生物化学酶化学

生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学酶化学EnzymeChemistryEnzymeChemistryEnzymeChemistryEnzymeChemistry生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学酶的抑制作用•酶的抑制：若由于酶的必需基团化学性质的改变，但酶并未变性，而引起酶活力的降低或丧失称为抑制作用。生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学(二)抑制作用的类型1、不可逆的抑制作用•抑制剂与酶活性中心（外）的必需基团共价结合，使酶的活性下降，无法用透析、超滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活。2、可逆的抑制作用•抑制剂与酶蛋白非共价键结合，可以用透折、超滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活。生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学可逆的抑制作用•竞争性抑制：•非竞争性抑制：•反竞争性抑制：•抑制剂具有与底物类似的结构，竞争酶的活性中心，并与酶形成可逆的EI复合物，阻止底物与酶结合。•可以通过增加底物浓度而解除此种抑制。•底物和抑制剂可以同时与酶结合，但是，中间的三元复合物ESI不能进一步分解为产物，因此，酶的活性降低。•不能通过增加底物的浓度的办法来消除非竞争性抑制作用•酶与底物结合后，才可与抑制剂结合•常见于多底物的酶促反应中生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学实例：丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制作用生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学Noncompetitiveinhibition实例：重金属离子CuCuCuCu2+2+2+2+、HgHgHgHg2+2+2+2+、PbPbPbPb2+2+2+2+对酶的抑制生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学P121表6-6小结：三种可逆抑制作用的酶促反应速度V与Km值可逆抑制作用的动力学生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学酶化学（三）EnzymeChemistryEnzymeChemistryEnzymeChemistryEnzymeChemistry——酶的制备及应用生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学酶的制备方法•酶的制备主要有两种方法–直接提取法–微生物发酵生产法生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学酶的微生物发酵生产法•20世纪40年代，微生物酶制剂工业迅速发展起来。现在酶制剂的生产是以深层发酵为主，以半固体发酵为辅，菌株产酶的能力也有很大的提高。•生产酶制剂的微生物有丝状真菌、酵母、细菌3大类群，主要是用好气菌。生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学枯草芽孢杆菌曲霉链霉菌木霉酵母生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学微生物发酵生产法的优点•酶的品种齐全•酶的产量高•生产成本低•便于提高酶制品获得率微生物种类繁多，几乎自然界中存在的所有的酶，我们都可以在微生物中找到。微生物生长繁殖快，生活周期短，因而酶的产量高。由于微生物具有较强的适应性和应变能力，可以通过适应、诱变等方法培育出高产量的菌种。另外，结合基因工程、细胞融合等现代化的生物技术手段，可以完全按照人类的需要使微生物产生出目的酶。生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学酶的微生物发酵生产方式•固体发酵法利用麸皮和米糠为主要原料，添加谷糠、豆饼等，加水搅拌成半固体状态，供微生物生长和产酶，主要用于真菌来源的商业酶的生产。其中用米曲霉生产淀粉酶，以及用曲霉和毛霉生产蛋白酶在中国和日本已有悠久的历史。固体发酵法操作简单，但条件不容易控制。•液体发酵法又分液体表面发酵和液体深层发酵法两种。其中液体深层发酵法是现在普遍采用的方法。我国酶制剂、抗菌素、氨基酸、有机酸和维生素等发酵产品均采用此种方法。生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学酶的分离纯化•酶的分离纯化指从微生物的发酵液或动、植物组织提取液及细胞培养液中得到高纯度、高质量的酶产品。•酶的种类繁多，来源、用途各不相同，因而对酶产品纯度的要求也不同。–工业上用酶有的只需粗制品，一般无须高度纯化，如洗涤剂用的蛋白酶，只须经过简单的提取分离即可。–食品工业用酶，则需经过适当的分离纯化，以确保安全卫生。–医药用酶，特别是注射用酶及分析测试用酶，则须经过高度的分离纯化过程。生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学酶分离纯化过程的注意事项首先对待纯化的酶的理化性质有比较全面的了解。以酶活力和比活力为标准，判断所选择的方法是否得当。严格控制操作条件，防止酶的变性失活。P121生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学酶溶液的制备包括：•材料预处理及细胞破碎•抽提•浓缩•纯化酶的分离纯化（P121）酶制剂生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学酶的活力测定及其表示方法1.酶活力(Enzymeactivity)•指酶催化化学反应的能力，一般用一定条件下酶催化某一化学反应的反应速度来表示。生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学2.酶活力单位•酶单位（U）：在一定条件下，一定时间内将一定量的底物转化为产物所需的酶量。酶的含量用每克酶制剂或每毫升酶制剂含有多少酶单位表示（U/g或U/ml）。生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学3.酶的比活力•酶的比活力是分析酶的含量与纯度的重要指标。•酶的比活力（Specificactivity）：每毫克酶蛋白所具有的酶活力。单位：U/mg蛋白质。生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学4.酶活力的测定方法(P126)•分光光度法•荧光法•同位素法•电化学法生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学酶在化学制药工业的应用我说我秀生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学已用于商业化生产的酶催化工艺•荷兰DSM公司酶法合成氨苄头孢工艺•荷兰DSM与日本TOSOH公司酶法生产阿斯巴甜(Aspartame)工艺生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学酶法合成氨苄头孢工艺•其工艺特点：采用D-苯甘氨酸酰胺或甲酯与7-氨基-3-脱乙酰氧基头孢霉烷酸(7-ADCA)在固定化的青霉素酰化酶催化下,水相中、接近室温条件下合成氨苄头孢。•优点：去掉了化学合成工艺中需保护氨基成邓盐或酰氯的步骤,以及低温有机相反应条件。终产品中无有机残留,是一条无污染、低能耗、有竞争力的绿色酶催化新工艺。生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学荷兰DSM公司•DSM公司是一家国际性的化工原料和医药集团。帝斯曼总部位于荷兰，在欧洲、亚洲、南北美洲均设有分支机构。集团年销售额约80亿欧元，在全球拥有23,000名员工。帝斯曼的产品被广泛应用于诸如人类和动物营养保健、化妆品、制药、汽车和运输、涂料、建筑、电子与电气等行业的终端市场。生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学•40年前，帝斯曼通过出售尿素和三聚氰胺的许可而开始了在中国的业务。1993年在北京开办首家办事处，随后在九十年代以及新千年开始的几年中实施了许多收购和投资行为。目前，帝斯曼在中国拥有14个生产场地，还在全国拥有许多销售办事处，在上海拥有一家持股公司。生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学正在开发中的酶催化工艺•酶法合成半合抗氨苄青霉、羟氨苄青霉素•酶催化的手性醇和胺动态动力学拆分•酶法合成新的手性药物或中间体•酶法拆分解热消炎药物S-萘普生•酶法生产抗胆固醇药物普伐他汀•酶法生产甲氧基红霉素生物化学生物化学生物化学生物化学————酶化学酶化学酶化学酶化学总结•酶催化已经成为有机合成和制药工业的重要手段。随着酶催化工程方面的发展以及可用酶的增加，将会有更多的工艺用于精细化学品和制药工业。酶催化仅仅是一个年轻的科学，发展的空间很大。正如FrancesArnold教授在21世纪化学的挑战研讨会上所说的那样“酶催化的未来只会被我们想象力所限制”。