酶工程(Enzyme Engineering))又稱為酶技術。隨著酶學研究的迅速發展,特別是酶套用的推廣,使酶學基本原理與化學工程相結合,從而形成了酶工程.酶工程是酶製劑的大批量生產和套用的技術。它從套用的目的出發,將酶學理論與化學工程相結合研究酶,並在一定的反應裝置中利用酶的催化特性,將原料轉化為產物的一門新技術,就酶工程本身的發展來說,包括下列主要內容:
2.1酶的產生
酶製劑的來源,有微生物、動物和植物,但是,主要的來源是微生物。由於微生物比動植物具有更多的優點,因此, —般選用優良的產酶菌株,通過發酵來產生酶。為了提高發酵液中的酶濃度,選育優良菌株、研製基因工程菌、最佳化發酵條件。工業生產需要特殊性能的新型酶,如耐高溫的α—澱粉酶、耐鹼性的蛋白酶和脂肪酶等,因此,需要研究、開發生產特殊性能新型酶的菌株。
2. 2 酶的製備
酶的分離提純技術是當前生物技術“後處理工藝”的核心。採用各種分離提純技術,從微生物細胞及其發酵液,或動、植物細胞及其培養液中分離提純酶,製成高活性的不同純度的酶製劑,為了使酶製劑更廣泛地套用於國民經濟各個方面,必須提高酶製劑的活性、純度和收率,需要研究新的分離提純技術。
2. 3 酶和細胞固定化
酶和細胞固定化研究是酶工程的中心任務。為了提高酶的穩定性,重複使用酶製劑,擴大酶製劑的套用範圍,採用各種固定化方法對酶進行固定化,製備了固定化酶,如固定化葡萄糖異構酶、固定化氨基醯化酶等,測定固定化酶的各種性
質,並對固定化酶作各方面的套用與開發研究。目前固定化酶仍具有強大的生命力。它受到生物化學、化學工程、微生物、高分子、醫學等各領域的高度重視。
固定化細胞是在固定化酶的基礎發發展起來的。用各種固定化方法對微生物細胞、動物細胞和植物細胞進行固定化,製成各種固定化生物細胞.研究固定化細胞的酶學性質,特別是動力學性質,研究與開發固定化細胞在各方面的套用,是當今酶工程的一個熱門課題。
固定化技術是酶技術現代化的一個重要里程碑,是克服天然酶在工業套用方面的不足之處,而又發揮酶反應特點的突破性技術。可以說沒有固定化技術的開發,就沒有現代的酶技術。
2.4.酶分子改造
又稱為酶分子修飾。為了提高酶的穩定性,降低抗原性,延長藥用菌在機體內的半衰期,採用各種修飾方法對酶分子結構進行改造,以便創造出天然酶所不具備的某些優良特性(如較高的穩定性、無抗原性、抗蛋白酶水解等),甚至於創造出新的酶活性,擴大酶的套用,從而提高酶的套用價值,達到較大的經濟效益和社會效益。
酶分子改造可以從兩個方面進行:
(1)用蛋白質工程技術對酶分子結構基因進行改造,期望獲得一級結構和空間結構較為合理的具有優良特性、高活性的新酶(突變酶)。
(2)用化學法或酶法改造酶蛋白的一級結構,或者用化學修飾法對酶分子中側鏈基團進行化學修飾.以便改變酶學性質。這類酶在酶學基礎研究上和醫藥上特別有用。
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