生物催化技术考试总结

第一章绪论工业生物技术定义：在工业规模的消费过程中运用或部分运用生物技术来实现产品的制造，这种技术是运用微生物和生物催化剂来提供产品和效力.中心目的：大规模利用生物体系〔如细胞或酶〕作为催化剂实现物质转化.工业生物技术是生物技术的重要组成部分第一章绪论工业生物技术开展空间提升传统产业生物能源环境生物技术生物资料第一章绪论生物催化〔Biocatalysis)利用酶或有机体〔细胞或细胞器等〕作为催化剂实现化学转化的过程。生物转化〔Biotransformation)氧化-复原酶催化氧化-复原反响。主要包括脱氢酶(dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。如乳酸(Lactate)脱氢酶催化乳酸的脱氢反响。(1)氧化复原酶Oxidoreductase转移酶催化基团转移反响，即将一个底物分子的基团或原子转移到另一个底物的分子上。

例如，谷丙转氨酶催化的氨基转移反响。(2)转移酶Transferase水解酶催化底物的加水分解反响。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反响：(3)水解酶hydrolase裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或原子构成双键的反响及其逆反响。主要包括醛缩酶、水化酶及脱氨酶等。例如，延胡索酸裂合酶催化的反响。(4)裂合酶Lyase异构酶催化各种同分异构体的相互转化，即底物分子内基团或原子的重排过程。

例如，6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反响。(5)异构酶Isomerase合成酶，又称为衔接酶，可以催化C-C、C-O、C-N以及C-S键的构成反响。这类反响必需与ATP分解反响相互偶联。A+B+ATP+H-O-H===AB+ADP+Pi例如，丙酮酸羧化酶催化的反响。丙酮酸+CO2草酰乙酸(6)合成酶LigaseorSynthetase(四)活性部位和必需基团必需基团：这些基团假设经化学修饰使其改动，那么酶的活性丧失。活性部位：酶分子中直接与底物结合，并和酶催化作用直接有关的部位。必需基团活性部位维持酶的空间构造结合基团催化基团专注性催化性质酶作用的专注性构造专注性立体异构专注性族〔基团〕专注性绝对专注性(五)酶作用的专注性族专注性：可作用于一类或一些构造很类似的底物。绝对专注性：只能作用于某一底物。专注性酶的专注性是指在一定的条件下，一种酶只能催化一种或一类构造类似的底物进展某种类型反响的特性。1．绝对专注：只催化一种底物进展快速反响，甚至是立体专注性2相对专注性：一种酶可以催化一类构造类似的底物进展某种一样类型的反响，这种专注性称为相对专注性。基团专注和键专注酶的催化作用遭究竟物浓度、酶浓度、温度、pH值、激活剂浓度、抑制剂浓度等诸多要素的影响。在酶的运用过程中，必需控制好各种环境条件，以充分发扬酶的催化功能。(六)影响酶催化的各种要素底物浓度的影响在底物浓度较低的情况下，酶催化反响速度与底物浓度成正比，反响速度随着底物浓度的添加而加快。当底物浓度到达一定的数值时，反响速度的上升不再与底物浓度成正比，而是逐渐趋向平衡。[S]VVm酶浓度的影响在底物浓度足够高的条件下,酶催化反响速度与酶浓度成正比反响速度酶浓度温度的影响每一种酶的催化反响都有其适宜温度范围和最适温度。在最适温度条件下，酶的催化反响速度到达最大。反响速度温度pH值的影响酶的催化作用与反响液的pH值有很大关系,每一种酶都有其各自的适宜pH值范围和最适pH值。反响速度pH抑制剂的影响酶的抑制剂：使酶的催化活性降低或者丧失的物质。抑制剂有可逆性抑制剂和不可逆抑制剂之分。不可逆抑制剂：与酶分子结合后，抑制剂难于除去，酶活性不能恢复。可逆性抑制剂：与酶的结合是可逆的，只需将抑制剂除去，酶活性即可恢复。根据可逆性抑制造用的机理不同，酶的可逆性抑制造用可以分为竞争性抑制、非竞争性抑制和反竞争性抑制三种。抑制剂的影响竞争性抑制：指抑制剂和底物竞争与酶分子结合而引起的抑制造用。机制：竞争性抑制剂与酶作用底物的构造类似。它与酶分子结合以后，底物分子就不能与酶分子结合，从而对酶的催化起到抑制造用。例如，丙二酸是琥珀酸的构造类似物。丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂。竞争性抑制的特点：是酶催化反响的最大反响速度Vm不变，而米氏常数Km增大。抑制剂的影响非竞争性抑制〔noncompetitiveinhibition〕：指抑制剂与底物分别与酶分子上的不同位点结合，而引起酶活性降低的抑制造用。机制：由于非竞争性抑制剂是与酶的活性中心以外的位点结合，所以，抑制剂的分子构造能够与底物分子的构造毫不相关。添加底物浓度也不能使非竞争性抑制造用逆转。非竞争性抑制的特点：最大反响速度Vm减小，而米氏常数Km不变。抑制剂的影响反竞争性抑制(uncompetitiveinhibition)：在底物与酶分子结合生成中间复合物后，抑制剂再与中间复合物结合而引起的抑制造用。机制：反竞争性抑制剂不能与未结合底物的酶分子结合，只需当底物与酶分子结合以后由于底物的结合引起酶分子构造的某些变化，使抑制剂的结合部位展现出来，抑制剂才干结合并产生抑制造用。所以亦不能经过添加底物浓度使反竞争抑制造用逆转。反竞争性抑制的特点：最大反响速度Vm和米氏常数Km同时减小。激活剂的影响酶的激活剂或活化剂：可以添加酶的催化活性或使酶的催化活性显示出来的物质。常见的激活剂有Ca++、Mg++、Co++、Zn++、Mn++等金属离子和Cl-等无机负离子。例如，氯离子〔Cl-〕是α-淀粉酶的激活剂，钴离子〔Co+2〕和镁离子〔Mg+2〕是葡萄糖异构酶的激活剂等。有的酶也可以作为激活剂，经过激活剂的作用使酶分子的催化活性提高或者使酶的催化活性显示出来。酶的消费方法提取分别法(Extraction)生物合成(Biosynthesis)化学合成(chemicalsynthesis)SOD-bloodPapain-PapayaChymotrypsin-Pancrea……organ/tissue/cellAmylasefromBacillusProteasefromBacillusPhosphatasefromBacillusGlucoamylasefromAspergillus……PlantcellcultureAnimalcellcultureFewexample五大要素：碳源、氮源、无机盐、生长因子、水培育基几乎是一切对微生物进展研讨和利用任务的根底培育基〔medium〕是人工配制的，适宜微生物生长繁衍或产生代谢产物的营养基质。任何培育基都应该具备微生物生长所需求五大营养要素微生物发酵产酶优良的产酶微生物具备的条件：〔1〕酶的产量高；〔2〕产酶稳定性好；〔3〕容易培育和管理；〔4〕利于酶的分别纯化；〔5〕平安可靠、无毒性等。构成细胞物质和代谢产物中氮素〔不能用作能源〕氮源有机氮源蛋白胨、酵母膏、牛肉膏无机氮源铵盐、硝酸盐参与酶的组成、构成酶活性基、激活酶活性维持细胞构造的稳定性调理细胞浸透压控制细胞的氧化复原电位有时可作某些微生物生长的能源物质常用：硫酸盐、磷酸盐、氯化物以及含有钾、钠、钙、镁、铁等元素的化合物。氮源无机盐需求留意适宜的碳氮比实验室的常用培育基：细菌：牛肉膏蛋白胨培育基〔或简称普通肉汤培育基〕；放线菌：高氏1号合成培育基培育；酵母菌：麦芽汁培育基；霉菌：查氏合成培育基；例如枯草芽孢杆菌：普通培育：肉汤培育基或LB培育基；自然转化：根底培育基；察看芽孢：生孢子培育基；产蛋白酶：以玉米粉、黄豆饼粉为主的产酶培育基；1、酶生物合成的方式细胞在一定条件下培育生长，其生长过程普通阅历调整期、生长期、平衡期和衰退期等4个阶段经过分析比较细胞生长与酶产生的关系,可以把酶生物合成的方式分为4种类型。即同步合成型，延续合成型，中期合成型和滞后合成型。同步合成型酶的生物合成与细胞生长同步进展的一种酶生物合成方式。该类型酶的生物合成速度与细胞生长速度严密联络，又称为生长偶联型。属于该合成型的酶，其生物合成伴随着细胞的生长而开场；在细胞进入旺盛生长期时，酶大量生成；当细胞生出息入平衡期后，酶的合成随着停顿。大部分组成酶的生物合成属于同步合成型，有部分诱导酶也按照此种方式进展生物合成。例如米曲霉在含有单宁或者没食子酸的培育基中生长，在单宁或没食子酸的诱导作用下，合成单宁酶〔tanaseEC3.1.1.20〕。影响产酶的环境要素发酵温度、PH、溶氧诱导物阻遏物外表活性剂产酶促进剂的运用延续合成型酶的生物合成在细胞的生长阶段开场，在细胞生出息入平衡期后，酶还可以延续合成一段较长时间。属于该类型的酶可以是组成酶，也可以是诱导酶。例如，在黑曲霉在以半乳糖醛酸或果胶为单一碳源的培育基中培育，可以诱导聚半乳糖醛酸酶〔Polygalacturonase，EC3.2.1.15〕的生物合成。中期合成型该类型的酶在细胞生长一段时间以后才开场，而在细胞生出息入平衡期以后，酶的生物合成也随着停顿。例如，枯草杆菌碱性磷酸酶〔Alkalinephophatase，EC3.1.3.1)的生物合成方式属于中期合成型。这是由于该酶的合成遭到其反响产物无机磷酸的反响阻遏，而磷又是细胞生长所必不可缺的营养物质，培育基中必需有磷的存在。这样，在细胞生长的开场阶段,培育基中的磷阻遏碱性磷酸酶的合成，只需当细胞生长一段时间，培育基中的磷几乎被细胞用完〔低于0.01mmol/L〕以后，该酶才开场大量生成。又由于碱性磷酸酶所对应的mRNA不稳定，其寿命只需30min左右，所以当细胞进入平衡期后，酶的生物合成随着停顿。滞后合成型此类型酶是在细胞生长一段时间或者进入平衡期以后才开场其生物合成并大量积累。又称为非生长偶联型。许多水解酶的生物合成都属于这一类型。属于滞后合成型的酶，之所以要在细胞生长一段时间甚至进入平衡期以后才开场所成，主要缘由是由于遭到培育基中存在的阻遏物的阻遏作用。只需随着细胞的生长，阻遏物几乎被细胞用完而使阻遏解除后，酶才开场大量合成。假设培育基中不存在阻遏物，该酶的合成可以转为延续合成型。该类型酶所对应的mRNA稳定性很好，可以在细胞生出息入平衡期后的相当长的一段时间内，继续进展酶的生物合成。理想的酶合成方式酶所对应的mRNA的稳定性以及培育基中阻遏物的存在是影响酶生物合成方式的主要要素。其中，mRNA稳定性好的，可以在细胞生出息入平衡期以后，继续合成其所对应的酶；mRNA稳定性差的，就随着细胞生出息入平衡期而停顿酶的生物合成；不受培育基中存在的某些物质阻遏的，可以伴随着细胞生长而开场酶的合成；遭到培育基中某些物质阻遏的，那么要在细胞生长一段时间甚至在平衡期后，酶才开场所成并大量积累。在酶的发酵消费中，为了提高产酶率和缩短发酵周期，最理想的合成方式应是延续合成型。由于属于延续合成型的酶，在发酵过程中没有生长期和产酶期的明显差别。细胞一开场生长就有酶产生，直至细胞生出息入平衡期以后，酶还可以继续合成一段较长的时间。对于其他合成方式的酶，可以经过基因工程\细胞工程等先进技术,选育得到优良的菌株,并经过工艺条件的优化控制,使他们的生物合成方式更加接近于延续合成型。回本节2、酶消费过程中细胞生长动力学细胞在控制一定条件的培育基中生长的过程中,其生长速度遭到细胞内外各种要素的影响,变化比较复杂，情况各不一样。细胞生长动力学主要研讨细胞生长速度以及外界环境要素对细胞生长速度影响的规律。1950年，法国的莫诺德(Monod)首先提出了表述微生物细胞生长的动力学方程。在培育过程中，细胞生长速率与细胞浓度成正比假设培育基中只需一种限制性基质，而不存在其他生长限制要素时，μ为这种限制性基质浓度的函数。KS为莫诺德常数，是指比生长速率到达最大比生长速率一半时的限制性基质浓度。回本节莫诺德方程是根本的细胞生长动力学方程。在发酵过程优化以及发酵过程控制方面具有重要的运用价值。不少学者从不同的情况出发或运用不同的方法，对莫诺德方程进展了修正，得出了适用于不同情况的各种动力学模型。延续培育时的方程变化方式3、产酶动力学产酶动力学主要研讨细胞产酶速率以及各种环境要素对产酶速率的影响规律。产酶动力学的研讨可以从整个发酵系统着眼，研讨群体细胞的产酶速率及其影响要素，这称为宏观产酶动力学或这称为非构造动力学。也可以从细胞内部着眼，研讨细胞中酶合成速率及其影响要素，这谓之微观产酶动力学或称为构造动力学。细胞破碎许多酶存在于细胞内。为了提取这些胞内酶，首先需求对细胞进展破碎处置。1〕机械破碎2〕物理破碎3〕化学破碎4〕酶解破碎JY92-IID超声波细胞粉碎机细胞破碎珠高压细胞破碎机DY89-I型电动玻璃匀浆机酶的分别纯化细胞破碎1.机械破碎法◆经过机械运动所产生的剪切力的作用，使细胞破碎的方法称为机械破碎法。◆常用的破碎机械有组织捣碎机，细胞研磨器，匀浆器等。◆机械破碎法分为3种:捣碎法，研磨法和匀浆法。酶的分别纯化细胞破碎2.物理破碎法◆经过温度、压力、声波等各种物理要素的作用，使组织细胞破碎的方法，称为物理破碎法。物理破碎法多用于微生物细胞的破碎。◆常用的物理破碎法方法有温度差破碎法、压力差破碎法、超声波破碎法：(1)温度差破碎法：利用温度的忽然变化，由于热胀冷缩的作用而使细胞破碎的方法称为温度差破碎法。酶的分别纯化2.物理破碎法(2)压力差破碎法：经过压力的忽然变化，使细胞破碎的方法称为压力差破碎法。常用的有高压冲击法、忽然降压法、及浸透压变化法等。(3)超声波破碎法：利用超声波发生器所发出的声波或超声波的作用，使细胞膜产生空穴作用〔cavitation〕而使细胞破碎的方法称为超声波破碎法。酶的分别纯化化学破碎法◆经过各种化学试剂对细胞膜的作用，而使细胞破碎的方法称为化学破碎法。◆常用的化学试剂有甲苯、丙酮、丁醇、氯仿等有机溶剂，和曲通〔Triton〕、吐温〔Tween〕等外表活性剂。酶的分别纯化化学破碎法◆有机溶剂可以使细胞膜的磷脂构造破坏，从而改动细胞膜的透过性，使胞内酶等细胞内物质释放到细胞外。◆外表活性剂可以和细胞膜中的磷脂以及脂蛋白相互作用，使细胞膜构造破坏，从而添加细胞膜的透过性。酶的分别纯化酶促破碎法◆经过细胞本身的酶系或外加酶制剂的催化作用，使细胞外层构造遭到破坏，而到达细胞破碎的方法称为酶促破碎法，或称为酶学破碎法。◆将细胞在一定的pH值和温度条件下保温一段时间，利用细胞本身酶系的作用，使细胞破坏，而使细胞内物质释出的方法，称为自溶法。酶的分别纯化

自溶法效果的好坏取决于温度、pH值、离子强度等自溶条件的选择与控制。

为了防止其他微生物在自溶细胞液中生长，必要时可以添加少量的甲苯、氯仿、叠氮钠等防腐剂。◆根据细胞外层构造的特点，还可以外加适当的酶作用于细胞，使细胞壁破坏，并在低浸透压的溶液中，使细胞破裂。酶的分别方法超临界萃取超临界萃取又称为超临界流体萃取，是利用欲分别物质与杂质在超临界流体中的溶解度不同而到达分别的一种萃取技术。超临界流体〔supercriticalfluid,SF〕是一种物质形状，当物质在超越临界温度及临界压力以上，气体与液体的性质会趋近于类似，最后会达成一个均匀相流表达象。超临界流体类似气体具有可紧缩性，而且又兼具有类似液体的流动性，密度普通都介于0.1到1.0g/ml之间。酶的分别方法4层析分别吸附层析吸附层析是利用吸附剂对不同物质的吸附力不同而使混合物中各组分分别的方法。吸附层析通常采用柱型安装，将吸附剂装在吸附柱中，安装成吸附层析柱。酶的分别方法4层析分别吸附层析层析时，欲分别的混合溶液自柱顶参与，当样品液全部进入吸附层析柱后，再参与洗脱剂解吸洗脱。在洗脱时，层析柱内不断发生解吸、吸附、再解吸、再吸附的过程。酶的分别方法4层析分别吸附层析吸附剂与洗脱剂的选择极性物质容易被极性外表吸附；非极性物质容易被非极性外表吸附；溶液中溶解度越大的物质越难被吸附。无机吸附剂和有机吸附剂。吸附剂通常由一些化学性质不活泼的多孔资料制成，比外表积很大。酶的分别方法4层析分别吸附层析洗脱剂选择◆对于极性组分，用极性大的溶剂洗脱效果较好。◆而对于非极性组分，那么用非极性溶剂洗脱较佳。◆洗脱剂的种类有：饱和烃、醇、酮、酚、醚、卤代烷、水等。酶的分别方法1、沉淀分别盐析沉淀法盐析沉淀机理◆盐之所以会改动蛋白质的溶解度，是由于盐在溶液中离解为正离子和负离子。由于反离子作用，使蛋白质分子外表的电荷改动，同时由于离子的存在改动了溶液中水的活度，使分子外表的水化膜改动。酶和细胞固定化技术固定化酶的定义经过物理的或化学的手段，将酶束缚于水不溶的载体上，或将酶柬缚在一定的空间内，限制酶分子的自在流动，但能使酶充分发扬催化作用；过去曾称其为水不溶酶或固相酶。细胞和酶固定化技术固定化酶固定化酶新方法无载体固定化酶新技术交联溶解酶、交联酶晶体、交联酶聚集体和交联喷雾枯燥酶。定向固定化新技术借助化学方法的位点专注性固定化磷蛋白的位点专注性固定化免疫球蛋白的位点专注性固定化糖蛋白的位点专注性固定化利用基因工程的位点专注性固定化新型固定化资料的运用经过磁性、辐射、光、等离子体、电子等新资料新方法均可制备高活性固定化酶。细胞和酶固定化技术固定化细胞3、动物细胞固定化固定化动物细胞的特点：〔2〕提高产率：动物细胞固定化后，可先在生长培育基中生长繁衍，使细胞在载体上构成最正确分布并到达一定的细胞密度。然后可简便地改换成发酵培育基，控制发酵条件，使细胞从生长期转变到消费期，以利于提高产率。细胞和酶固定化技术固定化细胞3、动物细胞固定化固定化动物细胞的特点：〔3〕固定化动物细胞可反复运用或延续运用较长的时间。例如，中国仓鼠卵巢细胞〔CHO〕消费人干扰素可以稳定地消费30天。〔4〕固定化细胞易于与产物分开，利于产物分别纯化，提高产质量量。细胞和酶固定化技术固定化细胞3、动物细胞固定化动物细胞固定化方法：◆动物细胞固定化地方法有吸附法和包埋法两种。(1)吸附法：◆大多数动物细胞属于附着细胞，它们在培育过程中，必需趋向于附着在固体外表。故此吸附法特别适宜于动物细胞的固定化。细胞和酶固定化技术固定化细胞3、动物细胞固定化动物细胞固定化资料：转瓶是由玻璃或塑料制成，外表经过一定方法处置而带上电荷。微载体是指颗粒细小的固定化载体，直径普通为100～200μm，相对密度接近1.0。是由带有外表电荷的葡聚糖、明胶、纤维素、聚丙烯酰胺、聚苯乙烯或玻璃等资料制成。微载体已用于多种动物细胞的固定化；细胞和酶固定化技术固定化细胞4原生质体固定化固定化原生质体的特点：(1)固定化原生质体由于解除了细胞壁这一分散屏障，可添加细胞膜的通透性，有利于氧气和营养物质的传送和吸收，也有利于胞内物质的分泌，可显著提高产率。细胞和酶固定化技术固定化细胞4原生质体固定化(2)固定化原生质体由于有载体的维护作用，具有较好的操作稳定性和保管稳定性，可反复运用和延续运用较长的时间，利于延续化消费。在冰箱保管较长时间后仍能坚持其消费才干。(3)固定化原生质体易于和发酵产物分开，有利于产物的分别纯化，提高产质量量。细胞和酶固定化技术固定化细胞4原生质体固定化(4)固定化原生质体发酵的培育基中需求添加浸透压稳定剂，以坚持原生质体的稳定性。这些浸透压稳定剂在发酵终了后，可用层析或膜分别技术等方法与产物分别。细胞和酶固定化技术固定化细胞4原生质体固定化固定化原生质体的运用固定化原生质体一方面坚持了细胞原有的新陈代谢特性，可以照常产生原来在细胞内产生的各种代谢产物，另一方面又去除了细胞壁这一分散屏障，有利于胞内产物不断地分泌到胞外，这样就可以不经过细胞破碎和提取工艺而在发酵液中获得所需的发酵产物，为胞内物质的工业化消费开辟了新途径。固定化原生质体可用于各种氨基酸、酶和生物碱等物质的消费以及甾体转化等。细胞和酶固定化技术固定化酶与细胞的比较固定化细胞固定化酶适合胞内酶胞内、外酶都适合既可完成单一反应，也可以完成辅助因子参与的代谢过程应用于单一反应，不能完成复杂的代谢过程固定化之前不用进行分离纯化固定化前必须进行分离纯化获得高度密集的工程菌集合体，较长时间地反复使用或连续使用不能获得难避免副产物的产生，存在细胞膜、细胞壁的扩散限制作用可以控制避免不需要的副产物生成，不存在细胞膜的扩散限制作用细胞和酶固定化技术固定化载体和方法的比较与选择酶的构造酶活性中心〔activitysite)酶的活性中心包括两个功能部位：一个是结合部位，是酶与底物结合的基团，决议酶的专注性；另一个是催化部位，催化底物敏感键发生化学变化的基团，决议酶的催化才干。但这两个部位并不是各自独立存在的，相互联络。改动酶特性有两种主要的方法1)经过分子修饰的方法来改动已分别出来的天然酶的活性。2)经过基因工程方法改动编码酶分子的基因此到达改造酶的目的。1什么是酶分子修饰？经过各种方法使酶分子的构造发生某些改动，从而改动酶的某些特性和功能的技术过程称为酶分子修饰。即：在体外将酶分子经过人工的方法与一些化学基团〔物质〕，特别是具有生物相容性的物质，进展共价衔接，从而改动酶的构造和性质。酶分子修饰的原理1、修饰剂分子存在多个反响基团，可与酶构成多点交联。使酶的天然构象产生“刚性〞构造。从而加强酶天然构象的稳定性与耐热性。酶分子修饰的原理2、大分子修饰剂与酶结合后，产生的空间妨碍或静电斥力阻挠抑制剂，“遮盖〞了酶的活性部位。从而维护酶活性部位并起到低抗抑制剂和抗蛋白水解酶的作用。酶分子修饰的原理3、酶分子上许多敏感基团交联上修饰剂后，减少了受蛋白水解酶破坏的能够性。4、酶蛋白氨基酸组成的抗原决议簇，与修饰剂构成了共价键。破坏了抗原决议簇—抗原性降低乃至消除，“遮盖〞了抗原决议簇—妨碍抗原、抗体结合。消除酶的抗原性，使酶稳定。酶分子修饰的原理5、大分子修饰剂本身是多聚电荷体，能在酶分子外表构成“缓冲外壳〞，抵御外界环境的极性变化，维持酶活性部位微环境相对稳定。修饰剂的选择原那么1.修饰剂的分子量及链的长度〔要求有较大的分子量〕。2.修饰剂上反响基团的数目及位置〔要求有较多的反响活性基团〕。3.修饰剂上反响基团的活化方法与条件〔要求有完善的方法〕。酶分子修饰的根本要求和条件对酶分子进展修饰必需在修饰原理、修饰剂和反响条件的选择以及酶学性质等方面都要有足够的了解。〔1〕酶的稳定性热稳定性、酸碱稳定性、作用温度、pH、抑制剂等。〔2〕酶活性中心的情况活性中心基团、辅因子等。其他如分子大小、性状、亚基数等。酶分子修饰的条件修饰反响尽能够在酶稳定条件下进展，并尽量不破坏酶活性功能的必需基团，使修饰率高，同时酶的活力回收高。〔1〕pH与离子强度pH决议了酶蛋白分子中反响基团的解离形状。由于它们的解离形状不同，反响性能也不同。〔2〕修饰反响的温度与时间严厉控制温度和时间可以减少以致消除一些非专注性的修饰反响。〔3〕反响体系中酶与修饰剂的比例回本章目录酶分子的修饰方法修饰方法外表化学修饰酶分子内部修饰大分子修饰小分子修饰交联修饰固定化修饰蛋白主链修饰氨基酸置换修饰金属离子置换修饰二、酶的定向进化概念人为地发明特殊的进化条件，模拟自然进化机制，在体外对基因进展随机突变，从一个或多个曾经存在的亲本酶〔天然的或者人为获得的〕出发，经过基因的突变和重组，构建一个人工突变酶库，经过一定的挑选或选择方法最终获得预先期望的具有某些特性的进化酶。定向进化＝随机突变＋选择酶的非水相催化酶的非水相催化酶在非水介质中进展的催化作用称为酶的非水相催化。在非水相中，酶分子遭到非水相介质的影响，其催化特性与在水相中催化有着较大的不同。酶的非水相催化非水相酶催化的特性〔1〕添加非极性基质的溶解度；〔2〕使某些本来在水相不能进展的反响顺利进展，如肽的合成、酯的合成等；〔3〕可减少在水相容易发生的副反响，如酸酐的水解、卤化物的水解等；〔4〕容易分别回收；〔5〕无微生物污染；酶的非水相催化类型有机介质气相介质离子介质超临界介质一、酶非水相催化的几种类型1、有机介质中的酶催化：有机介质中的酶催化是指酶在含有一定量水的有机溶剂中进展的催化反响。特点：1〕适用于底物、产物两者或其中之一为疏水性物质的酶催化作用。2〕酶在有机介质中由于可以根本坚持其完好的构造和活性中心的空间构象，所以可以发扬其催化功能。一、酶非水相催化的几种类型1、有机介质中的酶催化克利巴诺夫〔Klibanov〕研讨阐明：酶在一定浓度的有机溶剂中具有一定的“分子记忆〞效应，这种记忆是由于酶存在配体而产生的，当配体被移走后，由于大量有机溶剂存在形状下酶构象的高度刚性，使得这种与配体具有高亲和性的构象得以坚持，而过量水的介入会加速这种记忆丧失。KlibanovAM.Enzymememory-whatisrememberedandwhy?[J].Nature,1995,374:596-600.一、酶非水相催化的几种类型2、气相介质中的酶催化定义：气相介质中的酶催化是指酶在气相介质中进展的催化反响。特点：1〕适用于底物是气体或者可以转化为气体的物质的酶催化反响。2〕由于气体介质的密度低，分散容易，所以酶在气相中的催化作用与在水溶液中的催化作用有明显的不同特点。一、酶非水相催化的几种类型3、超临界流体介质中的酶催化定义：超临界介质中的酶催化是指酶在超临界流体中进展的催化反响。条件要求：1〕用于酶催化反响的超临界流体该当对酶的构造没有破坏作用，对催化作用没有明显的不良影响；2〕具有良好的化学稳定性，对设备没有腐蚀性；3〕超临界温度不能太高或太低，最好在室温附近或在酶催化的最适温度附近；4〕超临界压力不能太高，可节约紧缩动力费用；5〕超临界流体要容易获得，价钱要廉价等。酶非水相催化的几种类型4、离子液介质中的酶催化：离子液介质中的酶催化是指酶在离子液中进展的催化作用。离子液〔ionicliquids〕是由有机阳离子与有机〔无机〕阴离子构成的在室温条件下呈液态的低熔点盐类，挥发性低、稳定性好。酶在离子液中的催化作器具有良好的稳定性和区