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酶的生物合成法有哪些

發布時間:2022-08-19 06:06:13

㈠ 酶生物合成模式有哪些,掌握酶發酵動力學對酶發酵生產的工藝控制的意義

生物酶是由活細胞產生的具有催化作用的有機物,大部分為蛋白質,也有極少部分為RNA。

中文名:生物酶
定義:活細胞產生具有催化作用的有機物
包含:大部分為蛋白質,極少部分為RNA
生產時間:20世紀80年代
種類:果膠酶、脂肪酶等
應用:石油、食品、造紙行業、空氣治理
作用場所:細胞內、外或生物體外均可
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簡介

過氧化氫酶
酶的生產和應用,在國內外已具有80多年歷史,進入20世紀80年代,生物工程作為一門新興高新術在我國得到了迅速發展,(.斯.諾.美-走在生物醫學的最前沿A11)酶的製造和應用領域逐漸擴大,酶在紡織工業中的應用也日臻成熟,由過去主要用於棉織物的退漿和蠶絲的脫膠,至現在在紡織染整的各領域的廣泛應用,體現了生物酶在染整工業中的優越性。現在酶處理工藝已被公認為是一種符合環保要求的綠色生產工藝,它不僅使紡織品的服用性能得到改善和提高,又因無毒無害,用量少,可生物降解廢水,無污染而有利於生態環保的保護。同時,生物酶也應用於治理室內裝修污染領域,通過吞噬、分解,來消除室內裝修產生異味、甲醛等污染。

結構特性
生物酶是具有催化功能的蛋白質。像其他蛋白質一樣,

生物酶解堵劑作用原理示意圖
酶分子由氨基酸長鏈組成。其中一部分鏈成螺旋狀,一部分成折疊的薄片結構,而這兩部分由不折疊的氨基酸鏈連接起來,而使整個酶分子成為特定的三維結構。生物酶是從生物體中產生的,它具有特殊的催化功能,其特性如下:高效性:用酶作催化劑,酶的催化效率是一般無機催化劑的10^7~10^13倍。

專一性:一種酶只能催化一類物質的化學反應,即酶是僅能促進特定化合物、特定化學鍵、特定化學變化的催化劑。

低反應條件:酶催化反應不象一般催化劑需要高溫、高壓、強酸、強鹼等劇烈條件,而可在較溫和的常溫、常壓下進行,另外,一些特殊的酶在特定條件下催化效率達最大值,如胃蛋白酶在胃液酸性條件下發生作用。

易變性失活:在受到紫外線、熱、射線、表面活性劑、金屬鹽、強酸、強鹼及其它化學試劑如氧化劑、還原劑等因素影響時,酶蛋白的二級、三級結構有所改變。所以在大生產時,如有條件酶還可以回收利用。

可降低生化反應的反應活化能:酶作為一種催化劑,能提高化學反應的速率,主要原因是降低了反應的活化能,使反應更易進行。而且酶在反應前後理論上是不被消耗的,所以還可回收利用。

作用機理
酶蛋白與其它蛋白質的不同之處在於酶都具有活性中心。酶可分為四級結構:一級結構是氨基酸的排列順序;二級結構是肽鏈的平面空間構象;三級結構是肽鏈的立體空間構象;四級結構是肽鏈以非共價鍵相互結合成為完整的蛋白質分子。真正起決定作用的是酶的一級結構,它的改變將改變酶的性質(失活或變性)。酶的作用機理比較被認同的是Koshland的「誘導契合」學說,其主要內容是:當底物結合到酶的活性部位時,酶的構象有一個改變。催化基團的正確定向對於催化作用是必要的。底物誘導酶蛋白構象的變化,導致催化基團的正確定位與底物結合到酶的活性部位上去,重金屬離子會與活性部位結合使酶失活。

分類

作為大的分類,酶類分為「分解系酶」和「合成系酶」。比如說,將蛋白質分解成能被吸吸收(那樣)大小的氨基酸,通過分解系的酶和吸收後的氨基酸來合成自身身體所必需的蛋白質,這些都是根據酶來進行的。但是,為了區分生體內和生體外被使用的酶,稱在生體組織內被使用的酶為「代謝酶」,稱在腸胃內等生體組織外被使用的酶為「消化酶」,也可以說是為了方便起見。在生物化學上,分為酸化還原酶、轉移酶、加水分解酶、脫離酶、異性化酶和合成酶等六大類。1

種類

生物酶技術應用於染整加工主要有兩個方面:(1)天然纖維織物的前處理加工,用生物酶去除纖維或織物上的雜質,為後續染整加工創造條件。(2)織物的後整理加工,用生物酶去除纖維表面的絨毛,或使纖維減量,以改善織物的外觀、手感和風格。目前應用的生物酶主要有以下幾種。

果膠酶
1果膠酶

果膠酶主要是由果膠裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果膠酸鹽裂解酶和果膠酯酶組成。果膠物質是高度酯化的聚半乳糖醛酸。果膠酶作用於果膠物質時,果膠裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果膠酸鹽裂解酶直接作用於果膠聚合物分子鏈內部的配糖鍵上,而果膠酯酶則使聚半糖醛酸酯水解,為聚半乳糖醛酸酶和果膠酸鹽裂解酶創造更多的位置。

脂肪酶
2脂肪酶

脂肪酶能將脂肪水解成甘油和脂肪酸,脂肪酸進一步進行B一氧化,每次脫下一個C2物,生成乙醯COA(N—環己基辛基胺),進入TCA(三羧酸)環徹底氧化或進入乙醛酸環合成糖類。

脂肪酶(EC3.2.2.3,甘油酯水解酶)是分解天然油脂的酶,其在紡織加工中主要用於絹紡原料脫脂處理;同時,只沒在羊毛洗毛中是較好的助洗劑,能去除羊毛附生雜質、脂蠟,使羊毛獲得可紡性;對棉織物進行精煉處理,能有效的去除棉的脂蠟;對滌綸進行處理,

㈡ 各種酶的生產方法是什麼簡要概括。

酶工程(Enzyme Engineering))又稱為酶技術。隨著酶學研究的迅速發展,特別是酶應用的推廣,使酶學基本原理與化學工程相結合,從而形成了酶工程.酶工程是酶制劑的大批量生產和應用的技術。它從應用的目的出發,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
酶制劑的來源,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、優化發酵條件。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 酶的制備
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制劑,為了使酶制劑更廣泛地應用於國民經濟各個方面,必須提高酶制劑的活性、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,重復使用酶制劑,擴大酶制劑的應用范圍,採用各種固定化方法對酶進行固定化,制備了固定化酶,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應用與開發研究。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應用,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應用方面的不足之處,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,延長葯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,擴大酶的應用,從而提高酶的應用價值,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葯上特別有用。

㈢ DNA生物合成過程中用到那些酶和調控序列

DNA的合成是以4種脫氧核苷三磷酸為反應底物,在DNA聚合酶的催化下,使脫氧核苷酸之間形成3',5'-磷酸二酯鍵,生成脫氧核苷酸長鏈,同時生成焦磷酸。實際上,DNA合成的反應是很復雜的,催化反應的酶和蛋白質因子也有多種,現將參與復制主要的酶和蛋白質因子介紹如下:
(1)DNA聚合酶:①原核細胞:以大腸桿菌為例,已發現DNA聚合酶Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ,都是多功能酶,既有5'→3'聚合酶活性,又有3'→5'外切酶活性,DNA聚合酶Ⅰ還有5'→3'外切酶活性。DNA聚合酶Ⅰ的主要功能是修復DNA的損傷,在復制中還能切除RNA引物並填補留下的空隙。DNA聚合酶Ⅱ的作用是損傷修復。DNA聚合酶Ⅲ是DNA的復制酶。新近研究發現的DNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ,它們涉及DNA的錯誤傾向修復。
②真核細胞:DNA聚合酶α,β,γ,δ和ε,其中DNA聚合酶α和δ真正具有合成新鏈的復製作用;β和ε參與DNA的損傷修復,γ負責線粒體DNA的復制。
(2)引物合成酶和引發體:引物合成酶又稱引發酶,催化RNA引物的合成,該酶作用時需與另外的蛋白結合形成引發體才具有催化活性。
(3)DNA連接酶:催化雙鏈DNA一條鏈上切口處相鄰5'-磷酸基和3'-羥基生成磷酸二酯鍵的酶。連接酶作用的過程中,在原核細胞中以NAD+提供能量,在真核細胞中以ATP提供能量。
(4)DNA解螺旋酶:催化:DNA雙螺旋解鏈的酶。
(5)DNA單鏈結合蛋白(SSB):與DNA分開的單鏈結合,起穩定DNA的單鏈、阻止復性和保護單鏈不被核酸酶降解的作用。
(6)拓撲異構酶Ⅰ:消除DNA的負超螺旋,改變DNA的超螺旋數。
(7)拓撲異構酶Ⅱ:引入負超螺旋,消除復制叉前進帶來的扭曲張力。
DNA復制的基本規律總結如下:
①復制過程是半保留的;
②細菌或病毒DNA的復制通常是由特定的復制起始位點開始,真核細胞染色體DNA復制則可以在多個不同部位起始;
③復制可以是單向的或是雙向的,以雙向較為常見,兩個方向復制的速度不一定相同;
④兩條DNA鏈合成的方向均是從5'向3'方向進行的;
⑤復制是半不連續的,即其中一條前導鏈的合成是相對連續的,而滯後鏈的合成則是不連續的;
⑥滯後鏈中各短片段在開始復制時,先形成短片段RNA作為DNA合成的引物,這一RNA片段以後被切除,並由DNA聚合酶Ⅰ催化填補餘下的空隙,再由DNA連接酶連接各片段成完整的鏈。
⑦復制的終止是在終止區,由兩個向前移動的復制叉相遇而停止的。
原核細胞DNA的復制只能從一個特定位點開始,在另一個特定位點終止,這種能夠獨立進行復制的單位稱為復制子。其DNA復制過程可概括如下:
①首先由拓撲異構酶解除DNA的超螺旋結構,接著在解鏈酶作用下DNA雙鏈局部解鏈,單鏈結合蛋白立即與其結合,防止再形成雙鏈;
②在復制起點上組裝引發體,其中的引發酶合成RNA引物;
③以親代單鏈DNA為模板,DNA聚合酶Ⅲ在引物3'端按鹼基互補的原則催化合成新的DNA鏈;
④在復制叉上,一條鏈自起點開始以5'→3'的方向連續合成,稱為前導鏈,另一條鏈則首先按5'→3'的方向合成若乾片段(岡崎片段),再由DNA聚合酶Ⅰ切除RNA引物並填補空隙,後由DNA連接酶把這些片段連接成完整的鏈,因此稱為滯後鏈,此種方式被稱為半不連續復制。
⑤復制的終止是在終止區,由兩個向前移動的復制叉相遇而停止。Tus-ter復合物阻擋復制叉的前行。由拓撲異構酶Ⅳ(屬於拓撲異構酶Ⅱ的一種)作用,使復制叉解體,釋放出子鏈DNA。

㈣ 蛋白酶的生物合成途徑

由DNA上相關基因片段的一條鏈為模板轉錄mRNA,mRNA在核糖體上翻譯成蛋白質,在內質網上加工,在高爾基體再加工形成蛋白酶

㈤ 生物體內的酶是怎麼合成的還是利用食物中的某些原料

一般來說,
生物
體內的酶絕大多數是
蛋白質
,極少數是RNA.
如果是蛋白質則又是又
氨基酸
構成的.氨基酸又分為
必需氨基酸

非必需氨基酸
.
必須氨基酸是必須從食物中獲得的.
所以生物體內的酶確實有相當一部分必須由食物消化後成的必須氨基酸通過
氨基轉化作用
合成的.

㈥ 蛋白類酶的生物合成主要包括那兩個階段。簡述蛋白類酶的生物合成過程

蛋白質的合成需要經過轉錄和翻譯兩個過程
1、轉錄:DNA、DNA解旋酶、RNA聚合酶、游離的核糖核苷酸(A、U、C、G)、ATP
轉錄生成信使RNA(mRNA)
2、翻譯:mRNA、轉運RNA(tRNA)、游離的氨基酸、ATP
所以整個蛋白質的合成過程需要:DNA、核糖核苷酸(多個核糖核苷酸組成RNA)、酶、氨基酸、ATP。

㈦ 酶生物合成的四種模型的特點和區別

如圖1,表示酶(A)正和底物結合;
圖2,表示由於相應的結構,酶和所催化的底物結合在一起。
圖3,表示反應完成後,酶保持不變,而底物則被分解為兩部分,成為產物。
這說明:
第一,酶作用具有專一性;
第二,酶在化學反應前後保持不變。

㈧ 什麼是酶的生物合成法

酶的生物合成法是經過預先設計,通過人工操作,利用微生物細胞、植物細胞或動物細胞的生命活動而獲得所需酶的技術過程。

㈨ 酶制劑的發酵生產方法有哪些各有何特點

格萊美研發專家團隊專注微生物發酵法15年,發酵法廣泛應用於各種飼用酶制劑的生產,創造了巨大的經濟、生態和社會效益(如格萊美公司潛心多年研發的至尊力作「酶益添」)。酶制劑早期都是從動植物中提取來的,但他們的來源受季節、 地區、數量的制約,而且成本較高,不適合大規模生產。因此,利用微生物進行發酵生產成為當今酶制劑生產的主要方法。

近年來,飼用酶制劑(如格萊美公司「酶益添」)成為我國飼料工業蓬勃發展的一個亮點,因為具有補充動物內源酶,消除抗營養因子,促進動物機體對營養成分的吸收等多重功效和高產、優質、高效、無污染等優點,備受廣大飼料企業和養殖戶的青睞。我國飼用酶制劑一般由微生物發酵生產,微生物發酵酶制劑的方式有兩種,液體的發酵法和固體發酵法。液體發酵法勞動強度小,易自動化和大規模生產,但一次性投資大,成本高,技術要求高,且產生大量廢水而污染環境,在我國飼料酶制劑中較少使用。固態發酵法主要由淺盤式發酵和厚層通風發酵,這種方式投資少,成本低,對環境污染小,發酵活力高,酶系全,逐漸已成為我國飼用酶制劑生產的主要方法。酶是活細胞產生的以蛋白質為主要成分的生物催化劑,它是微生物次級代謝產物。酶廣泛應用於一切生物體中,雖然能從動、植物體內提取到酶,但微生物細胞及其培養物是酶的重要來源。如今,微生物發酵已成為酶制劑的主要生產方法。特別是應用基因工程技術以後,存在於動、植物細胞中的酶都能利用微生物細胞獲得。

酶作為一種生物催化劑,因其專一性強、反應條件溫和、催化效率高等優點,而被廣泛應用於食品、發酵、紡織、造紙、製革、醫葯、日化、飼料和三廢處理等工業。使用酶制劑可以簡化生產工藝,減少設備和投資,降低原料消耗,提高產品質量,節約能源使用,減輕環境污染,改善勞動條件等,因而特別受到歡迎。目前已知有3500多種酶,150多種已得到結晶,已經商品化的酶制劑有50多種,其中最主要的有澱粉酶、蛋白酶、脂肪酶和果膠酶等(如格萊美公司「酶益添」)。

酶制劑的來源有微生物、動物、植物,但是,主要的來源是微生物。由於微生物比動植物有更多的優點,因此,為了提高發酵液中的酶濃度,一般選用優良的產酶菌株,通過發酵來生產酶。

發酵法生產酶制劑,就是給產酶菌種提供適當和營養和生長環境,使生產菌大量增殖,同時合成所需要的酶,然後由發酵所得物料製成酶產品的工藝過程。

我國的酶制劑始於1963年,成立了格

㈩ 體內常見的 合成酶 有哪些DNA/RNA聚合酶是合成酶嗎

合成酶(synthetase)又稱為連接酶(ligase),屬於酶學分類中的第六大酶類。
合成酶類(ligase)催化兩分子底物合成為一分子化合物,同時偶聯有ATP的磷酸鍵斷裂釋能的酶類。例如,谷氨醯胺合成酶、DNA連接酶、氨基酸:tRNA連接酶以及依賴生物素的羧化酶等。

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