酶工程学-第十三、十四周固定化题库.ppt

酶工程学 Enzyme Engineering 学习内容 绪论(第一章) 第七章 酶固定化 内容提要 第一节 概述 第二节 固定化酶的性质及其影响因素 第三节 固定化酶的制备 第四节 固定化细胞 第五节 固定化辅酶和原生质体 第六节 酶反应器和固定化酶（细胞）的应用 第一节 概 述 游离酶的缺点： 1.酶的稳定性较差，在温度、pH、和无机离子等外界因素的影响下，容易变性失活。 2.酶一般都是在水溶液中与底物反应，反应结束后酶难以回收。 3.反应结束后，酶成为产物的杂质。 固定化酶： 固定化酶是指固定在载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶。固定化酶既保持了酶的催化特性，又克服了游离酶的不足之处，具有增强稳定性，可反复或连续使用以及易于和反应产物分开等显著特点。直接固定菌体或菌体碎片的，称为固定化菌体或固定化死细胞。 固定化酶的优缺点 多次使用 可以装塔连续反应 优点： 纯化简单 提高产物质量 应用范围广 缺点： 首次投入成本高 大分子底物较困难 第二 节 固定化酶的制备 一、 一般方法及特点 二、 酶的固定化方法 一、 选择方法依据： （1） 酶的性质 （2） 载体的性质 （3） 制备方法的选择 二、 酶的固定化方法 （一） 吸附法 （二）结合法 （三）交联法 （四） 包埋法 （一） 吸附法 1. 物理吸附：利用各种固体吸附剂将酶或含酶菌体吸附在其表面上。 选择载体的原则： （1）要有巨大的比表面积 （2） 要有活泼的表面 （3） 便于装柱进行连续反应。 （二）结合法 离子键结合法 共价键结合法 1. 离子键结合法 概念：通过共价键将酶与载体结合的固定化方法。 常用载体:DEAE-纤维素， DEAE-葡聚糖凝胶 使用注意：pH、离子强度、温度 2. 共价键结合法 概念：通过共价键将酶与载体结合的固定化方法。 可以形成共价键的基团： 游离氨基， 游离羧基， 巯基， 咪唑基， 酚基， 羟基， 甲硫基， 吲哚基，二硫键 常用载体：天然高分子、人工合成的高聚物、无机载体 共价键结合法制备固定化酶的“通式” 首先载体上引进活泼基团 然后活化该活泼基团 最后此活泼基团再与酶分子上某一基团形成共价键 载体活化的方法 A．重氮法 B．叠氮法 C．烷基化反应法 D．硅烷化法 E．溴化氰法 A．重氮法 反应式： 目前在我们国内用的较多的载体： 反应式及原理 B 叠氮法 例：用羧甲基纤维素叠氮衍生物制备固定化胰蛋白酶 步骤如下： C．烷基化反应法 含羟基的载体可用三氯三嗪等多卤代物进行活化，形成含有卤素基团的活化载体。 D．硅烷化法 载体特点： ①机械强度好，表面积大。 ②耐有机溶剂和微生物破坏。载体可以再生，寿命长等。 E ．溴化氰法 本方法主要用溴化氰（CNBr）活化多糖类物质。如纤维素、葡聚糖、琼脂糖等，其中以琼脂糖为载体的占多数（大孔网状结构）。用溴化氰法活化琼脂糖制备得到的固定化酶目前使用很广，特别用作亲和层析，有着良好的性能。 （三） 交联法 定义：借助双功能试剂使酶分子之间发生交联作用，制成网状结构的固定化酶的方法称为交联法。也可用于含酶菌体或菌体碎片的固定化。 1. 交联法常用试剂 戊二醛 己二胺 顺丁烯二酸酐 双偶氮苯 2. 交联法的形式 （四） 包埋法 定义：将酶或含酶菌体包埋在各种多孔载体中，使酶固定化的方法称为包埋法。 1．网格型 定义：将酶或含酶菌体包埋在凝胶细微网格中，制成一定形状的固定化酶，称为网格型包埋法。也称为凝胶包埋法。 2．微囊型包埋法 定义：将酶包埋在各种高分子聚合物制成的小球内，制成固定化酶。由于固定化形成的酶小球直径一般只有几微米至几百微米，所以也称为微囊化法。 微囊化法制备固定化酶有两种方法 界面沉淀法：利用某些高聚物在水相和有机相的界面上溶解度较低而形成的皮膜将酶包埋。 界面聚合法：是用化学手段制备微囊的方法。利用油水界面上发生聚合反应形成聚合体而将酶包裹起来。 第三节 固定化酶的性质及其影响因素 一、 影响固定化酶性质的因素 二、固定化后酶性质的变化 三、 评价固定化酶的指标 一、 影响固定化酶性质的因素 1． 酶本身的变化，主要是由于活性中心的氨基酸残基、高级结构和电荷状态等发