第1章酶工程基礎(chǔ)1

1、酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論酶酶 工工 程程李小英李小英生命科學(xué)技術(shù)系醫(yī)用生物學(xué)教研室生命科學(xué)技術(shù)系醫(yī)用生物學(xué)教研室e-mail:酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論 酶酶 酶工程酶工程 課程介紹課程介紹 參考書及相關(guān)網(wǎng)站參考書及相關(guān)網(wǎng)站酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論 酶是具有酶是具有生物催化生物催化功能的生物大分子。是功能的生物大分子。是生

2、物催化劑生物催化劑(biological catalyst)，酶催化是生，酶催化是生物體的一切生命活動的基礎(chǔ)，是物體的一切生命活動的基礎(chǔ)，是生物反應(yīng)的核生物反應(yīng)的核心。心。 一一. .酶酶酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論生物催化生物催化（biocatalysis) 利用酶或有機(jī)體（細(xì)胞或細(xì)胞器等）作為催利用酶或有機(jī)體（細(xì)胞或細(xì)胞器等）作為催化劑實(shí)現(xiàn)化劑實(shí)現(xiàn)化學(xué)轉(zhuǎn)化化學(xué)轉(zhuǎn)化的過程。的過程。 生物催化中常用的有機(jī)體主要是微生物，生物催化中常用的有機(jī)體主要是微生物，其本質(zhì)是利用微生物細(xì)胞內(nèi)的其本質(zhì)是利用微生物細(xì)胞內(nèi)的酶酶進(jìn)行催化。進(jìn)行催化。 酶工程酶工程 醫(yī)用生

3、物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論 夏禹時代，人們掌夏禹時代，人們掌握了釀酒技術(shù)。握了釀酒技術(shù)。 公元前公元前1212世紀(jì)周朝，世紀(jì)周朝，人們釀酒，制作飴糖和人們釀酒，制作飴糖和醬。醬。 春秋戰(zhàn)國時期已知春秋戰(zhàn)國時期已知用用麴麴( (曲曲) )治療消化不良治療消化不良的疾病。的疾病。1.1.研究簡史研究簡史酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論李比希（李比希（jliebig,18031873），德國化學(xué)家），德國化學(xué)家西方國家西方國家19世紀(jì)對釀酒發(fā)酵過程進(jìn)行了大量研究世紀(jì)對釀酒發(fā)酵過程進(jìn)行了大量研究酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室

4、 李小英李小英緒緒 論論 直到直到1897年，德國年，德國巴克納巴克納buchner兄弟兄弟用石英砂用石英砂磨碎酵母細(xì)胞，制備了不含酵母細(xì)胞的抽提液，磨碎酵母細(xì)胞，制備了不含酵母細(xì)胞的抽提液，并證明此不含細(xì)胞的酵母提取液也能使糖發(fā)酵，并證明此不含細(xì)胞的酵母提取液也能使糖發(fā)酵，說明發(fā)酵與細(xì)胞的活動無關(guān)。從而說明了說明發(fā)酵與細(xì)胞的活動無關(guān)。從而說明了發(fā)酵發(fā)酵是是酶酶作用的化學(xué)本質(zhì)，為此作用的化學(xué)本質(zhì)，為此buchner獲得了獲得了1907年年諾貝爾化學(xué)獎諾貝爾化學(xué)獎。酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論 1876年年, , 昆尼昆尼kunne給酶一個統(tǒng)一的名詞，叫

5、給酶一個統(tǒng)一的名詞，叫enzyme，這個字來自希臘文，其意思，這個字來自希臘文，其意思“在酵母在酵母中中”。后來對酶的作用機(jī)理及酶的本質(zhì)做了深。后來對酶的作用機(jī)理及酶的本質(zhì)做了深入研究。入研究。 1926年，薩姆納證實(shí)酶是一種蛋白質(zhì)。并由此年，薩姆納證實(shí)酶是一種蛋白質(zhì)。并由此獲得獲得1946年諾貝爾化學(xué)獎年諾貝爾化學(xué)獎。 80年代初發(fā)現(xiàn)了具有催化功能的年代初發(fā)現(xiàn)了具有催化功能的核酸核酸核酶核酶(ribozyme)，這一發(fā)現(xiàn)打破了酶是蛋白質(zhì)的傳，這一發(fā)現(xiàn)打破了酶是蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)觀念，開辟了酶學(xué)研究的新領(lǐng)域。切克和阿統(tǒng)觀念，開辟了酶學(xué)研究的新領(lǐng)域。切克和阿爾曼特獲得爾曼特獲得1989年諾貝爾化學(xué)獎年

6、諾貝爾化學(xué)獎。酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論 定量分析定量分析 作用機(jī)理作用機(jī)理 酶動力學(xué)酶動力學(xué) 酶的結(jié)構(gòu)酶的結(jié)構(gòu)2.2.酶的基礎(chǔ)理論研究酶的基礎(chǔ)理論研究酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論二二. .酶工程酶工程酶學(xué)酶學(xué)和和工程學(xué)工程學(xué)相互滲透結(jié)合形成的一門新的技術(shù)相互滲透結(jié)合形成的一門新的技術(shù)科學(xué)，是酶學(xué)、微生物學(xué)的科學(xué)，是酶學(xué)、微生物學(xué)的基本原理基本原理與與化學(xué)工程化學(xué)工程有機(jī)結(jié)合產(chǎn)生的。有機(jī)結(jié)合產(chǎn)生的。 生產(chǎn)廉價、高效符合規(guī)格的酶。生產(chǎn)廉價、高效符合規(guī)格的酶。利用生物或化學(xué)手段改造酶，有效地發(fā)揮催化活性。利用生物

7、或化學(xué)手段改造酶，有效地發(fā)揮催化活性。酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論二二. .酶工程酶工程 酶工程酶工程又稱又稱酶反應(yīng)技術(shù)酶反應(yīng)技術(shù)，就是將酶、細(xì)胞，就是將酶、細(xì)胞或細(xì)胞器等置于特定的或細(xì)胞器等置于特定的生物反應(yīng)裝置生物反應(yīng)裝置中，利用中，利用酶具有的生物催化功能，借助工程學(xué)手段將相酶具有的生物催化功能，借助工程學(xué)手段將相應(yīng)的應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用的物質(zhì)原料轉(zhuǎn)化成有用的物質(zhì)并應(yīng)用于社會生活并應(yīng)用于社會生活的一門科學(xué)技術(shù)。的一門科學(xué)技術(shù)。酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論酶工程的酶工程的終極目標(biāo)終極目標(biāo)是發(fā)揮酶在人類生活中的

8、催是發(fā)揮酶在人類生活中的催化潛能?；瘽撃堋Ｃ腹こ堂腹こ堂傅纳a(chǎn)酶的生產(chǎn)酶的改造酶的改造酶的應(yīng)用酶的應(yīng)用酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論1896年年, ,日本的日本的高峰讓吉高峰讓吉首先從米曲霉中制得首先從米曲霉中制得高高峰淀粉酶峰淀粉酶, ,用作消化劑用作消化劑, ,開創(chuàng)了有目的的進(jìn)行酶生開創(chuàng)了有目的的進(jìn)行酶生產(chǎn)和應(yīng)用的先例。產(chǎn)和應(yīng)用的先例。酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論 1908年年, ,德國的德國的羅姆羅姆制得制得胰酶胰酶, ,用于皮革的軟化。用于皮革的軟化。 1911年年, ,美國的美國的華勒斯坦華勒斯坦(wa

9、llestein)制得制得木瓜蛋木瓜蛋白酶白酶, ,用于除去啤酒中的蛋白質(zhì)渾濁。用于除去啤酒中的蛋白質(zhì)渾濁。 1917年年, ,法國的法國的波伊登波伊登(boidin)制備了細(xì)菌制備了細(xì)菌淀粉酶淀粉酶, ,應(yīng)用于紡織品的退漿應(yīng)用于紡織品的退漿, ,此后酶的生產(chǎn)和應(yīng)用逐步此后酶的生產(chǎn)和應(yīng)用逐步發(fā)展。發(fā)展。 然而然而在在50年代以前停留在從細(xì)胞、動物或植物中年代以前停留在從細(xì)胞、動物或植物中提取酶提取酶, ,加以利用階段。由于當(dāng)時生產(chǎn)力落后加以利用階段。由于當(dāng)時生產(chǎn)力落后, ,生生產(chǎn)工藝較繁雜產(chǎn)工藝較繁雜, ,難以進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。難以進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生

10、物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論 1949年年, ,用用液體深層培養(yǎng)法液體深層培養(yǎng)法進(jìn)行細(xì)菌淀粉酶的發(fā)酵進(jìn)行細(xì)菌淀粉酶的發(fā)酵生產(chǎn)生產(chǎn), ,揭開了近代酶工業(yè)的序幕。揭開了近代酶工業(yè)的序幕。 50年代：開始了年代：開始了酶固定化研究酶固定化研究。1953年德國科學(xué)年德國科學(xué)家首先將家首先將聚氨基苯乙烯樹脂聚氨基苯乙烯樹脂與淀粉酶與淀粉酶, ,胃蛋白酶胃蛋白酶, ,羧肽酶和核糖核酸酶等結(jié)合羧肽酶和核糖核酸酶等結(jié)合, ,制成了固定化酶。制成了固定化酶。 6060年代年代，是，是固定化酶技術(shù)固定化酶技術(shù)迅速發(fā)展的時期。迅速發(fā)展的時期。1969年年, ,日本的日本的千鈿一郎千鈿一郎首次在工業(yè)上應(yīng)用固定化

11、氨基首次在工業(yè)上應(yīng)用固定化氨基?；笍孽；笍膁l-dl-氨基酸生產(chǎn)氨基酸生產(chǎn)l-l-氨基酸。出現(xiàn)了氨基酸。出現(xiàn)了“酶工酶工程程”這個名詞來代表有效利用酶的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。這個名詞來代表有效利用酶的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論 1971年第一屆國際酶工程學(xué)術(shù)會議在美國召開年第一屆國際酶工程學(xué)術(shù)會議在美國召開, ,當(dāng)時的當(dāng)時的主題即是固定化酶主題即是固定化酶，進(jìn)一步開展了對微，進(jìn)一步開展了對微生物細(xì)胞固定化的研究。生物細(xì)胞固定化的研究。 1973年年, ,千千鈿鈿一郎一郎首次利用固定化的大腸桿菌首次利用固定化的大腸桿菌細(xì)胞生產(chǎn)細(xì)胞生產(chǎn)l-l-

12、天冬氨酸天冬氨酸。 70年代年代是是固定化細(xì)胞技術(shù)固定化細(xì)胞技術(shù)取得進(jìn)展的時期。取得進(jìn)展的時期。 80年代年代，固定化細(xì)胞已能用于生產(chǎn)胞外酶，固定化細(xì)胞已能用于生產(chǎn)胞外酶, ,因因此此, ,80年代又發(fā)展了年代又發(fā)展了固定化原生質(zhì)體固定化原生質(zhì)體技術(shù)技術(shù), ,排除排除了細(xì)胞壁這一障礙。了細(xì)胞壁這一障礙。酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論 在酶的固定化技術(shù)發(fā)展的同時在酶的固定化技術(shù)發(fā)展的同時, ,酶分子修飾技術(shù)酶分子修飾技術(shù)也取得了進(jìn)展。也取得了進(jìn)展。 60年代，用小分子化合物修飾酶分子側(cè)鏈基團(tuán)年代，用小分子化合物修飾酶分子側(cè)鏈基團(tuán), ,使酶性質(zhì)發(fā)生改變使酶性

13、質(zhì)發(fā)生改變; ; 70年代年代, ,修飾劑的選用、修飾方法上又有了新的修飾劑的選用、修飾方法上又有了新的發(fā)展。發(fā)展。 此外此外, ,對對抗體酶抗體酶, ,人工酶人工酶, ,模擬酶模擬酶等方面等方面, ,以及酶以及酶的應(yīng)用技術(shù)研究的應(yīng)用技術(shù)研究 , ,在近在近20年均取得了較大進(jìn)展年均取得了較大進(jìn)展, ,使酶工程不斷向廣度和深度發(fā)展使酶工程不斷向廣度和深度發(fā)展, ,顯示出廣闊而顯示出廣闊而誘人的前景。誘人的前景。酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論l化學(xué)酶工程化學(xué)酶工程 自然酶的開發(fā)自然酶的開發(fā) 酶的化學(xué)修飾酶的化學(xué)修飾 酶的固定化酶的固定化 人工合成酶的研究人

14、工合成酶的研究酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論l生物酶工程生物酶工程 酶基因的酶基因的克隆克隆表達(dá)表達(dá)（用基因工程技術(shù)大量生產(chǎn)（用基因工程技術(shù)大量生產(chǎn)酶）酶） 酶的遺傳修飾酶的遺傳修飾（修飾酶基因，產(chǎn)生遺傳修飾，（修飾酶基因，產(chǎn)生遺傳修飾，突變）突變） 酶的遺傳設(shè)計酶的遺傳設(shè)計（設(shè)計出新酶基因，合成自然界（設(shè)計出新酶基因，合成自然界從未有過的酶）從未有過的酶） 酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論生物技術(shù)生物技術(shù)酶工程酶工程發(fā)酵工程發(fā)酵工程細(xì)胞工程細(xì)胞工程基因工程基因工程酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小

15、英李小英緒緒 論論（一）酶工程的發(fā)展趨勢（一）酶工程的發(fā)展趨勢 從人類不涉足的新生資源中發(fā)掘新的酶從人類不涉足的新生資源中發(fā)掘新的酶 依靠微生物基因組測序結(jié)果發(fā)現(xiàn)新酶依靠微生物基因組測序結(jié)果發(fā)現(xiàn)新酶 借助定向進(jìn)化和借助定向進(jìn)化和dna重組技術(shù)創(chuàng)造新酶。重組技術(shù)創(chuàng)造新酶。酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論（二）酶制劑工業(yè)概況二）酶制劑工業(yè)概況 近代酶制劑工業(yè)近代酶制劑工業(yè) 國內(nèi)外酶制劑生產(chǎn)和應(yīng)用現(xiàn)狀國內(nèi)外酶制劑生產(chǎn)和應(yīng)用現(xiàn)狀 國內(nèi)外酶制劑生產(chǎn)應(yīng)用差異國內(nèi)外酶制劑生產(chǎn)應(yīng)用差異 我國酶制劑工業(yè)的若干對策建議我國酶制劑工業(yè)的若干對策建議酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室

16、醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論1.1.近代酶制劑工業(yè)近代酶制劑工業(yè) 20世紀(jì)世紀(jì)50年代，葡萄糖淀粉酶催化淀粉生產(chǎn)葡萄年代，葡萄糖淀粉酶催化淀粉生產(chǎn)葡萄糖工藝研究成功。糖工藝研究成功。 60年代中期，歐洲加酶洗衣粉風(fēng)行，堿性蛋白酶年代中期，歐洲加酶洗衣粉風(fēng)行，堿性蛋白酶供不應(yīng)求。供不應(yīng)求。 70年代末。固定化葡萄糖異構(gòu)酶用于生產(chǎn)果葡糖年代末。固定化葡萄糖異構(gòu)酶用于生產(chǎn)果葡糖漿，開創(chuàng)了利用漿，開創(chuàng)了利用淀粉生產(chǎn)食糖淀粉生產(chǎn)食糖的新途徑。的新途徑。 現(xiàn)在，各種現(xiàn)在，各種試劑酶試劑酶用于遺傳工程，蛋白質(zhì)工程用于遺傳工程，蛋白質(zhì)工程。酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小

17、英緒緒 論論 novozymes a/s諾維信酶制劑公司（諾維信酶制劑公司（丹麥）丹麥） genencor international(杰能科公司，美國杰能科公司，美國) 德國德國ab（associated british foods）酶制劑公司）酶制劑公司 beldem（焙樂道公司，比利時）（焙樂道公司，比利時） gistbrocades(荷蘭荷蘭) quest(荷蘭）荷蘭） novo nordisk(諾和諾德公司，丹麥諾和諾德公司，丹麥)2.2.國內(nèi)外酶制劑生產(chǎn)和應(yīng)用現(xiàn)狀國內(nèi)外酶制劑生產(chǎn)和應(yīng)用現(xiàn)狀酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論國際市場酶制劑銷售額比例

18、國際市場酶制劑銷售額比例酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論我國酶工業(yè)發(fā)展階段我國酶工業(yè)發(fā)展階段 1965年年 無錫酶制劑廠無錫酶制劑廠 bf-7685淀粉酶淀粉酶 1979 年糖化酶年糖化酶 黑曲黑曲uv-11糖化酶菌種糖化酶菌種 1990年堿性蛋白酶年堿性蛋白酶 2709堿性蛋白酶堿性蛋白酶 （顆粒）（顆粒） 1992年中性蛋白酶年中性蛋白酶 1.398中性蛋白酶中性蛋白酶 1993年年 耐高溫淀粉酶耐高溫淀粉酶 1998 年國外大公司紛紛入駐年國外大公司紛紛入駐 生物酶制劑中國企業(yè)黃頁生物酶制劑中國企業(yè)黃頁http:/ 酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用

19、生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論2006年中國酶制劑總產(chǎn)量約年中國酶制劑總產(chǎn)量約53萬噸。萬噸。高檔次、高檔次、高活性、高質(zhì)量、高水平高活性、高質(zhì)量、高水平 淀粉加工用酶占淀粉加工用酶占74.80，洗滌劑用酶，洗滌劑用酶16.09，紡織用酶，紡織用酶2.3，其他行業(yè)用酶占，其他行業(yè)用酶占6.81。 我國各種酶制劑產(chǎn)品出口量我國各種酶制劑產(chǎn)品出口量1999年為年為2219噸，噸，出口額出口額1029萬美金；萬美金；2000年出口量達(dá)年出口量達(dá)3530噸，噸，出口額出口額1760萬美金；萬美金；2001年出口量達(dá)年出口量達(dá)4812噸，噸，出口額出口額2867萬美金，呈逐年增加趨勢。萬美金，呈逐

20、年增加趨勢。 酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論2001年國內(nèi)酶制劑銷售額年國內(nèi)酶制劑銷售額6億元億元酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論 研究、開發(fā)投入大，高新技術(shù)應(yīng)用廣研究、開發(fā)投入大，高新技術(shù)應(yīng)用廣 如諾和諾德公司，如諾和諾德公司，19981998年用于研究、開發(fā)的年用于研究、開發(fā)的經(jīng)費(fèi)達(dá)到其產(chǎn)品銷售額的經(jīng)費(fèi)達(dá)到其產(chǎn)品銷售額的19%19%，從事研究和開發(fā)工，從事研究和開發(fā)工作的人數(shù)達(dá)到該公司總雇員的作的人數(shù)達(dá)到該公司總雇員的23%23%，直接用于酶制，直接用于酶制劑的研究和開發(fā)的經(jīng)費(fèi)估計在劑的研究和開發(fā)的經(jīng)費(fèi)估計在1

21、1億美元億美元以上。以上。3.3.國際酶制劑工業(yè)發(fā)展趨勢國際酶制劑工業(yè)發(fā)展趨勢酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論 大力研制、開發(fā)新酶種和新用途大力研制、開發(fā)新酶種和新用途 諾和諾德公司已經(jīng)開發(fā)出不依賴諾和諾德公司已經(jīng)開發(fā)出不依賴caca離子的離子的耐高溫耐高溫-淀粉酶，用于淀粉酶，用于洗滌劑的堿性洗滌劑的堿性-淀粉淀粉酶，極端耐熱、極端耐酸的酶，用于非水有機(jī)酶，極端耐熱、極端耐酸的酶，用于非水有機(jī)溶劑系統(tǒng)中反應(yīng)的酶，能夠應(yīng)用半年以上的固溶劑系統(tǒng)中反應(yīng)的酶，能夠應(yīng)用半年以上的固定化酶。定化酶。酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論

22、論 酶制劑的劑型趨向多樣化酶制劑的劑型趨向多樣化 國外大型酶制劑公司生產(chǎn)的酶制劑的劑型，國外大型酶制劑公司生產(chǎn)的酶制劑的劑型，不斷向多品種、不斷向多品種、多劑型多劑型、功能性、專用性和復(fù)合、功能性、專用性和復(fù)合性的多樣化方向發(fā)展性的多樣化方向發(fā)展酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論4.4.我國際酶制劑工業(yè)發(fā)展情況我國際酶制劑工業(yè)發(fā)展情況 重復(fù)建設(shè)，效益低下。生產(chǎn)成本占重復(fù)建設(shè)，效益低下。生產(chǎn)成本占70708080，200200家到家到5050家。家。 工藝設(shè)備落后。工藝設(shè)備落后。 研究、開發(fā)不足，新產(chǎn)品開發(fā)能力差。研究、開發(fā)不足，新產(chǎn)品開發(fā)能力差。 劑型少、產(chǎn)

23、品結(jié)構(gòu)不合理，應(yīng)用范圍窄。劑型少、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，應(yīng)用范圍窄。 -淀淀粉酶粉酶、糖化酶、堿性蛋白酶（糖化酶、堿性蛋白酶（97.6597.65，45.3145.31；19961996）。）。酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論5.我國酶制劑工業(yè)的若干對策建議我國酶制劑工業(yè)的若干對策建議 走集約化、規(guī)?；?jīng)營走集約化、規(guī)?；?jīng)營 加大科研投入，大力開發(fā)新品種加大科研投入，大力開發(fā)新品種 發(fā)展具有自己知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)發(fā)展具有自己知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù) 調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高技術(shù)含量提高技術(shù)含量 開發(fā)國際市場，創(chuàng)國際名牌開發(fā)國際市場，創(chuàng)國際名牌 酶工程酶工程 醫(yī)用生

24、物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論 在在“十一五十一五”期間，原有酶制劑將繼續(xù)提高酶期間，原有酶制劑將繼續(xù)提高酶活性，創(chuàng)國際名牌，加快開發(fā)和生產(chǎn)特種復(fù)合活性，創(chuàng)國際名牌，加快開發(fā)和生產(chǎn)特種復(fù)合酶制劑，應(yīng)用到酶制劑，應(yīng)用到造紙、飼料、環(huán)保、食品、紡造紙、飼料、環(huán)保、食品、紡織織等新領(lǐng)域中去。等新領(lǐng)域中去。 原有的酶制劑生產(chǎn)要繼續(xù)原有的酶制劑生產(chǎn)要繼續(xù)提高酶活性提高酶活性、產(chǎn)品檔產(chǎn)品檔次，加快開發(fā)和生產(chǎn)特種復(fù)合酶制劑次，加快開發(fā)和生產(chǎn)特種復(fù)合酶制劑，滿足各，滿足各個行業(yè)的廣泛需要。個行業(yè)的廣泛需要。 酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論酶工程酶工程

25、 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論研究熱點(diǎn)研究熱點(diǎn) 酶的基因克隆和異源表達(dá)酶的基因克隆和異源表達(dá) 酶分子的定向改造和進(jìn)化酶分子的定向改造和進(jìn)化 融合蛋白與融合酶融合蛋白與融合酶 酶的人工模擬酶的人工模擬 端粒酶端粒酶酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論飼用酶制劑的發(fā)展現(xiàn)狀飼用酶制劑的發(fā)展現(xiàn)狀 2000年全國飼用酶制劑的銷售量已達(dá)到年全國飼用酶制劑的銷售量已達(dá)到6000t。到到2005年我國飼用酶制劑的市場容量已達(dá)到年我國飼用酶制劑的市場容量已達(dá)到2萬萬t，而市場生產(chǎn)量大概只有而市場生產(chǎn)量大概只有8000t。按照我國配合飼料。按照我國配合

26、飼料產(chǎn)量年產(chǎn)量產(chǎn)量年產(chǎn)量1億億t計算，如果飼用酶制劑添加量按計算，如果飼用酶制劑添加量按0.1%計，全國計，全國1/2 配合飼料添加飼用酶制劑，則需配合飼料添加飼用酶制劑，則需要要5萬萬t的飼用酶制劑的飼用酶制劑，而我國目前飼用酶制劑市場，而我國目前飼用酶制劑市場生產(chǎn)量遠(yuǎn)未達(dá)到生產(chǎn)量遠(yuǎn)未達(dá)到市場容量市場容量。因此，飼用酶制劑在我。因此，飼用酶制劑在我國還有很大的市場空間和潛力國還有很大的市場空間和潛力 酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論 飼料中添加飼料中添加木聚糖酶木聚糖酶可有效降解飼料中的木聚糖，可有效降解飼料中的木聚糖，消除飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，降低動物腸

27、道內(nèi)食糜消除飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，降低動物腸道內(nèi)食糜粘度，提高飼料利用率，改善動物生產(chǎn)性能，故粘度，提高飼料利用率，改善動物生產(chǎn)性能，故木聚糖酶在飼料上的應(yīng)用市場前景非常廣闊。木聚糖酶在飼料上的應(yīng)用市場前景非常廣闊。 植酸酶植酸酶在飼料中得到成功推廣應(yīng)用。在飼料中得到成功推廣應(yīng)用。酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論 2000年之前國內(nèi)植酸酶市場還是以國外酶制劑廠年之前國內(nèi)植酸酶市場還是以國外酶制劑廠商銷售為主，到商銷售為主，到2002年之后國內(nèi)酶制劑生產(chǎn)企業(yè)年之后國內(nèi)酶制劑生產(chǎn)企業(yè)不但占領(lǐng)了國內(nèi)絕大部分植酸酶市場，不但占領(lǐng)了國內(nèi)絕大部分植酸酶市場，而且使中而且

28、使中國一躍成為世界上最大的植酸酶生產(chǎn)和銷售國家國一躍成為世界上最大的植酸酶生產(chǎn)和銷售國家。目前許多發(fā)達(dá)國家，政府有嚴(yán)格的法律限制，防目前許多發(fā)達(dá)國家，政府有嚴(yán)格的法律限制，防止環(huán)境的污染，尤其是對養(yǎng)殖場止環(huán)境的污染，尤其是對養(yǎng)殖場氮、磷氮、磷的排放，的排放，且許多國家更是為了解決環(huán)境污染問題強(qiáng)制推薦且許多國家更是為了解決環(huán)境污染問題強(qiáng)制推薦在飼料中使用植酸酶等酶制劑，這也給我們國內(nèi)在飼料中使用植酸酶等酶制劑，這也給我們國內(nèi)一些品牌酶制劑產(chǎn)品擴(kuò)大國際市場份額和影響力一些品牌酶制劑產(chǎn)品擴(kuò)大國際市場份額和影響力提供了很好的發(fā)展機(jī)會。提供了很好的發(fā)展機(jī)會。 酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研

29、室 李小英李小英緒緒 論論 通過基因工程和蛋白質(zhì)工程手段已經(jīng)對酶制劑的通過基因工程和蛋白質(zhì)工程手段已經(jīng)對酶制劑的基因進(jìn)行了不斷的研究，并培養(yǎng)出了很多基因進(jìn)行了不斷的研究，并培養(yǎng)出了很多活性強(qiáng)、活性強(qiáng)、酶活穩(wěn)定、使用條件寬松的產(chǎn)酶菌種，酶活穩(wěn)定、使用條件寬松的產(chǎn)酶菌種，使產(chǎn)酶菌使產(chǎn)酶菌種的發(fā)酵能力大大提高，發(fā)酵效率得到了不斷提種的發(fā)酵能力大大提高，發(fā)酵效率得到了不斷提升。單位酶活力的升高，再加上酶制劑的生產(chǎn)工升。單位酶活力的升高，再加上酶制劑的生產(chǎn)工藝和菌種的發(fā)酵水平的提高，藝和菌種的發(fā)酵水平的提高， 酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英緒緒 論論三三. .課程介紹課程介紹 酶工程學(xué)是生物學(xué)等學(xué)科的專業(yè)課，是生酶工程學(xué)是生物學(xué)等學(xué)科的專業(yè)課，是生物科學(xué)，特別是生物技術(shù)專業(yè)的核心課程。本物科學(xué)，特別是生物技術(shù)專業(yè)的核心課程。本課程主要介紹課程主要介紹酶分析方法，酶的分離工程，酶酶分析方法，酶的分離工程，酶的生產(chǎn)，酶的固定化技術(shù)，酶的分子工程，酶的生產(chǎn)，酶的固定化技術(shù)，酶的分子工程，酶反應(yīng)器及酶在醫(yī)藥、食品、化工、環(huán)境等方面反應(yīng)器及酶在醫(yī)藥、食品、化工、環(huán)境等方面的應(yīng)用。的應(yīng)用。 酶工程酶工程 醫(yī)用生物學(xué)教研室醫(yī)用生物學(xué)教研室 李小英李小英