EnzymeEngineering酶工程

退出EnzymeEngineering酶工程退出第一章绪论第一节生物催化第二节酶工程的研究内容第三节国内外酶制剂工业概况退出生物学化学工程工程学化学生物工程生物化学生物技术第一节生物催化新兴、前沿学科往往在学科交叉中产生退出生物技术医药生物技术农业生物技术工业生物技术环境生物技术材料生物技术...用生物或生物分子机器生产产品和解决问题生物技术的具体应用退出生物技术产业化的三个浪潮医药生物技术:1982年重组人胰岛素上市农业生物技术:1996年转基因大豆、玉米、油菜相继上市工业生物技术:世纪之交聚交酯、生物钢、聚乳酸相继上市工业生物技术---迈向发达国家之战略退出工业生物技术含意：在工业规模的生产过程中使用或部分使用生物技术来实现产品的制造，这种技术是应用微生物和生物催化剂来提供产品和服务核心目标：大规模利用生物体系（如细胞或酶）作为催化剂实现物质转化工业生物技术是生物技术的重要组成部分退出工业生物技术发展空间提升传统产业生物能源环境生物技术生物材料退出底物生物反应器检测控制仪表培养基（灭菌）经加工原料酶细胞生物催化剂（游离或固定化）机械能除菌空气产品提取纯化副产品产品废物热能原材料营养物典型工业生物技术过程核心技术？退出生物催化（Biocatalysis)利用酶或有机体（细胞或细胞器等）作为催化剂实现化学转化的过程。生物转化（Biotransformation)退出生物催化化学工业发酵工业轻工业采矿医药食品能源材料生物安全环境生物催化是工业生物技术的核心技术退出退出以生物催化法合成的主要产品产品名称产量丙烯酰胺10万吨/年聚乳酸1.3万吨/年阿斯巴甜2万吨/年生物柴油与汽油1000万吨/年抗菌素中间体6－APA0.9万吨/年退出趋势判断和需求分析生物催化剂在精细化学品市场中呈现强劲的增长势头。到2020年，通过生物催化技术，将实现化学工业的原料消耗、水资源消耗、能量消耗降低30%，污染物的排放和污染扩散减少30%。退出趋势判断和需求分析目前生物催化技术已成为各公司争夺的目标并且已成为一些公司谋求发展和提升地位的工具。Degussa、DSM、Roche、BASF、Dow、Lonza等许多跨国公司都在积极采取措施，扩大他们在生物催化领域里的生产能力。退出生物催化发展的主要推动力新产品需求(社会压力)-健康：医药、检测-日用品：洗涤用品、乳品、生物可降解塑料环境(法律法规压力)－绿色化学、能源、温室效应新发现或基础研究(技术压力）－基因工程/定点突变/定向进化、代谢工程、组合化学得益/成本降低(商业压力)-生物分离退出TheBiocatalysisCycle退出生物催化剂工程的目标开发生物催化剂：催化性能更好、更快，成本更低开发生物催化剂工具合：催化反应更广泛，功能更多样改善性能:稳定性,活性，溶剂兼容性开发分子模型:新酶的快速重新设计创造新技术:用于新生物催化剂的开发退出生物催化剂发展的工业展望CompetitiveImperativeCurrentChemicalVarietiesCurrentBiocatalystsBiocatalystoftheFutureSpeedtoMarket2-5years10years2-3yearsCosttoManufacture$1-10/kg$10-100/kg$1-3/kgRangeofProductsBroadNarrowBroad退出生物催化剂工程技术瓶颈对生物催化剂作用机理缺乏深入的认识对次级代谢产物代谢途径（包括途径间相互关系）缺乏理解细胞工程化的方法十分有限（即代谢工程）生产酶和辅因子的成本过高退出当前生物催化的研究热点新酶或已有酶的新功能的开发根据已有底物开发新的酶反应利用突变或定向进化技术改善生物催化剂性能利用重组DNA技术大规模生产生物催化剂利用有机溶剂或共溶剂开发新的反应体系体内或体外合成的多酶体系克服底物和产物抑制精细化工品或医药合成技术的放大辅因子再生生物催化剂的修饰生物催化剂的固定化退出生物催化剂高a效生产与催化功能研究强化微生物细胞培养与发酵的调控措施，研究酶的诱导策略实现生物催化剂的自主和规模生产分析生物催化剂所催化的特定基团开辟全新的生物催化反应退出第一节结束点击返回退出第二节研究内容一．概念：二．酶学研究简史三．研究内容退出一．概念：酶工程（EnzymeEngineering）从应用目的出发研究酶，在一定的生物反应装置中利用酶的催化性质，将相应原料转化成有用的物质。是酶学和工程学相互渗透结合形成的一门新的技术科学，是酶学、微生物学的基本原理与化学工程有机结合而产生的边缘科学。退出生物催化剂的发现微生物可培养微生物酶资源的开发利用不可培养微生物酶资源的开发利用基因已知基因的克隆未知基因的克隆退出二.酶学研究简史1878德国的Kuhne定义Enzyme原意为在酵母中1926美国的Sumner从刀豆中得到脲酶结晶（1947年诺贝尔奖）1970美国的Smith发现限制性内切酶（1979年诺贝尔奖）1969日本固定化氨基酰化酶，第一次将固定化酶成功地应用于工业生产。——酶工程诞生1986美国核酶发现获得诺贝尔奖退出三．研究内容（一）化学酶工程（二）生物酶工程退出(一）化学酶工程1自然酶的开发2酶的化学修饰3酶的固定化4人工合成酶的研究退出（二）生物酶工程1酶基因的克隆表达2酶的遗传修饰3酶的遗传设计退出本课程主要讲述内容以下是必修板块1酶的抑制作用2固定化酶3有机介质中的酶促反应4酶的化学修饰退出本课程主要讲述内容以下是选学板块核酶和抗体酶酶的定向进化与稳定性研究酶的人工模拟酶的工业化应用同工酶与气体酶学退出第二节结束概念：酶学研究简史研究内容1.化学酶工程2.生物酶工程1自然酶的开发2酶的化学修饰3酶的固定化4人工合成酶的研究1酶基因的克隆表达2酶的遗传修饰3酶的遗传设计退出第二节结束点击返回退出第三节：国内外酶制剂工业概况一．国内外酶制剂生产和应用现状二．国内外酶制剂生产应用差异三．我国酶制剂工业的若干对策建议退出一．国内外酶制剂生产和应用现状1世界三大酶制剂公司NovoNordisk（丹麦）GenencorInternational(美国）Cuitor(芬兰）三大公司销售额占世界总额的70%退出洗涤剂用酶纺织用酶乳制品用酶酿酒用酶饲料用酶焙烤食品用酶其它行业用酶洗涤剂用酶纺织用酶乳制品用酶酿酒用酶饲料用酶焙烤食品用酶其它行业用酶国际市场酶制剂销售额比例2001年工业酶制剂的世界市场约为15亿美元用于制药工业与精细化学工业约1.2亿~1.5亿美元退出二我国酶工业发展阶段11965无锡酶制剂厂淀粉酶21979糖化酶3碱性蛋白酶4中性蛋白酶51993耐高温淀粉酶61998国外大公司纷纷入驻1999年投产退出国内酶制剂销售额比例洗涤剂用酶淀粉、酒精用酶其它退出二．国内外酶制剂生产应用差异1．规模：国外多公司重组国内重复建设、效益低2投入：国外：开发经费高达15%，甚至19%销售额国内：研究、开发投入不足，占1%销售额3开发重点国外：大力研制、开发新酶种和新用途国内：品种少、剂型少退出三．我国酶制剂工业的若干对策建议1．走集约化、规模化经营2．加大科研投入3．发展具有自己知识产权的新技术4调整产品结构、大力开发新品种退出第三节结束点击返回