生物酶工程與化學酶工程

時間：2012-8-27閱讀：1093

生物酶工程是近年發展起來的新的學科領域，其基礎是結構生物學和生物信息學。是利用蛋白質超分子結構知識，采用基因工程和蛋白質工程手段，對天然酶實施定向改造和體外分子操作，在開發新型和高質量分析酶試劑等方面意義重大。生物酶工程是酶學原理和現代分子生物學技術相結合的產物，主要任務是：①利用微生物、動植物細胞作為生物反應器大量生產酶。目前已成功地生產出100多種酶。②通過基因工程技術，使酶基因發生定位突變，產生遺傳性修飾酶（突變酶）。③合成自然界不存在的新酶。雖然生物酶工程技術的發展尚處在幼年時代，但它將開創從分子水平根據遺傳設計藍圖創造出超自然生物機器的新時代。

生物酶工程的研究進展得益于蛋白質結構知識的增長。如今，越來越多的酶的三維結構被解析出來，成為重塑蛋白質分子的依據。然而，在現階段我們還不具有“設計”蛋白質的能力，這需要更加完備的結構生物學知識。相對于其他各種功能蛋白質，酶的結構與功能研究還處于幼年期，在分析生物技術中的應用則更晚，但已經展示出廣闊的發展前景。另外兩個值得關注的方向是抗體工程和抗體酶或催化抗體，它們將在分析生物技術領域發揮巨大作用。

化學酶工程包括：①自然酶，是指由生物材料中分離出來的酶，主要靠微生物發酵生產，應用于工業和醫學。②化學修飾酶，是通過對酶分子實行“手術”以達到改構和改性的目的，又稱“生物分子工程”，主要用于基礎酶學研究和疾病治療。③固定化酶，是將酶分子通過吸附、交聯、包埋及共價鍵結合束縛于某種特定支持物上而發揮酶的作弓：具有能反復使用、產物易純化、可用微電腦控制，實現自動化連續化生產等優點。④人工合成酶，是根據酶的催化原理，模擬酶的催化功能，用化學方法合成具有專一性的催化劑。當前化學酶工程正在工業與醫學領域產生巨大經濟效益。

在當今日新月異的生物技術中，酶工程的主要任務在于：①分解天然大分子如纖維素、木質素等，使低分子有機物聚合、檢測與分解有毒物質及廢物綜合利用等的新酶開發。②利用基因工程技術開發新酶種和提高酶產量。③固定化酶和細胞、固定化多酶體系及輔因子再生，特定生物反應器的研究和應用。④利用生物細胞（組織）研究酶傳感器。⑤酶的非水相催化技術，酶分子修飾與改造以及酶型催化劑人工合成的研究與應用。

生物酶工程與化學酶工程

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