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酶的生物合成法有哪些

发布时间:2022-08-19 06:06:13

㈠ 酶生物合成模式有哪些,掌握酶发酵动力学对酶发酵生产的工艺控制的意义

生物酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大部分为蛋白质,也有极少部分为RNA。

中文名:生物酶
定义:活细胞产生具有催化作用的有机物
包含:大部分为蛋白质,极少部分为RNA
生产时间:20世纪80年代
种类:果胶酶、脂肪酶等
应用:石油、食品、造纸行业、空气治理
作用场所:细胞内、外或生物体外均可
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简介

过氧化氢酶
酶的生产和应用,在国内外已具有80多年历史,进入20世纪80年代,生物工程作为一门新兴高新术在我国得到了迅速发展,(.斯.诺.美-走在生物医学的最前沿A11)酶的制造和应用领域逐渐扩大,酶在纺织工业中的应用也日臻成熟,由过去主要用于棉织物的退浆和蚕丝的脱胶,至现在在纺织染整的各领域的广泛应用,体现了生物酶在染整工业中的优越性。现在酶处理工艺已被公认为是一种符合环保要求的绿色生产工艺,它不仅使纺织品的服用性能得到改善和提高,又因无毒无害,用量少,可生物降解废水,无污染而有利于生态环保的保护。同时,生物酶也应用于治理室内装修污染领域,通过吞噬、分解,来消除室内装修产生异味、甲醛等污染。

结构特性
生物酶是具有催化功能的蛋白质。像其他蛋白质一样,

生物酶解堵剂作用原理示意图
酶分子由氨基酸长链组成。其中一部分链成螺旋状,一部分成折叠的薄片结构,而这两部分由不折叠的氨基酸链连接起来,而使整个酶分子成为特定的三维结构。生物酶是从生物体中产生的,它具有特殊的催化功能,其特性如下:高效性:用酶作催化剂,酶的催化效率是一般无机催化剂的10^7~10^13倍。

专一性:一种酶只能催化一类物质的化学反应,即酶是仅能促进特定化合物、特定化学键、特定化学变化的催化剂。

低反应条件:酶催化反应不象一般催化剂需要高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件,而可在较温和的常温、常压下进行,另外,一些特殊的酶在特定条件下催化效率达最大值,如胃蛋白酶在胃液酸性条件下发生作用。

易变性失活:在受到紫外线、热、射线、表面活性剂、金属盐、强酸、强碱及其它化学试剂如氧化剂、还原剂等因素影响时,酶蛋白的二级、三级结构有所改变。所以在大生产时,如有条件酶还可以回收利用。

可降低生化反应的反应活化能:酶作为一种催化剂,能提高化学反应的速率,主要原因是降低了反应的活化能,使反应更易进行。而且酶在反应前后理论上是不被消耗的,所以还可回收利用。

作用机理
酶蛋白与其它蛋白质的不同之处在于酶都具有活性中心。酶可分为四级结构:一级结构是氨基酸的排列顺序;二级结构是肽链的平面空间构象;三级结构是肽链的立体空间构象;四级结构是肽链以非共价键相互结合成为完整的蛋白质分子。真正起决定作用的是酶的一级结构,它的改变将改变酶的性质(失活或变性)。酶的作用机理比较被认同的是Koshland的“诱导契合”学说,其主要内容是:当底物结合到酶的活性部位时,酶的构象有一个改变。催化基团的正确定向对于催化作用是必要的。底物诱导酶蛋白构象的变化,导致催化基团的正确定位与底物结合到酶的活性部位上去,重金属离子会与活性部位结合使酶失活。

分类

作为大的分类,酶类分为“分解系酶”和“合成系酶”。比如说,将蛋白质分解成能被吸吸收(那样)大小的氨基酸,通过分解系的酶和吸收后的氨基酸来合成自身身体所必需的蛋白质,这些都是根据酶来进行的。但是,为了区分生体内和生体外被使用的酶,称在生体组织内被使用的酶为“代谢酶”,称在肠胃内等生体组织外被使用的酶为“消化酶”,也可以说是为了方便起见。在生物化学上,分为酸化还原酶、转移酶、加水分解酶、脱离酶、异性化酶和合成酶等六大类。1

种类

生物酶技术应用于染整加工主要有两个方面:(1)天然纤维织物的前处理加工,用生物酶去除纤维或织物上的杂质,为后续染整加工创造条件。(2)织物的后整理加工,用生物酶去除纤维表面的绒毛,或使纤维减量,以改善织物的外观、手感和风格。目前应用的生物酶主要有以下几种。

果胶酶
1果胶酶

果胶酶主要是由果胶裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果胶酸盐裂解酶和果胶酯酶组成。果胶物质是高度酯化的聚半乳糖醛酸。果胶酶作用于果胶物质时,果胶裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果胶酸盐裂解酶直接作用于果胶聚合物分子链内部的配糖键上,而果胶酯酶则使聚半糖醛酸酯水解,为聚半乳糖醛酸酶和果胶酸盐裂解酶创造更多的位置。

脂肪酶
2脂肪酶

脂肪酶能将脂肪水解成甘油和脂肪酸,脂肪酸进一步进行B一氧化,每次脱下一个C2物,生成乙酰COA(N—环己基辛基胺),进入TCA(三羧酸)环彻底氧化或进入乙醛酸环合成糖类。

脂肪酶(EC3.2.2.3,甘油酯水解酶)是分解天然油脂的酶,其在纺织加工中主要用于绢纺原料脱脂处理;同时,只没在羊毛洗毛中是较好的助洗剂,能去除羊毛附生杂质、脂蜡,使羊毛获得可纺性;对棉织物进行精炼处理,能有效的去除棉的脂蜡;对涤纶进行处理,

㈡ 各种酶的生产方法是什么简要概括。

酶工程(Enzyme Engineering))又称为酶技术。随着酶学研究的迅速发展,特别是酶应用的推广,使酶学基本原理与化学工程相结合,从而形成了酶工程.酶工程是酶制剂的大批量生产和应用的技术。它从应用的目的出发,将酶学理论与化学工程相结合研究酶,并在一定的反应装置中利用酶的催化特性,将原料转化为产物的一门新技术,就酶工程本身的发展来说,包括下列主要内容:
2.1酶的产生
酶制剂的来源,有微生物、动物和植物,但是,主要的来源是微生物。由于微生物比动植物具有更多的优点,因此, —般选用优良的产酶菌株,通过发酵来产生酶。为了提高发酵液中的酶浓度,选育优良菌株、研制基因工程菌、优化发酵条件。工业生产需要特殊性能的新型酶,如耐高温的α—淀粉酶、耐碱性的蛋白酶和脂肪酶等,因此,需要研究、开发生产特殊性能新型酶的菌株。
2. 2 酶的制备
酶的分离提纯技术是当前生物技术“后处理工艺”的核心。采用各种分离提纯技术,从微生物细胞及其发酵液,或动、植物细胞及其培养液中分离提纯酶,制成高活性的不同纯度的酶制剂,为了使酶制剂更广泛地应用于国民经济各个方面,必须提高酶制剂的活性、纯度和收率,需要研究新的分离提纯技术。
2. 3 酶和细胞固定化
酶和细胞固定化研究是酶工程的中心任务。为了提高酶的稳定性,重复使用酶制剂,扩大酶制剂的应用范围,采用各种固定化方法对酶进行固定化,制备了固定化酶,如固定化葡萄糖异构酶、固定化氨基酰化酶等,测定固定化酶的各种性
质,并对固定化酶作各方面的应用与开发研究。目前固定化酶仍具有强大的生命力。它受到生物化学、化学工程、微生物、高分子、医学等各领域的高度重视。
固定化细胞是在固定化酶的基础发发展起来的。用各种固定化方法对微生物细胞、动物细胞和植物细胞进行固定化,制成各种固定化生物细胞.研究固定化细胞的酶学性质,特别是动力学性质,研究与开发固定化细胞在各方面的应用,是当今酶工程的一个热门课题。
固定化技术是酶技术现代化的一个重要里程碑,是克服天然酶在工业应用方面的不足之处,而又发挥酶反应特点的突破性技术。可以说没有固定化技术的开发,就没有现代的酶技术。
2.4.酶分子改造
又称为酶分子修饰。为了提高酶的稳定性,降低抗原性,延长药用菌在机体内的半衰期,采用各种修饰方法对酶分子结构进行改造,以便创造出天然酶所不具备的某些优良特性(如较高的稳定性、无抗原性、抗蛋白酶水解等),甚至于创造出新的酶活性,扩大酶的应用,从而提高酶的应用价值,达到较大的经济效益和社会效益。
酶分子改造可以从两个方面进行:
(1)用蛋白质工程技术对酶分子结构基因进行改造,期望获得一级结构和空间结构较为合理的具有优良特性、高活性的新酶(突变酶)。
(2)用化学法或酶法改造酶蛋白的一级结构,或者用化学修饰法对酶分子中侧链基团进行化学修饰.以便改变酶学性质。这类酶在酶学基础研究上和医药上特别有用。

㈢ DNA生物合成过程中用到那些酶和调控序列

DNA的合成是以4种脱氧核苷三磷酸为反应底物,在DNA聚合酶的催化下,使脱氧核苷酸之间形成3',5'-磷酸二酯键,生成脱氧核苷酸长链,同时生成焦磷酸。实际上,DNA合成的反应是很复杂的,催化反应的酶和蛋白质因子也有多种,现将参与复制主要的酶和蛋白质因子介绍如下:
(1)DNA聚合酶:①原核细胞:以大肠杆菌为例,已发现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还有5'→3'外切酶活性。DNA聚合酶Ⅰ的主要功能是修复DNA的损伤,在复制中还能切除RNA引物并填补留下的空隙。DNA聚合酶Ⅱ的作用是损伤修复。DNA聚合酶Ⅲ是DNA的复制酶。新近研究发现的DNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ,它们涉及DNA的错误倾向修复。
②真核细胞:DNA聚合酶α,β,γ,δ和ε,其中DNA聚合酶α和δ真正具有合成新链的复制作用;β和ε参与DNA的损伤修复,γ负责线粒体DNA的复制。
(2)引物合成酶和引发体:引物合成酶又称引发酶,催化RNA引物的合成,该酶作用时需与另外的蛋白结合形成引发体才具有催化活性。
(3)DNA连接酶:催化双链DNA一条链上切口处相邻5'-磷酸基和3'-羟基生成磷酸二酯键的酶。连接酶作用的过程中,在原核细胞中以NAD+提供能量,在真核细胞中以ATP提供能量。
(4)DNA解螺旋酶:催化:DNA双螺旋解链的酶。
(5)DNA单链结合蛋白(SSB):与DNA分开的单链结合,起稳定DNA的单链、阻止复性和保护单链不被核酸酶降解的作用。
(6)拓扑异构酶Ⅰ:消除DNA的负超螺旋,改变DNA的超螺旋数。
(7)拓扑异构酶Ⅱ:引入负超螺旋,消除复制叉前进带来的扭曲张力。
DNA复制的基本规律总结如下:
①复制过程是半保留的;
②细菌或病毒DNA的复制通常是由特定的复制起始位点开始,真核细胞染色体DNA复制则可以在多个不同部位起始;
③复制可以是单向的或是双向的,以双向较为常见,两个方向复制的速度不一定相同;
④两条DNA链合成的方向均是从5'向3'方向进行的;
⑤复制是半不连续的,即其中一条前导链的合成是相对连续的,而滞后链的合成则是不连续的;
⑥滞后链中各短片段在开始复制时,先形成短片段RNA作为DNA合成的引物,这一RNA片段以后被切除,并由DNA聚合酶Ⅰ催化填补余下的空隙,再由DNA连接酶连接各片段成完整的链。
⑦复制的终止是在终止区,由两个向前移动的复制叉相遇而停止的。
原核细胞DNA的复制只能从一个特定位点开始,在另一个特定位点终止,这种能够独立进行复制的单位称为复制子。其DNA复制过程可概括如下:
①首先由拓扑异构酶解除DNA的超螺旋结构,接着在解链酶作用下DNA双链局部解链,单链结合蛋白立即与其结合,防止再形成双链;
②在复制起点上组装引发体,其中的引发酶合成RNA引物;
③以亲代单链DNA为模板,DNA聚合酶Ⅲ在引物3'端按碱基互补的原则催化合成新的DNA链;
④在复制叉上,一条链自起点开始以5'→3'的方向连续合成,称为前导链,另一条链则首先按5'→3'的方向合成若干片段(冈崎片段),再由DNA聚合酶Ⅰ切除RNA引物并填补空隙,后由DNA连接酶把这些片段连接成完整的链,因此称为滞后链,此种方式被称为半不连续复制。
⑤复制的终止是在终止区,由两个向前移动的复制叉相遇而停止。Tus-ter复合物阻挡复制叉的前行。由拓扑异构酶Ⅳ(属于拓扑异构酶Ⅱ的一种)作用,使复制叉解体,释放出子链DNA。

㈣ 蛋白酶的生物合成途径

由DNA上相关基因片段的一条链为模板转录mRNA,mRNA在核糖体上翻译成蛋白质,在内质网上加工,在高尔基体再加工形成蛋白酶

㈤ 生物体内的酶是怎么合成的还是利用食物中的某些原料

一般来说,
生物
体内的酶绝大多数是
蛋白质
,极少数是RNA.
如果是蛋白质则又是又
氨基酸
构成的.氨基酸又分为
必需氨基酸

非必需氨基酸
.
必须氨基酸是必须从食物中获得的.
所以生物体内的酶确实有相当一部分必须由食物消化后成的必须氨基酸通过
氨基转化作用
合成的.

㈥ 蛋白类酶的生物合成主要包括那两个阶段。简述蛋白类酶的生物合成过程

蛋白质的合成需要经过转录和翻译两个过程
1、转录:DNA、DNA解旋酶、RNA聚合酶、游离的核糖核苷酸(A、U、C、G)、ATP
转录生成信使RNA(mRNA)
2、翻译:mRNA、转运RNA(tRNA)、游离的氨基酸、ATP
所以整个蛋白质的合成过程需要:DNA、核糖核苷酸(多个核糖核苷酸组成RNA)、酶、氨基酸、ATP。

㈦ 酶生物合成的四种模型的特点和区别

如图1,表示酶(A)正和底物结合;
图2,表示由于相应的结构,酶和所催化的底物结合在一起。
图3,表示反应完成后,酶保持不变,而底物则被分解为两部分,成为产物。
这说明:
第一,酶作用具有专一性;
第二,酶在化学反应前后保持不变。

㈧ 什么是酶的生物合成法

酶的生物合成法是经过预先设计,通过人工操作,利用微生物细胞、植物细胞或动物细胞的生命活动而获得所需酶的技术过程。

㈨ 酶制剂的发酵生产方法有哪些各有何特点

格莱美研发专家团队专注微生物发酵法15年,发酵法广泛应用于各种饲用酶制剂的生产,创造了巨大的经济、生态和社会效益(如格莱美公司潜心多年研发的至尊力作“酶益添”)。酶制剂早期都是从动植物中提取来的,但他们的来源受季节、 地区、数量的制约,而且成本较高,不适合大规模生产。因此,利用微生物进行发酵生产成为当今酶制剂生产的主要方法。

近年来,饲用酶制剂(如格莱美公司“酶益添”)成为我国饲料工业蓬勃发展的一个亮点,因为具有补充动物内源酶,消除抗营养因子,促进动物机体对营养成分的吸收等多重功效和高产、优质、高效、无污染等优点,备受广大饲料企业和养殖户的青睐。我国饲用酶制剂一般由微生物发酵生产,微生物发酵酶制剂的方式有两种,液体的发酵法和固体发酵法。液体发酵法劳动强度小,易自动化和大规模生产,但一次性投资大,成本高,技术要求高,且产生大量废水而污染环境,在我国饲料酶制剂中较少使用。固态发酵法主要由浅盘式发酵和厚层通风发酵,这种方式投资少,成本低,对环境污染小,发酵活力高,酶系全,逐渐已成为我国饲用酶制剂生产的主要方法。酶是活细胞产生的以蛋白质为主要成分的生物催化剂,它是微生物次级代谢产物。酶广泛应用于一切生物体中,虽然能从动、植物体内提取到酶,但微生物细胞及其培养物是酶的重要来源。如今,微生物发酵已成为酶制剂的主要生产方法。特别是应用基因工程技术以后,存在于动、植物细胞中的酶都能利用微生物细胞获得。

酶作为一种生物催化剂,因其专一性强、反应条件温和、催化效率高等优点,而被广泛应用于食品、发酵、纺织、造纸、制革、医药、日化、饲料和三废处理等工业。使用酶制剂可以简化生产工艺,减少设备和投资,降低原料消耗,提高产品质量,节约能源使用,减轻环境污染,改善劳动条件等,因而特别受到欢迎。目前已知有3500多种酶,150多种已得到结晶,已经商品化的酶制剂有50多种,其中最主要的有淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和果胶酶等(如格莱美公司“酶益添”)。

酶制剂的来源有微生物、动物、植物,但是,主要的来源是微生物。由于微生物比动植物有更多的优点,因此,为了提高发酵液中的酶浓度,一般选用优良的产酶菌株,通过发酵来生产酶。

发酵法生产酶制剂,就是给产酶菌种提供适当和营养和生长环境,使生产菌大量增殖,同时合成所需要的酶,然后由发酵所得物料制成酶产品的工艺过程。

我国的酶制剂始于1963年,成立了格

㈩ 体内常见的 合成酶 有哪些DNA/RNA聚合酶是合成酶吗

合成酶(synthetase)又称为连接酶(ligase),属于酶学分类中的第六大酶类。
合成酶类(ligase)催化两分子底物合成为一分子化合物,同时偶联有ATP的磷酸键断裂释能的酶类。例如,谷氨酰胺合成酶、DNA连接酶、氨基酸:tRNA连接酶以及依赖生物素的羧化酶等。

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