调节、酶的共价修饰调节、 酶原活化等。 酶的催化活力与辅酶、辅基和金属离子有关 二、酶的化学本质及结构功能特点 1.发展史 (1)酶是蛋白质: 1926年,James Summer由刀豆制出脲酶结晶确立酶是蛋白质的观念， 其具有蛋白质的一切性质。 (2)核酶的发现： 1981～1982年，Thomas R.Cech实