酶工程-10-酶的應(yīng)用-2012

酶工程

EnzymeEngineering第十課酶的應(yīng)用ApplicationofEnzymes酶的應(yīng)用酶方法手段固定化酶水相有機(jī)相氣相固相超臨界相離子液體膠束體系修飾酶食品醫(yī)藥環(huán)境能源農(nóng)業(yè)專一性強(qiáng)催化效率高反應(yīng)溫和反應(yīng)器酶的應(yīng)用工業(yè)用酶制劑的市場(chǎng)和發(fā)展歷史1981年，全球工業(yè)酶制劑產(chǎn)量65,000t，產(chǎn)值4億美元1985年，全球工業(yè)酶制劑產(chǎn)量75,000t，產(chǎn)值6億美元1998年，全球酶制劑年銷售額達(dá)16億美元2001年，中國(guó)工業(yè)酶制劑總產(chǎn)量超過(guò)32萬(wàn)噸，產(chǎn)值6億多元2008年，全球工業(yè)酶制劑銷售額超過(guò)30億美元酶的應(yīng)用工業(yè)用酶制劑的市場(chǎng)和發(fā)展歷史全球主要的酶制劑生產(chǎn)廠商N(yùn)ovoNordisk（諾和諾德，丹麥）Genencor（杰能科，美國(guó)）Gist-Brocades（荷蘭，已被Genencor收購(gòu)）Cultor（科特，芬蘭）Solvay（蘇爾威，比利時(shí)，已被Genencor收購(gòu)）Chr.Hansen（漢森，丹麥）RhonePonlenc（羅蘭·普朗克，法國(guó)）Quest（荷蘭）酶的應(yīng)用工業(yè)用酶制劑的市場(chǎng)和發(fā)展歷史NovoNordisk?公司簡(jiǎn)介1923年成立，總部位于哥本哈根，是世界領(lǐng)先的生物制藥公司，在全球70個(gè)國(guó)家設(shè)有分支機(jī)構(gòu)，銷售遍及超過(guò)179個(gè)國(guó)家，在胰島素開發(fā)和生產(chǎn)方面居世界領(lǐng)先地位Novozymes?(諾維信)是NovoNordisk下屬子公司，專門生產(chǎn)各種酶制劑產(chǎn)品Novozymes?還出版發(fā)行BioTimes?雜志1994年Novozymes?在天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)建立全球酶制劑生產(chǎn)基地，在北京中關(guān)村設(shè)立中國(guó)首家外資生物技術(shù)研發(fā)中心酶的應(yīng)用工業(yè)用酶制劑的市場(chǎng)和發(fā)展歷史Genencor?公司簡(jiǎn)介Genencor?是Danisco?公司的子公司，是全球最大的工業(yè)用酶開發(fā)商和制造商之一，也是世界上最大的生物技術(shù)公司之一，開發(fā)、制造和提供高效且環(huán)保的酶制品Genencor?在全球各地?fù)碛?0家制造基地，在80多個(gè)國(guó)家/地區(qū)開展業(yè)務(wù)，為全球各地的客戶提供250多種蛋白質(zhì)和酶產(chǎn)品，尤其在生物資源利用與轉(zhuǎn)化、生物能源生產(chǎn)等領(lǐng)域用酶方面具有良好的業(yè)績(jī)酶的應(yīng)用工業(yè)用酶制劑的市場(chǎng)和發(fā)展歷史酶制劑在各行業(yè)所占百分比酶的應(yīng)用工業(yè)用酶制劑的市場(chǎng)和發(fā)展歷史工業(yè)酶制劑的來(lái)源目前所用的工業(yè)酶中水解酶占了80%以上，其中蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶是目前工業(yè)應(yīng)用的三大酶系植物來(lái)源的酶木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、無(wú)花果蛋白酶、麥芽淀粉水解酶、辣根過(guò)氧化物酶、大豆脂肪氧合酶等動(dòng)物來(lái)源的酶豬胰蛋白酶、胃蛋白酶、馬肝過(guò)氧化物酶、蛇毒磷酸酯酶等微生物來(lái)源的酶酵母醇脫氫酶、假單孢菌脂肪酶、青霉素?；傅让傅膽?yīng)用工業(yè)用酶制劑的市場(chǎng)和發(fā)展歷史工業(yè)酶制劑的等級(jí)工業(yè)級(jí)食品級(jí)醫(yī)藥級(jí)工業(yè)酶制劑對(duì)酶穩(wěn)定性的要求干燥品：25oC保持6個(gè)月；4oC保持12個(gè)月液體酶：25oC保持3個(gè)月；4oC保持6個(gè)月

酶制劑的純度和催化活力決定了酶制劑的價(jià)格！注意：酶是通過(guò)催化活性來(lái)識(shí)別和出售，而不是質(zhì)量！酶的應(yīng)用工業(yè)用酶制劑的市場(chǎng)和發(fā)展歷史酶制品研究開發(fā)的熱點(diǎn)食品加工用酶，特別是生產(chǎn)低聚糖的酶類飼料用酶，重點(diǎn)是植酸酶紡織用酶，特別是原果膠酶（protopectinase)的開發(fā)與應(yīng)用化妝品用酶藥用酶：臨床診斷用酶、治療用酶等酶的應(yīng)用酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用酶在食品方面的應(yīng)用酶在輕工和化工領(lǐng)域的應(yīng)用酶在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用酶在生物技術(shù)方面的應(yīng)用酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用醫(yī)用酶簡(jiǎn)史2500多年前，中國(guó)用麴治療消化不良的疾病1894年，日本高峰讓吉利用米曲霉淀粉酶治療消化不良20世紀(jì)初，用胰島素治療糖尿??；1978年，Genentech公司在E.coli中表達(dá)出胰島素酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用可歸納為下列三方面用酶進(jìn)行疾病的診斷用酶治療各種疾病用酶制造各種藥物酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病診斷酶學(xué)診斷根據(jù)體內(nèi)原有酶活性的變化來(lái)診斷某些疾病利用酶來(lái)測(cè)定體內(nèi)某些物質(zhì)的含量，從而診斷某些疾病基本原理和依據(jù)健康人體內(nèi)某些酶量和活力是恒定在一定范圍內(nèi)的人體患病時(shí)，由于組織、細(xì)胞受到損傷，或者代謝異常，導(dǎo)致體內(nèi)某些酶活性發(fā)生相應(yīng)的變化酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病診斷體內(nèi)酶活性變化與相應(yīng)的疾?。ū恚┟讣膊∨c酶活性變化淀粉酶活性升高：胰臟疾病、腎臟疾??；活性降低：肝病膽堿酯酶活性降低：肝病、肝硬化、有機(jī)磷中毒、風(fēng)濕等疾病酸性磷酸酶活性升高：前列腺癌、肝炎、紅細(xì)胞病變堿性磷酸酶活性升高：佝僂病、軟骨化病、骨瘤、甲狀旁腺功能亢進(jìn)；活性降低：軟骨發(fā)育不全谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性升高：肝病、心肌梗死等谷草轉(zhuǎn)氨酶活性升高：肝病、心肌梗死等

-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶活性升高：原發(fā)性和繼發(fā)性肝癌（200單位以上）、阻塞性黃疸、肝硬化、膽管癌等酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病診斷體內(nèi)酶活性變化與相應(yīng)的疾?。ɡm(xù)表）酶疾病與酶活性變化醛縮酶活性升高：急性傳染性肝炎、心肌梗死胃蛋白酶活性升高：胃癌：活性升高；十二指腸潰瘍：活性降低磷酸葡萄糖變位酶活性升高：肝炎、癌癥

-葡萄糖醛縮酶活性升高：腎癌、膀胱癌乳酸脫氫酶活性升高：肝癌、急性肝炎、心肌梗死；乳酸脫氫酶同工酶LDH1增高：心肌梗死、惡性貧血；LDH2增高：白血病、肌肉萎縮；LDH3增高：白血病、淋巴肉瘤、肺癌；LDH4增高：轉(zhuǎn)移性肝癌、結(jié)腸癌；LDH5增高：肝炎、原發(fā)性肝癌、脂肪肝、心肌梗死等酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病診斷體內(nèi)酶活性變化與相應(yīng)的疾?。ɡm(xù)表）酶疾病與酶活性變化端粒酶檢出活性：癌癥碳酸酐酶活性升高：壞血病、貧血等山梨醇脫氫酶活性升高：急性肝炎（顯著升高）5’-核苷酸酶活性升高：阻死性黃疸、肝癌脂肪酶活性升高：急性胰腺炎（顯著升高）、胰腺癌、膽管炎肌酸磷酸激酶活性升高：心肌梗死（顯著升高）、肌炎、肌肉創(chuàng)傷單胺氧化酶活性升高：肝臟纖維化、糖尿病、甲狀腺功能亢進(jìn)磷酸己糖異構(gòu)酶活性升高：急性肝炎（極度升高）、心肌梗死、急性腎炎、腦溢血酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病診斷根據(jù)體內(nèi)酶活性變化診斷疾病實(shí)例(1)酸性磷酸酶（acidphosphatase，EC3.1.3.2）來(lái)源于骨、肝、腎、胰等，催化磷酸單酯水解（pH5～6，37oC）診斷依據(jù)——前列腺癌患者及出現(xiàn)肝炎、甲狀旁腺功能亢進(jìn)，紅血球病變等疾病時(shí)，血清中酸性磷酸酶的活力都會(huì)升高采用某些抑制劑的選擇性抑制作用，可以檢測(cè)特定的病變部位乙醇、酒石酸：抑制前列腺酸性磷酸酶，對(duì)紅細(xì)胞源性的較弱Cu2+、甲醛：抑制紅細(xì)胞酸性磷酸酶，對(duì)前列腺源性的較弱活性測(cè)定方法定磷法（檢測(cè)產(chǎn)物磷酸濃度的變化速率，鉬藍(lán)顯色光度法）其他方法酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病診斷根據(jù)體內(nèi)酶活性變化診斷疾病實(shí)例(2)堿性磷酸酶（alkalinephosphatase，EC3.1.3.1）主要由造骨細(xì)胞產(chǎn)生，催化磷酸單酯水解（pH9.5～10，37oC）診斷依據(jù)活性升高——骨骼疾病、甲狀旁腺功能亢進(jìn)、黃疸性肝炎等活性降低——軟骨發(fā)育不全佝僂病的檢測(cè)：高靈敏度活性測(cè)定方法（同“酸性磷酸酶”）酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病診斷根據(jù)體內(nèi)酶活性變化診斷疾病實(shí)例(3)谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT，EC2.6.1.2）和谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT，EC2.6.1.1）GPT催化Ala與

-酮戊二酸之間的氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)GOT催化Asp與

-酮戊二酸之間的氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病診斷根據(jù)體內(nèi)酶活性變化診斷疾病實(shí)例(3)谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT，EC2.6.1.2）和谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT，EC2.6.1.1）診斷依據(jù)——肝臟疾病致使酶活性升高急性傳染性肝炎診斷——GPT和GOT活性急劇升高肝病診斷——肝硬化和阻塞性黃疸肝炎，GPT和GOT活性升高心肌梗死——GOT活性顯著升高活性測(cè)定方法酮酸與2,4-二硝基苯肼顯色法（生成2,4-二硝基苯腙，棕紅色）酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病診斷根據(jù)體內(nèi)酶活性變化診斷疾病實(shí)例(4)乳酸脫氫酶（LDH，EC1.1.1.27）及其同工酶催化乳酸脫氫生成丙酮酸（2,4-二硝基苯肼顯色法測(cè)定其活力）診斷依據(jù)LDH同工酶可采用醋酸纖維薄膜電泳或瓊脂膜電泳分離乳酸脫氫酶活性升高：肝癌、急性肝炎、心肌梗死；乳酸脫氫酶同工酶LDH1增高：心肌梗死、惡性貧血；LDH2增高：白血病、肌肉萎縮；LDH3增高：白血病、淋巴肉瘤、肺癌；LDH4增高：轉(zhuǎn)移性肝癌、結(jié)腸癌；LDH5增高：肝炎、原發(fā)性肝癌、脂肪肝、心肌梗死等酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病診斷根據(jù)體內(nèi)酶活性變化診斷疾病實(shí)例(5)葡萄糖磷酸異構(gòu)酶（glucosephosphateisomerase，EC5.3.1.9）催化6-磷酸葡萄糖異構(gòu)化為6-磷酸果糖（pH7.8，37oC）診斷依據(jù)急性肝炎患者血清中此酶活力極度升高心肌梗死、腎炎、腦溢血患者此酶活力顯著升高酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病診斷根據(jù)體內(nèi)酶活性變化診斷疾病實(shí)例(6)膽堿酯酶（cholinesterase，EC3.1.1.8）催化膽堿酯水解，生成膽堿和有機(jī)酸診斷依據(jù)：發(fā)生傳染性肝炎、肝硬化、風(fēng)濕、營(yíng)養(yǎng)不良等疾病時(shí)，血清中膽堿酯酶活性下降(7)端粒酶（telomerase）核糖核蛋白的一種，包含蛋白質(zhì)和RNA，催化端粒合成和延長(zhǎng)診斷依據(jù)：人體正常細(xì)胞內(nèi)一般不能檢測(cè)到端粒酶活性，但在分化程度較低的癌細(xì)胞中卻可以明顯檢測(cè)到端粒酶活性酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病診斷用酶測(cè)定體液中某些物質(zhì)的量來(lái)診斷疾?。ū恚┟复郎y(cè)物質(zhì)用途葡萄糖氧化酶葡萄糖測(cè)定血糖、尿糖，診斷糖尿病葡萄糖氧化酶+過(guò)氧化物酶葡萄糖測(cè)定血糖、尿糖，診斷糖尿病脲酶脲測(cè)定血液、尿液中脲的含量，診斷肝臟、腎臟病變尿酸酶尿酸檢測(cè)痛風(fēng)病谷氨酰胺酶谷氨酰胺測(cè)定腦脊液中Gln含量，診斷肝昏迷、肝硬化膽固醇氧化酶膽固醇測(cè)定膽固醇含量，診斷高血脂等DNA聚合酶基因通過(guò)基因擴(kuò)增/測(cè)序，診斷基因變異，檢測(cè)癌基因酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病診斷用酶測(cè)定體液中某些物質(zhì)的量來(lái)診斷疾病的實(shí)例(1)糖尿病診斷——葡萄糖測(cè)定利用葡萄糖氧化酶（glucoseoxidase，EC1.1.3.4）催化葡萄糖氧化的反應(yīng)來(lái)定量檢測(cè)血液/尿液中的葡萄糖含量可以制作成葡萄糖氧化酶電極進(jìn)行方便地檢測(cè)酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病診斷用酶測(cè)定體液中某些物質(zhì)的量來(lái)診斷疾病的實(shí)例(1)糖尿病診斷——葡萄糖測(cè)定葡萄糖氧化反應(yīng)中生成的H2O2在過(guò)氧化物酶催化下與某些化合物反應(yīng)生成有色化合物，用光譜法進(jìn)行定量檢測(cè)可以將葡萄糖氧化酶與過(guò)氧化物酶共同制成試紙，便于血液/尿液中葡萄糖的檢測(cè)酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病診斷用酶測(cè)定體液中某些物質(zhì)的量來(lái)診斷疾病的實(shí)例(2)肝臟、腎臟疾病檢測(cè)——脲（尿素）測(cè)定脲酶（urease，EC3.5.1.5）專一性催化尿素的水解反應(yīng)：尿液中尿素氮占總氮的80～90%；血液中尿素氮占非蛋白總氮的40～65%診斷依據(jù)腎機(jī)能障礙時(shí)，尿液中脲含量減少而血液中脲增加肝臟實(shí)質(zhì)性病變時(shí)，脲的生成量減少，血液和尿液中的脲含量均下降酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病診斷用酶測(cè)定體液中某些物質(zhì)的量來(lái)診斷疾病的實(shí)例(3)基因檢測(cè)——癌癥相關(guān)基因的檢測(cè)DNA聚合酶（DNApolymerase，EC2.7.7.7）依賴于DNA的DNA聚合酶以DNA為模板和引物，催化脫氧核苷三磷酸聚合成DNAPCR擴(kuò)增測(cè)序與正常基因序列比對(duì)酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病預(yù)防和治療藥用酶直接將酶作為藥物治療疾病藥用酶專一性較強(qiáng)，療效較好，但可能存在免疫排斥問(wèn)題部分疾病的治療用酶（表）治療的疾病酶來(lái)源治療消化不良、食欲不振淀粉酶胰臟、麥芽、微生物蛋白酶胰臟、胃、植物、微生物脂肪酶胰臟、微生物纖維素酶霉菌治療心肌梗死尿激酶人尿液組織纖溶酶原激活劑轉(zhuǎn)基因微生物、動(dòng)物細(xì)胞酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病預(yù)防和治療部分疾病的治療用酶（續(xù)表）治療的疾病酶來(lái)源溶血栓溶纖酶、蚓激酶蚯蚓納豆激酶納豆、納豆生產(chǎn)菌豆豉纖溶酶豆豉生產(chǎn)菌降纖酶蛇毒抗癌、抗白血病L-天冬酰胺酶E.coliL-精氨酸酶微生物L(fēng)-谷氨酰胺酶微生物L(fēng)-組氨酸（脫氨）酶微生物預(yù)防輻射損傷和氧中毒超氧化物歧化酶（SOD）來(lái)源廣泛治療細(xì)菌性和病毒性疾病溶菌酶蛋清、微生物酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病預(yù)防和治療部分疾病的治療用酶（續(xù)表）治療的疾病酶來(lái)源治療青霉素引起的過(guò)敏反應(yīng)青霉素酶蠟狀芽孢桿菌治療出血性疾病凝血酶蛇、細(xì)菌、酵母等預(yù)防齲齒右旋糖酐酶微生物治療動(dòng)脈硬化、降血脂彈性蛋白酶胰臟抗感染、治療肝癌核糖核酸酶胰臟治療遺傳缺陷病

-半乳糖苷酶牛肝、人胎盤基因治療，治療病毒性疾病核酸類酶生物來(lái)源或人工改造治療痛風(fēng)尿酸酶牛腎清除致病性抗原抗體酶分子修飾、誘導(dǎo)酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病預(yù)防和治療用酶進(jìn)行治療的實(shí)例(1)蛋白酶（proteinase）來(lái)源：以動(dòng)植物來(lái)源為主，如胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、菠蘿蛋白酶、胃蛋白酶等主要功能：使蛋白質(zhì)的構(gòu)造和功能發(fā)生變化，對(duì)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、組織破壞、變形、激素活化、受體和配基相互作用、感染、細(xì)胞增殖等過(guò)程都有影響給藥方式：口服給藥，局部外敷、肌肉注射、靜脈注射副作用：注射給藥可引起人體免疫反應(yīng)，過(guò)敏反應(yīng)等（可以通過(guò)分子修飾降低抗原性）酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病預(yù)防和治療用酶進(jìn)行治療的實(shí)例(1)蛋白酶（proteinase）治療消化不良和食欲不振與淀粉酶、脂肪酶等制成復(fù)合制劑胰酶：胰蛋白酶+胰脂肪酶+胰淀粉酶；口服給藥作為消炎劑治療炎癥機(jī)理：分解蛋白質(zhì)和多肽，使炎癥部位壞死組織溶解，增加組織通透性，抑制浮腫，促進(jìn)病灶附近組織積液排出，并抑制肉芽的形成治療高血壓機(jī)理：蛋白酶催化運(yùn)動(dòng)遲緩素原及胰血管舒張素原水解，除去部分肽段后，生成運(yùn)動(dòng)遲緩素及胰血管舒張素，使血壓下降酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病預(yù)防和治療用酶進(jìn)行治療的實(shí)例(2)溶菌酶（lysozyme）1922年由弗萊明發(fā)現(xiàn)并命名；溶菌酶在蛋清中含量最高，具有抗菌、消炎、鎮(zhèn)痛作用殺菌機(jī)理作用于細(xì)菌的細(xì)胞壁（肽聚糖），可使其溶解死亡；對(duì)人體副作用小對(duì)抗生素有耐藥性的細(xì)菌同樣可起到溶菌作用，因此可與抗生素聯(lián)合使用，提高抗生素的療效抗病毒機(jī)理與帶負(fù)電荷的病毒蛋白、核酸等結(jié)合，形成復(fù)合物酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病預(yù)防和治療用酶進(jìn)行治療的實(shí)例(3)超氧化物歧化酶（superoxidedismutase，SOD，EC1.15.1.1）催化超氧負(fù)離子（O2-）的氧化還原，生成O2和H2O2來(lái)源廣泛，從動(dòng)物血液、多種植物中均可提取，也可通過(guò)微生物發(fā)酵獲得功效：抗氧化、抗衰老、抗輻射，主要用于治療紅斑狼瘡、皮肌炎、結(jié)腸炎、氧中毒等疾病給藥：注射、口服、外用等方式，未見(jiàn)明顯副作用酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病預(yù)防和治療用酶進(jìn)行治療的實(shí)例(4)L-天冬酰胺酶（L-asparaginase，EC3.5.1.1）第一種治療癌癥的酶，對(duì)白血病有顯著療效（商品名Leunase?）作用機(jī)理癌細(xì)胞缺乏L-天冬酰胺合成酶，只能攝取外來(lái)的L-Asn而存活；L-天冬酰胺酶進(jìn)入癌細(xì)胞后，分解L-Asn，切斷了癌細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，從而導(dǎo)致癌細(xì)胞死亡有過(guò)敏反應(yīng)！酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——疾病預(yù)防和治療用酶進(jìn)行治療的實(shí)例(5)尿激酶（urokinase，UK，EC3.4.21.73）堿性蛋白酶，主要存在于哺乳動(dòng)物尿液中，也可通過(guò)體外培養(yǎng)動(dòng)物的腎細(xì)胞獲得，具有溶解血栓的功能H-UK（54kDa）和L-UK（33kDa）作用機(jī)理：纖溶酶原（激活）纖溶酶纖溶酶催化水解血纖維蛋白、凝血因子等蛋白質(zhì)水解用于治療各種血栓性疾病，如心肌梗死、腦血栓等，一般靜脈注射或局部注射給藥，但專一性較差酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——藥物生產(chǎn)藥物的酶法生產(chǎn)利用酶的催化作用將前體物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有活性的藥物的技術(shù)過(guò)程生產(chǎn)的藥物酶主要來(lái)源半合成青霉素、頭孢菌素青霉素酰化酶微生物氫化可的松11

-羥基酶霉菌多巴（L-二羥基苯丙氨酸）L-酪氨酸轉(zhuǎn)氨酶細(xì)菌阿拉伯糖腺嘌呤核苷（阿糖腺苷）核苷磷酸化酶微生物聚肌苷酸、聚胞苷酸多核苷酸磷酸化酶微生物豬胰島素(Ala30)轉(zhuǎn)變?yōu)槿艘葝u素(Thr30)無(wú)色桿菌蛋白酶細(xì)菌人參皂苷-Rh2

-葡萄糖苷酶黑曲霉等酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——藥物生產(chǎn)藥物的酶法生產(chǎn)實(shí)例1——青霉素?；傅膽?yīng)用青霉素?；福╬enicillinacylase，EC3.5.1.11）在醫(yī)藥工業(yè)上廣泛使用的一種酶，1973年已用于工業(yè)化生產(chǎn)，用于制造半合成青霉素和頭孢菌素催化反應(yīng)類型催化青霉素水解生成6-氨基青霉烷酸（6-APA）催化頭孢菌素水解生成7-氨基頭孢霉烷酸（7-ACA）催化6-APA或7-ACA的?；磻?yīng)，生產(chǎn)半合成青霉素或半合成頭孢菌素反應(yīng)方向控制水解反應(yīng)：弱堿性，pH7.0～8.0?；磻?yīng)：弱酸性，pH5.0～7.0酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——藥物生產(chǎn)藥物的酶法生產(chǎn)實(shí)例1——青霉素?；傅膽?yīng)用半合成青霉素的生產(chǎn)酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——藥物生產(chǎn)藥物的酶法生產(chǎn)實(shí)例1——青霉素?；傅膽?yīng)用半合成頭孢菌素（先鋒霉素）的生產(chǎn)酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——藥物生產(chǎn)藥物的酶法生產(chǎn)實(shí)例2——神經(jīng)遞質(zhì)多巴的生產(chǎn)“多巴（DOPA）”，學(xué)名為“3,4-二羥苯丙氨酸”，是一種重要的神經(jīng)遞質(zhì)，用于治療帕金森（Parkinson）綜合癥多巴合成的相關(guān)酶單酚單加氧酶（monophenolmonooxygenase，EC1.14.18.1）

-酪氨酸酶（

-tyrosinase，EC4.1.99.2）酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——藥物生產(chǎn)藥物的酶法生產(chǎn)實(shí)例2——神經(jīng)遞質(zhì)多巴的生產(chǎn)單酚單加氧酶催化L-Tyr羥基化從鄰苯二酚與丙酮酸、氨縮合制備（

-酪氨酸酶催化）酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——藥物生產(chǎn)藥物的酶法生產(chǎn)實(shí)例3——人參皂苷Rh2的生產(chǎn)人參皂苷Rh2（ginsenosideRh2）屬于三萜類皂苷，具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性人參皂苷Rh2在人參中含量很低，化學(xué)合成難度大人參皂苷Rh2與其他人參皂苷的差別在于糖基的種類和數(shù)目不同，因此可以從其他類型的人參皂苷經(jīng)生物轉(zhuǎn)化得到。酶的應(yīng)用酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用——藥物生產(chǎn)藥物的酶法生產(chǎn)實(shí)例3——人參皂苷Rh2的生產(chǎn)利用

-D-葡萄糖苷酶（

-D-glucosidase，EC3.2.1.21）催化人參二醇皂苷中

-D-葡萄糖殘基的水解制備人參皂苷Rh2酶的應(yīng)用酶在食品方面的應(yīng)用酶在食品方面的應(yīng)用具有悠久的歷史，也是目前應(yīng)用酶制劑最廣泛的領(lǐng)域食品保鮮應(yīng)用食品生產(chǎn)食品添加劑生產(chǎn)改善食品的品質(zhì)和風(fēng)味酶的應(yīng)用酶在食品方面的應(yīng)用——食品保鮮食品除氧保鮮O2引起的食品變質(zhì)氧化不飽和油脂，產(chǎn)生不良?xì)馕?，降低營(yíng)養(yǎng)價(jià)值食品褐變：食品中的多酚被氧化成醌類物質(zhì)食品除氧葡萄糖氧化酶（glucoseoxidase，EC1.1.3.4）催化O2的消耗在食品中，加入含葡萄糖和葡萄糖氧化酶的多孔保鮮袋酶的應(yīng)用酶在食品方面的應(yīng)用——食品保鮮蛋白類制品脫糖蛋白類制品中混入的少量的葡萄糖與蛋白質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間接觸會(huì)影響這些制品的色澤和溶解性脫糖處理：使用葡萄糖氧化酶，在蛋白類制品成型前先除去糖食品滅菌保鮮微生物污染是導(dǎo)致食品腐敗變質(zhì)的重要原因溶菌酶（lysozyme，EC3.2.1.17）專一性地作用于細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖中N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡萄糖胺之間的

-1,4-糖苷鍵，從而破壞細(xì)胞壁，使細(xì)菌溶解酶的應(yīng)用酶在食品方面的應(yīng)用——食品生產(chǎn)古老的手工業(yè)部門食品工業(yè)是最早和最廣泛應(yīng)用酶的部門之一，已有幾十種商品化的酶成功地應(yīng)用于食品工業(yè)世界食品用酶中的60%由Novozymes公司提供酶在主要幾類食品工業(yè)中應(yīng)用淀粉類食品生產(chǎn)蛋白類食品生產(chǎn)果蔬類食品生產(chǎn)酶的應(yīng)用酶在食品方面的應(yīng)用——食品生產(chǎn)淀粉類食品生產(chǎn)酶在淀粉類產(chǎn)品中的應(yīng)用（表）酶用途

-淀粉酶生產(chǎn)糊精、麥芽糊精

-淀粉酶、糖化酶生產(chǎn)淀粉水解糖、葡萄糖

-淀粉酶、

-淀粉酶、支鏈淀粉酶生產(chǎn)飴糖、麥芽糖、啤酒釀造支鏈淀粉酶生產(chǎn)直鏈淀粉糖化酶、支鏈淀粉酶生產(chǎn)葡萄糖

-淀粉酶、糖化酶、葡萄糖異構(gòu)酶生產(chǎn)果葡糖漿、高果糖漿、果糖環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶生產(chǎn)環(huán)糊精酶的應(yīng)用酶在食品方面的應(yīng)用——食品生產(chǎn)淀粉類食品生產(chǎn)(1)葡萄糖生產(chǎn)

-淀粉酶（

-amylase，EC3.2.1.1）：隨機(jī)從淀粉鏈中切開

-1,4-糖苷鍵，生成中等分子量的糊精和部分還原糖糖化酶（glucoamylase，EC3.2.1.3）：作用于淀粉或糊精，從非還原端開始逐個(gè)水解

-1,4-糖苷鍵，生成葡萄糖酶的應(yīng)用酶在食品方面的應(yīng)用——食品生產(chǎn)淀粉類食品生產(chǎn)(2)用木糖異構(gòu)酶生產(chǎn)果葡糖漿木糖異構(gòu)酶（xyloseisomerase，EC5.3.1.5）能催化D-醛糖與D-酮糖之間的異構(gòu)化反應(yīng)其最適底物是D-木糖，但能催化D-葡萄糖生成D-果糖，現(xiàn)多采用固定化木糖異構(gòu)酶來(lái)生產(chǎn)果葡糖漿主要工藝升高反應(yīng)溫度，使平衡向生成D-果糖的方向移動(dòng)（吸熱），最適溫度60～70oC，控制異構(gòu)化率42～45%脫色、精制、濃縮，得到固形物含量71%的果葡糖漿將D-葡萄糖從糖漿中分離，進(jìn)一步異構(gòu)化，可得高果糖漿酶的應(yīng)用酶在食品方面的應(yīng)用——食品生產(chǎn)淀粉類食品生產(chǎn)(3)環(huán)糊精的生產(chǎn)由環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶（cyclodextringlucosyltransferase，CGTase，EC2.4.1.19）作用于淀粉而制得酶的應(yīng)用酶在食品方面的應(yīng)用——食品生產(chǎn)蛋白類食品生產(chǎn)干酪（cheese）的生產(chǎn)干酪，即奶酪，是乳中的酪蛋白凝固而成的一種食品，主要含蛋白質(zhì)、乳脂、維生素和少量無(wú)機(jī)鹽凝乳蛋白酶生產(chǎn)干酪牛乳中含

-、

-、

-三種酪蛋白

-酪蛋白被凝乳蛋白酶催化水解成副

-酪蛋白，釋放出分子量6,000～8,000的可溶性糖肽副

-酪蛋白能與Ca2+結(jié)合而凝固

-和

-酪蛋白對(duì)Ca2+敏感，又失去了

-酪蛋白的抗凝固保護(hù)，因此一起凝固生成奶酪酶的應(yīng)用酶在食品方面的應(yīng)用——食品生產(chǎn)果蔬類食品生產(chǎn)果膠酶在果汁和果酒生產(chǎn)中的應(yīng)用果膠（pectin）是廣泛存在于植物細(xì)胞壁中的一種天然多糖，主要結(jié)構(gòu)是含

-1,4-糖苷鍵的部分甲酯化的聚半乳糖醛酸果膠酶（pectinase）是一種多酶復(fù)合體系，是所有具有分解果膠質(zhì)性能的酶的總稱果膠酯酶（pectinesterase，PE，EC3.1.1.11）聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase，PG）分為內(nèi)切（endo-PG，EC3.2.1.15）和外切（exo-PG，EC3.2.1.67）兩種酶的應(yīng)用酶在食品方面的應(yīng)用——食品生產(chǎn)果蔬類食品生產(chǎn)果膠酶在果汁和果酒生產(chǎn)中的應(yīng)用水果中大量的果膠造成果肉壓榨困難，出汁率低，果汁渾濁在果肉壓榨之前，一般先將新鮮果肉用果膠酶處理，提高出汁率，有利于分離果肉，澄清果汁酶的應(yīng)用酶在食品方面的應(yīng)用——食品添加劑生產(chǎn)食品添加劑為改善食品的品質(zhì)和色、香、味，以及為了防腐和加工工藝需要而加入到食品中的天然的或化學(xué)合成的物質(zhì)添加劑主要類型酸味劑——乳酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸等甜味劑——高果糖漿、阿斯巴甜等增味劑（鮮味劑）——L-谷氨酸及其鹽、肌苷等乳化劑——甘油單酯、大豆磷脂、“起云劑”等其他食用色素、食用香精食品防腐劑、增稠劑等酶在食品方面的應(yīng)用——食品添加劑生產(chǎn)甜味劑阿斯巴甜（AsPartame）的合成第七章食品乳化劑甘油單酯的生產(chǎn)第七章酶的應(yīng)用酶的應(yīng)用酶在食品方面的應(yīng)用——改善食品品質(zhì)和風(fēng)味風(fēng)味酶改善食品風(fēng)味直接以酶制劑的形式加入到食品中以改善或強(qiáng)化食品風(fēng)味的酶風(fēng)味酶水解食物中的某些物質(zhì)，釋放出特殊的風(fēng)味例：奶油風(fēng)味酶

作用于含乳脂和奶油的食品

增強(qiáng)奶油香味面包/糕點(diǎn)制作

-淀粉酶水解淀粉，產(chǎn)生麥芽糖和葡萄糖，有利于酵母利用并產(chǎn)生CO2，使面包變得松軟

-淀粉酶水解淀粉，產(chǎn)生麥芽糖，改善風(fēng)味，防止面包老化蛋白酶水解蛋白質(zhì)，有利于軟化面筋，保持面包松軟脫脂奶粉+乳糖酶改善糕點(diǎn)的色澤與質(zhì)量脂肪酸氧化酶氧化分解不飽和脂肪酸，產(chǎn)生芳香味酶的應(yīng)用酶在食品方面的應(yīng)用——改善食品品質(zhì)和風(fēng)味蔗糖酶處理食品催化蔗糖水解生成甜度更高的果糖，用于食品增甜苦味的去除氨肽酶/羧肽酶魚蛋白中苦味肽水解

-鼠李糖苷酶去除橙汁等柑橘類果汁中具有苦味的柚苷乳制品香味的提升脂肪酶/酯酶催化脂肪酸分解，增加香氣和乳化性酶的應(yīng)用酶在輕工和化工領(lǐng)域的應(yīng)用酶在輕工業(yè)方面的應(yīng)用，促進(jìn)了新產(chǎn)品、新工藝和新技術(shù)的發(fā)展酶制劑的廣泛應(yīng)用，提高了生產(chǎn)效率，降低原材料消耗，還提高了產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)用原料處理生產(chǎn)化工產(chǎn)品增強(qiáng)產(chǎn)品的使用效果酶的應(yīng)用酶在輕工和化工領(lǐng)域的應(yīng)用——原料處理(1)發(fā)酵原料處理淀粉大部分微生物難以利用淀粉，必須先將淀粉水解成可利用的糖用

-淀粉酶液化淀粉，而后用糖化酶處理制糖纖維素用纖維素酶處理、水解戊聚糖（木聚糖、阿拉伯糖等）戊聚糖存在于植物原料中用戊聚糖酶處理、降解酶的應(yīng)用酶在輕工和化工領(lǐng)域的應(yīng)用——原料處理(2)紡織原料處理織物上漿和褪漿為增強(qiáng)纖維的強(qiáng)度和光滑性，便于紡織，需要先行上漿淀粉用

-淀粉酶處理，達(dá)到合適黏度后上漿在漂白、印染工序之前，用

-淀粉酶水解漿液，褪盡漿液布料表面纖維的處理丹麥Novo公司首先用纖維素酶處理牛仔布的棉纖維，增加面料的古樸的感覺(jué)里氏木霉（T.reesei）酸性纖維素酶處理棉和麻的纖維，除去纖維表面的毛，使纖維表面發(fā)出光澤，并產(chǎn)生自然和柔軟性用蛋白酶處理羊毛面料，使西裝面料的質(zhì)量得到極大改善T.reesei酶的應(yīng)用酶在輕工和化工領(lǐng)域的應(yīng)用——原料處理(3)紙漿的處理木質(zhì)素去除傳統(tǒng)化學(xué)方法：堿性硫酸鹽和二氯化鹽處理，致癌，環(huán)境污染酶處理法：采用木質(zhì)素酶（ligninase）降解，大大減輕污染紙漿漂白傳統(tǒng)化學(xué)方法：二氯化鹽漂白處理酶處理法：木聚糖酶、半纖維素酶、木質(zhì)素過(guò)氧化物酶等處理紙張回收利用利用纖維素酶除去舊紙張上的墨跡（機(jī)理不明）酶的應(yīng)用酶在輕工和化工領(lǐng)域的應(yīng)用——原料處理(4)生絲脫膠天然蠶絲表面包裹著一層絲膠，為提高絲的質(zhì)量，可采用胰蛋白酶、木瓜蛋白酶或微生物蛋白酶在溫和條件下處理脫膠(5)羊毛除垢羊毛表面的鱗垢是由蛋白質(zhì)堆積而成的聚合體，可以用枯草桿菌蛋白酶除去，提高羊毛的著色率(6)皮革軟化和脫毛幾千年來(lái)人們利用動(dòng)物排泄物提取物進(jìn)行皮革軟化，1908年，德國(guó)人Rohm改進(jìn)軟化工藝，用胰蛋白酶進(jìn)行皮革軟化目前已廣泛使用堿性、中性蛋白酶水解毛囊中蛋白質(zhì)而使毛脫落酶的應(yīng)用酶在輕工和化工領(lǐng)域的應(yīng)用——原料處理(7)煙草原料處理用纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶等進(jìn)行煙梗、煙末處理，提高煙草的質(zhì)量用硝酸還原酶和蔗糖轉(zhuǎn)化酶處理煙草，可以增加香氣用淀粉酶、