Chapter 5 Immobilized enzvme and cell 固定化酶和细胞 制作:郑穗平
Chapter 5 Immobilized Enzyme and Cell 固定化酶和细胞 制作：郑穗平
酶应用过程中的一些不足 ●酶的稳定性较差:除了某些耐高温的酶,如α-淀粉酶、Taq酶等;和 胃蛋白酶等可以耐受较低的p条件以外,大多数的酶在高温、强酸、 强碱和重金属离子等外界因素影响下,都容易变性失活。 酶的一次性使用:酶一般都是在溶液中与底物反应,这样酶在反应系 统中,与底物和产物混在一起,反应结束后,即使酶仍有很高的活力, 也难于回收利用。这种一次性使用酶的方式,不仅使生产成本提高, 而且难于连续化生产。 ●产物的分离纯化较困难:酶反应后成为杂质与产物混在一起,无疑给 产物的进一步的分离纯化带来一定的困难 固定化技术
酶应用过程中的一些不足 l 酶的稳定性较差：除了某些耐高温的酶，如α-淀粉酶、Taq酶等；和 胃蛋白酶等可以耐受较低的pH条件以外，大多数的酶在高温、强酸、 强碱和重金属离子等外界因素影响下，都容易变性失活。 l 酶的一次性使用：酶一般都是在溶液中与底物反应，这样酶在反应系 统中，与底物和产物混在一起，反应结束后，即使酶仍有很高的活力， 也难于回收利用。这种一次性使用酶的方式，不仅使生产成本提高， 而且难于连续化生产。 l 产物的分离纯化较困难：酶反应后成为杂质与产物混在一起，无疑给 产物的进一步的分离纯化带来一定的困难。 固定化技术
Contents of chapter 5 G〉1、什么是固定化技术和固定化酶 o0〉2、固定化酶的研究历史 >Go〉3、酶的固定化技术 >G0〉4、固定化酶的特点 Go>5、固定化酶的应用 6、细胞、原生质体的固定化,自学
Contents of chapter 5 1、什么是固定化技术和固定化酶 2、固定化酶的研究历史 3、酶的固定化技术 4、固定化酶的特点 Go Go Go Go 6、细胞、原生质体的固定化，自学 Go 5、固定化酶的应用
5.1什么是固定化酶? 水溶性酶水不溶性载体 固定化技术 水不溶性酶 (固定化酶)
5.1 什么是固定化酶？ 水溶性酶 水不溶性载体 水不溶性酶 （固定化酶） 固定化技术
酶的固定化技术和固定化酶 酶 可溶 固定化 问歇 吸附 包埋 交联 化学偶联 间歇 连续
化学偶联 酶 固定化 间歇 可溶 吸附 包埋 交联 间歇 连续 酶的固定化技术和固定化酶
固定化酶:经提取和分离纯化后的酶 固定化菌体(死细胞):含酶菌体或菌体碎片 固定化细胞:在一定的空间范围内进 行生命活动的细胞
固定化酶：经提取和分离纯化后的酶 固定化菌体(死细胞)：含酶菌体或菌体碎片 固定化细胞：在一定的空间范围内进 行生命活动的细胞
●优点: 不溶于水,易于与产物分离 2.可反复使用 3.可连续化生产; 4.稳定性好。 ●缺点: 固定化过程中往往会引起酶的失活
l 优点： 1.不溶于水，易于与产物分离； 2.可反复使用； 3.可连续化生产； 4.稳定性好。 l 缺点： 固定化过程中往往会引起酶的失活 本章 目录
5.2固定化酶的研究历史 ●固定化酶的研究从50年代开始,1953年德国的 Grubhofer和 Schleith 采用聚氨基苯乙烯树脂为载体与羧肽酶、淀粉酶、胃蛋白酶、核糖核 酸酶等结合,制成固定化酶 ●60年代后期,固定化技术迅速发展起来。1969年,日本的千烟一郎首 次在工业上生产应用固定化氨基酰化酶从DL-氨基酸连续生产L氨基 酸,实现了酶应用史上的一大变革。 ●在1971年召开的第一次国际酶工程学术会议上,确定固定化酶的统一 英文名称为 Immobilized enzyme
l 固定化酶的研究从50年代开始，1953年德国的 Grubhofer和Schleith 采用聚氨基苯乙烯树脂为载体与羧肽酶、淀粉酶、胃蛋白酶、核糖核 酸酶等结合，制成固定化酶。 l 60年代后期，固定化技术迅速发展起来。1969年，日本的千烟一郎首 次在工业上生产应用固定化氨基酰化酶从DL-氨基酸连续生产L-氨基 酸，实现了酶应用史上的一大变革。 l 在1971年召开的第一次国际酶工程学术会议上，确定固定化酶的统一 英文名称为Immobilized enzyme。 5.2 固定化酶的研究历史
●随着固定化技术的发展,出现固定化菌体。1973年,日本首次在 工业上应用固定化大肠杆菌菌体中的天门冬氨酸酶,由反丁烯二酸 连续生产L天门冬氨酸 ●在固定化酶和固定化菌体的基础上,70年代后期出现了固定化细胞 技术。1976年,法国首次用固定化酵母细胞生产啤酒和酒精, 1978年日本用固定化枯草杆菌生产淀粉酶,开始了用固定化细胞生 产酶的先例 ●1982年,日本首次研究用固定化原生质体生产谷氨酸,取得进展 固定化原生质体由于解除了细胞壁的障碍,更有利于胞内物质的分 泌,这为胞内酶生产技术路线的变革提供了新的方向
l 随着固定化技术的发展，出现固定化菌体 。1973年，日本首次在 工业上应用固定化大肠杆菌菌体中的天门冬氨酸酶，由反丁烯二酸 连续生产L-天门冬氨酸。 l 在固定化酶和固定化菌体的基础上，70年代后期出现了固定化细胞 技术。 1976年，法国首次用固定化酵母细胞生产啤酒和酒精， 1978年日本用固定化枯草杆菌生产淀粉酶，开始了用固定化细胞生 产酶的先例。 l 1982年，日本首次研究用固定化原生质体生产谷氨酸，取得进展。 固定化原生质体由于解除了细胞壁的障碍，更有利于胞内物质的分 泌，这为胞内酶生产技术路线的变革提供了新的方向。 本章 目录
5.3酶固定化技术 固定化酶操作的注意事项 活性中心:保护酶的催化作用,并使酶的活性中心的氨基酸基团 固有的高级结构不受到损害,在制备固定化酶时,需要在非常j 密的条件下进行。 功能基团:如游离的氨基、羧基、半胱氨酸的巯基、组氨酸的咪 唑基、酪氨酸的酚基、丝氨酸和苏氨酸的羟基等,当这些功能基 团位于酶的活性中心时,要求不参与酶的固定化结合 ●酶的高级结构:要避免用高温、强酸、强碱等处理,而且有机溶 剂、高浓度的盐也会使酶变性、失活,因此,操作应尽量在非常 温和的条件下进行
5.3 酶固定化技术 l 活性中心：保护酶的催化作用，并使酶的活性中心的氨基酸基团 固有的高级结构不受到损害，在制备固定化酶时，需要在非常严 密的条件下进行。 l 功能基团：如游离的氨基、羧基、半胱氨酸的巯基、组氨酸的咪 唑基、酪氨酸的酚基、丝氨酸和苏氨酸的羟基等，当这些功能基 团位于酶的活性中心时，要求不参与酶的固定化结合 l 酶的高级结构：要避免用高温、强酸、强碱等处理，而且有机溶 剂、高浓度的盐也会使酶变性、失活，因此，操作应尽量在非常 温和的条件下进行。 固定化酶操作的注意事项