酶工程制药(二).ppt

第四节酶的人工模拟二、模拟酶的理论基础三、模拟酶的分类1.主-客体酶模型2.胶束模拟酶3.肽酶5.印迹酶（2）印迹分子与单体相互作用的类型（3）分子印迹酶
通过分子印迹技术可以产生类似于酶的活性中心的空腔，对底物产生有效的结合作用，利用此技术可以在结合部位的空腔内诱导产生催化基团，并与底物定向排列。
应用范围：分子印迹聚合物可作为剪裁分离物质的材料；在酶技术和有机合成中，可作为模拟抗体、模拟酶或具有催化活性的聚合物；在生物传感器的构建中作为传感器。
（4）生物印迹酶
生物印迹是分子印迹的一种形式，它以天然的生物材料，如蛋白质和糖类物质为骨架，在其上进行分子印迹而产生对印迹分子具有特异性识别空腔的过程。
用这种方法可以制备生物印迹酶。
以蛋白质为基础制备生物印迹酶的主要过程为：①使蛋白质部分变性；②加入印迹分子，使之与部分变性的蛋白质充分结合；③用交联剂交联印迹的蛋白质；④透析等方法除去印迹分子。第五节酶的化学修饰3、修饰方法
（1）修饰酶的功能基团，酶分子中可解离的基团如氨基、羟基、羧基、巯基等都可以修饰。如脱氨基可消除酶分子表面氨基酸的电荷；通过碳二亚胺反应，可以改变侧链羧基的性质；通过酰化反应可改变侧链羟基的性质。
（2）酶分子内或分子间进行交联，应用某些双功能试剂可将酶蛋白分子之间、亚基之间或分子内部不同肽链部分进行共价交联。
（3）修饰酶的辅因子，可将辅因子共价结合在酶分子上，或引入新的或修饰过的具有强反应性的辅因子。
（4）酶与高分子化合物结合，蛋白质或多糖结合后可提高稳定性。4、修饰酶的特性
稳定性提高、抗各类失活因子的能力提高、抗原性消除、体内半衰期延长、最适酸度改变、酶学性质改变，对组织分布能力改变。

5、前景
酶分子经过化学修饰后，并不是所有的缺点都可以克服了，并且修饰的结果难以预测，今后，应选用更多的、合适的修饰方法，如使用基因工程法、蛋白质工程法、人工模拟法和某些物理修饰法等，使酶的性质进一步改善。第六节酶工程研究的进展有机相的酶反应3.水和溶剂对有机溶剂中酶的影响
酶活力疏水性越强的溶剂，其中酶所要求的水量越少；亲水性强的溶剂应加入更多的水以维持酶活力。
酶选择性取决于酶分子的结构，会因酶所处的溶剂不同而发生巨大变化。
酶的稳定性有机溶剂中的水含量对溶剂中酶的稳定性影响很大；有机溶剂中酶的热稳定性随系统水含量增加而下降。4.有机相的酶工程
在有机相中，天然酶容易变性而失活、分散性差、容易聚结成团。因此，酶在有机相中的稳定化研究具有重要的意义。
固定化酶不仅使酶在有机相中易于分散，提高扩散效果，而且能增加其稳定性，还可以调节和控制酶的活性与选择性，有利于酶的回收和连续化生产。
酶的化学修饰和表面活性剂包埋可以增加酶表面的疏沙发一，改善酶在有机相中的脂溶性和稳定性，提高酶的催化效率。二、核酶和脱氧核酶三、抗体酶抗体酶制备方法
（1）稳定过渡态法：用类似于反应过渡态的小分子作为半抗原，产生相应的抗体而获得。
（2）抗体与半抗原互补法：利用抗体-半抗原互补性产生抗体酶，通过半抗原的优化设计使之正确模仿过渡态的几何结构及所有的反应键，从而产生高活力的抗体酶。
（3）熵阱法：利用抗体结合能克服反应熵垒来设计半抗原。利用过渡态类似物制备抗体酶（4）多底物类似法：将酶催化反应的辅因子引入到抗体结合部位，产生既有辅因子结合部位，又有底物结合部位的抗体
（5）抗体结合部位修饰法：将抗体的结合部位引入催化基团
（6）抗体库法：用基因克隆技术将全套抗体重链和轻链可变区基因克隆出来，重组到原核表达载体，通过大肠杆菌直接表达有功能的抗体分子片段，从中筛选特异性的可变区基因。四、基因工程酶的构建第七节酶工程产品制造实例一、固定化细胞法生产6-氨基青霉烷酸（2）大肠杆菌固定化取湿菌体100公斤，置于40度反应罐中，在搅拌下加入50升10%戊二醛5升，在转移至搪瓷盘中，使之成为3-5厘米厚的液层，室温放置2小时，再转移至4度冷库过夜，待形成固体凝胶后，通过粉碎和过筛，使其成为直径为2毫米左右的颗粒状固定化大肠杆菌细胞，用蒸馏水以酸度7.5和0.3摩尔每升磷酸缓冲液先后充分洗涤，抽干，备用。
（3）固定化大肠杆菌反应堆制备将上述充分洗涤后的固定化大肠杆菌细胞装填于带保温夹套的填充式反应器中，即成为固定化大肠杆菌反应堆，反应器规格为直径70*160厘米。（4）转化反应取20公斤青霉素G钾盐，加入到1000升配料罐中，用0.03摩尔每升、pH7.5的磷酸缓冲液溶解并使青霉素G钾盐浓度为3%，用2摩尔每升氢氧化钠溶液调pH至7.5-7.8，然后将反应器及pH调节罐中反应液温度升到40度，维持反应体系的酸度在7.5-7.8范围内，以70每分70升流速使青霉素G钾盐溶液通过固定化大肠杆菌反应堆进行循环转化，直至转化液酸度不变为止。循环时间一般为3