多酶固定化研究的开题报告.doc

多酶固定化研究的开题报告 1多酶固定化选题的依据和意义 1.1 酶的固定化 酶的固定化是通过将酶包埋于凝胶、微囊体内，或通过共价键、离子键或吸附连接至固相载体上，或通过交联剂使酶分子互相交联等方法使酶不溶或局限在一个有限的空间内的过程。可使酶反复使用，便于酶与产物分离[1-3]。与游离酶相比固定化酶在保持其高效、专一及温和的酶催化反应特性的同时又克服了游离酶的不足之处，呈现储存稳定性高、分离回收容易、可多次重复使用、操作连续可控、工艺简便等优点。固定化酶的研究在化学、生物学、生物工程医学及生命科学等领域异常活跃，其主要应于以下四个方面：第一，用于分析和医学应用方面；第二，用于提纯蛋白质和酶；第三，固相蛋白质化学研究的基本手段；第四，控制蛋白质药物的释放。 近代工业化利用始于1969年固定化氨基酰化酶的应用。利用固定化技术，解决了酶应用过程中的很多问题，为酶的应用开辟了新的前景。如可使所使用的酶、细胞能反复使用，使产物分离提取容易，并在生产工艺上可以实现连续化和自动化，故在20世纪70年代后得到迅速发展 。其新的功能和新的应用正在迅速不断地扩展，是一项研究领域宽广、应用前景极为引人瞩目的新研究领域和新技术。 酶具有比较高的选择性、很好的催化效率、反应条件相对温和等优点。但自由酶对所处的环境非常敏感，酶蛋白容易变性，从而降低甚至丧失其活性。同时，自由酶反应后难与底物和产物分离，不仅影响反应产物的纯度，而且酶很难重复使用，这在很大程度上限制了酶的应用。将游离酶制成固定化酶可以克服以上的不足，酶的固定化方法有许多，主要有吸附法、包埋法、共价偶联法、交联法等，针对不同的酶，不同的载体，需要不同的方法，有时还需要将几种方法联合使用[4-10]。 多酶体系固定化 多酶体系共固定和共反应已成为一个活跃的研究领域，是酶工程领域的前沿之一。固定化酶技术不仅能节约酶的成本，提高酶的使用稳定性，简化后续分离步骤，更可以通过将几种酶进行联合固定化以实现多酶体系的协同反应，在反应过程中减小酶与底物的作用范围，增大酶周围的反应物浓度，提高反应的效率。 1.3蛋白酶 蛋白酶广泛存在于动物内脏、植物茎叶、果实和微生物中。微生物蛋白酶，主要由霉菌、细菌，其次由酵母、放线菌生产。蛋白酶可用于蚕丝脱胶、肉类嫩化、酒类澄清。临床上可作药用，如用胃蛋白酶治疗消化不良，用酸性蛋白酶治疗支气管炎，用惮性蛋白酶治疗脉管炎以及用胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶对外科化脓性创口的净化及胸腔间浆膜粘连的治疗。加酶洗衣粉是洗涤剂中的新产品，含碱性蛋白酶，能去除衣物上的血渍和蛋白污物。蛋白质的水解需要内切酶和外切酶的共同参与。内切蛋白酶只能将蛋白质水解为多肽，外切肽酶是从肽链的N端或C端水解多肽为氨基酸。其中，从N端水解的肽酶是氨肽酶，从C端水解的是羧肽酶。水解蛋白时，仅有内切酶与外切酶共同作用才能得到高水解度的复合氨基酸液。 1.4中性蛋白酶 中性蛋白酶是由枯草芽孢杆菌经发酵提取而得的，属于一种内切酶，可用于各种蛋白质水解处理。在一定温度、PH值下，本品能将大分子蛋白质水解为氨基酸等产物。可广泛应用于动植物蛋白的水解，制取生产高级调味品和食品营养强化剂的HAP和HVP，此外还可用于皮革脱毛、软化、羊毛丝绸脱胶等加工。利用中性蛋白酶的酶促反应，可把动植物的大分子蛋白质水解成小分子肽或氨基酸，以利于蛋白质的有效吸收和利用，其水解液AN%高，中性蛋白酶能水解大豆分离蛋白成小分子肽，大大提高了大豆分离蛋白的生物效价，使其易为人体消化吸收，同时还提高了溶解，降低了粘度，改善了大豆分离蛋白的功能特性。 1.5碱性蛋白酶 碱性蛋白酶是经细菌原生质体诱变方法造育的2709枯草杆微生物通过深层发酵、提取及精制而成的一种蛋白水解酶，是一种内切酶属于一种丝氨酸脆外高碱性蛋白酶，它能水解蛋白质分子肽链生成多肽或氨基酸，具有较强的分解蛋白质的能力。 1.6蛋白水解物 蛋白水解物HVP或者EVP：HVP酸水解法是国内最常用的水解法，特点是水解迅速彻底，大部分蛋白质水解成L型氨基酸，避免消旋作用。酸水解法生产HVP具有成本低、投资小的特点，是历史最悠久、使用最广泛的生产方法。该法水解温度较高（一般在100?C以上），原料中的碳水化合物脱水成为糠醛类物质及乙酰丙酸等羰基化合物，此外，由于含硫氨基酸（胱氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸等）的分解，产生二甲基硫醚、甲硫醇、硫化氢等含硫化合物，使产品具有一股臭味（俗称分解臭），但由于该法的水解效率较高，目前国内普遍采用该法。而国外则普遍采用蛋白酶催化水解法。 EVP酶水解法温度通常在45~60℃之间，反应时间则从3~48小时不等，水解程度受酶的种类和活力、专一性、pH值、底物浓度、产物浓度、激活剂、抑制剂、水解温度、水解时间等诸多因素的影响。如何以较低的生产成本获得较