第三章酶.ppt

Enzyme,第 三 章 酶,本章内容,第1节 概述 第2节 酶的分子结构和作用机制 第3节 影响酶促反应的速率的因素 第4节 酶的分离、提纯及活性测定 第5节 酶工程在食品工业中的应用,第一节 概述,一、酶的概念,酶是由活细胞产生的，能在体内或体外同样起催化作用的一类具有活性中心和特殊结构的生物大分子。包括蛋白质和核酸。,酶的命名 1. 习惯命名法推荐名称 2. 系统命名法系统名称,二、酶的分类与命名,习惯命名法 简单、易懂，缺乏系统的规则,1.依据酶所催化的底物命名，也可指明酶的来源 淀粉酶 脂肪酶 蛋白酶 唾液淀粉酶 胰蛋白酶 2.依据催化反应的类型命名 脱氢酶 转氨酶 水解酶 氧化酶 3.综合上述两项原则命名 乳酸脱氢酶 氨基酸氧化酶,系统命名法 合理，比较繁琐，使用不方便,规定每一酶均有一个系统名称，它标明酶的所有底物与反应性质，并附有一个4位数字的分类编号。底物名称之间用“：”隔开。 ATPD葡萄糖ADPD葡萄糖6磷酸 分类编号 E.C.2.7.1.1 系统命名 ATP：葡萄糖磷酸基转移酶 表明该酶催化从ATP转移一个磷酸基到葡萄糖分子上的化学反应。,一些酶的命名举例,酶的分类 1.氧化还原酶类(oxidoreductases) 2.转移酶类 (transferases ) 3.水解酶类 (hydrolases) 4.裂解酶类 (lyases) 5.异构酶类( isomerases) 6.合成酶类 (ligases, synthetases),1.氧化还原酶类,催化底物进行氧化还原反应的酶类 通式 AH2BABH2 乳酸脱氢酶 琥珀酸脱氢酶 细胞色素氧化酶 辅酶 NAD 或 NADP FMN 或 FAD,2.转移酶类,催化底物之间进行某种基团的转移或交换的酶类 通式 AR CA CR 氨基转移酶 甲基转移酶 磷酸化酶 该酶类含有8个亚类，每一亚类表示被转移基团的类型 1.转移氨基、一碳单位 2.转移酮基、醛基 3.转移酰基,3.水解酶类,催化底物发生水解反应的酶类 通式 ABH2OAHBOH 淀粉酶 脂肪酶 磷酸酶 该酶类含有9个亚类，每一亚类表示被水解键的类型 1.水解酯键 2.水解糖苷键 3.水解肽键,4.裂合酶类或裂解酶类,催化从底物移去一个基团并留下双键的反应或其逆反应的酶类 通式 ABAB 柠檬酸合酶 醛缩酶 该类酶含有5个亚类，每一亚类表示被裂解键的类型 1.CC键的断裂 2.CO键的断裂 3.CN键的断裂,5.异构酶类,催化各种同分异构体间相互转化的酶类 通式 A B 磷酸丙糖异构酶 磷酸已糖异构酶 该类酶含有6个亚类，每一亚类表示异构作用的类型,同分异构体,6.合成酶类或连接酶类,催化两分子底物合成为一分子化合物，同时偶联有ATP的磷酸键断裂释放能量的酶类 通式 ABATPABADPPi 谷氨酰胺合成酶 该酶类含4个亚类，每一亚类表示所形成键的类型,酶促反应：,酶催化的化学反应，称为酶促反应； 在酶的催化下发生化学变化的物质，称为底物；反应生成的物质称为产物。,三、酶的催化作用特点,（一）高度的催化效率,酶促反应的特点,酶的催化效率通常比非催化反应高1081020倍，比一般催化剂高1071013倍。 酶的催化不需要较高的反应温度。,例如： 过氧化氢分解 2H2O2 2H2O + O2 用Fe+ 催化，效率为6*10-4 mol/l.s， 而用过氧化氢酶催化，效率为6*106 mol/l.s。,一种酶仅作用于一种或一类化合物，或一定的化学键，催化一定的化学反应并生成一定的产物。酶的这种特性称为酶的特异性或专一性。,* 酶的特异性(specificity),（二）高度的专一性,（1）绝对专一性 （2）相对专一性 （3）立体异构专一性,（1） 绝对专一性,有些酶对底物的要求非常严格，只能作用于特定结构的底物，或进行一种专一的反应，生成一种特定结构的产物 。这种专一性称为绝对专一性（Absolute specificity)。 脲酶,有些酶的作用对象不是一种底物，而是一类化合物或一类化学键。这种专一性称为相对专一性(Relative Specificity)。 族专一性/基团专一性:对化学键及其一端的基团有要求。(-葡萄糖苷酶，催化由-葡萄糖所构成的糖苷水解，但对于糖苷的另一端没有严格要求。) 键专一性:只对某种化学键有催化作用。(酯酶催化酯的水解，对于酯两端的基团没有严格的要求。),（2）相对专一性,（3）立体化学专一性,一种酶只能作用于一种立体异构体或催化生成一种立体异构体，称为立体异构专一性。 L-氨基酸氧化酶只能催化L-氨基酸，对D-氨基酸无作用。 延胡索酸酶只能作用于反丁烯二酸，对顺丁烯二酸无作用。,酶是蛋白质，凡事能影响蛋白质结构稳定的因素都能影响酶的活性，甚至使酶变性失活。,（三）高度不稳定性,（四）酶促反应的可调节性,酶促反应受多种因素的调控，以适应机体对不断变化的内外环境和生命活动的需要。,抑制剂调节 共价修饰调节 反馈调节 酶原激活 激素控制,第二节 酶的分子结构与作用机制,一、 酶的分子组成,辅助因子分类 （按其与酶蛋白结合的紧密程度）,辅酶 (coenzyme): 与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的方法除去。,辅基 (prosthetic group): 与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤的方法除去。,各部分在催化反应中的作用,酶蛋白决定反应的特异性、高效性 辅助因子决定反应的种类与性质,一种酶蛋白只能与一种辅助因子结合，成为一种特异的酶， 但一种辅助因子往往能与不同的酶蛋白结合构成多种特异的酶。 常见的辅酶：硫胺素、烟酰胺、核黄素、泛酸、叶酸、生物素、NAD,金属离子的作用 稳定酶的构象； 参与催化反应，传递电子； 在酶与底物间起桥梁作用； 中和阴离子，降低反应中的静电斥力等。,小分子有机化合物的作用 在反应中起运载体的作用，传递电子、质子或其它基团。,辅酶（辅基）在酶中所起的作用： 运载氢原子或电子，参与氧化还原反应； 运载反应基团，如酰基、氨基、烷基、羧基及一碳单位等，参与基团转移； (3)与反应类型有关。,按酶蛋白分子的特点分类,单体酶(monomeric enzyme)：一个多肽链，仅具有三级结构的酶。 寡聚酶(oligomeric enzyme)：由若干个亚基以非共价键连接组成的酶。 多酶体系(multienzyme system)：由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。丙酮酸脱氢酶复合体系。 多功能酶(multifunctional enzyme)或串联酶(tandem enzyme)：一些多酶体系在进化过程中由于基因的融合，多种不同催化功能存在于一条多肽链中，这类酶称为多功能酶。脂肪酸合成。,二、酶的分子结构,必需基团(essential group) 酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，一些与酶活性密切相关的化学基团。,目 录,或称活性部位(active site)：有些必需基团在一级结构上相距很远，但在形成特定空间结构时彼此靠近，集中在一起，形成具有特定空间结构的区域，这区域能与底物特异结合并将底物转化为产物。,酶的活性中心(active center),酶的活性中心,酶的活性中心,活性中心内的必需基团,位于活性中心以外，维持酶活性中心应有的空间构象所必需。,活性中心外的必需基团：,底 物,活性中心以外的必需基团,结合基团,催化基团,活性中心,目 录,溶菌酶的活性中心,* 谷氨酸35和天冬氨酸52是催化基团；,* 色氨酸62和63、天冬氨酸101和色氨酸108是结合基团；,* AF为底物多糖链的糖基，位于酶的活性中心形成的裂隙中。,降低反应的活化能(activation energy)。酶比一般催化剂更有效地降低反应的活化能。 活化能：把底物分子从静态非活化状态转变成可发生化学反应的活化分子状态所需的能量。,三、酶的催化作用机制,酶促反应活化能的改变,（一）中间产物学说 酶与底物先结合成一个不稳定的酶-底物复合物（ES中间产物），然后分解成产物和游离的酶。,酶底物复合物,（二）诱导契合假说(induced-fit hypothesis),酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合。这一过程称为酶-底物结合的诱导契合假说 。,目 录,当底物与酶接近时，可以诱导酶活性中心的构象发生改变，使之成为能与底物分子密切结合的构象 。,羧肽酶的诱导契合模式,目 录,（三）锁钥学说,底物的结构和酶活性部位的结构非常吻合，就象锁和钥匙一样，这样它们就能紧密结合形成中间产物。,1. 邻近效应(proximity effect) 与定向排列(orientation arrange ),2. 多元催化(multielement catalysis) 3. 表面效应(surface effect) 4. 底物变形和张力作用 5. 共价催化,1、酶原与酶原的激活,酶原 (zymogen) 有些酶在细胞内合成或初分泌时没有活性，必须水解掉一个或几个特殊的肽段，使构象发生改变，才能表现出酶的活性，这种无活性的酶的前体称为酶原。,酶原的激活 在一定条件下，无活性的酶原向有活性酶转化的过程。,四、酶的几种特殊形式,酶原激活的机理,胰蛋白酶原的激活过程,酶原激活的生理意义,避免细胞产生的酶对细胞进行自身消化，并使酶在特定的部位和环境中发挥作用，保证体内代谢正常进行。 有的酶原可以视为酶的储存形式。在需要时，酶原适时地转变成有活性的酶，发挥其催化作用。,2、同工酶(isoenzyme),能催化相同的化学反应，但在酶的分子的结构、理化性质和免疫性能等方面都存在明显差异的一组酶。,乳酸脱氢酶（LDH),LDH5,LDH4,LDH3,LDH2,LDH1,骨肌型,心肌型,乳酸脱氢酶同工酶形成示意图,多肽,亚基,mRNA,四聚体,结构基因,a b,不同组织中LDH同工酶的电泳图谱,同工酶在各学科中的应用,(1) 遗传学和分类学：提供了一种精良的判别遗传标志的工具。,(2) 发育学：有效地标志细胞类型及细胞在不同条件下的分化情况，以及个体发育和系统发育的关系。,(3) 生物化学和生理学：根据不同器官组织中同工酶的动力学、底物专一性、辅助因子专一性、酶的变构性等性质的差异，从而解释它们代谢功能的差别。,（4）医学和临床诊断：体内同工酶的变化，可看作机体组织损伤，或遗传缺陷，或肿瘤分化的的分子标志。,3、调节酶,变构酶 共价修饰酶,变构剂 (allosteric effector),变构效应 (allosteric regulation),变构酶 (allosteric enzyme),变构部位 (allosteric site),一些代谢物可与某些酶分子活性中心外的某部分可逆地结合，使酶构象改变，从而改变酶的催化活性，此种现象称变构效应。,酶的变构效应示意图,变构酶常为多个亚基构成的寡聚体，具有协同效应,变构酶的形曲线,变构酶举例：天冬氨酸转氨甲酰酶，简称ATCase,共价修饰(covalent modification) 酶蛋白分子中的某些基团可以在其他酶的催化下发生共价修饰，从而改变酶的活性，此过程称为共价修饰。能被共价修饰调节的酶称为共价修饰酶。,常见类型： 磷酸化/脱磷酸化（最常见） 乙酰化/脱乙酰化 甲基化/脱甲基化 腺苷化/脱腺苷化 SH/SS互变,酶的磷酸化与脱磷酸化,第三节 影响酶促反应速度的因素,研究各种因素对酶促反应速度的影响，并加以定量的阐述。 影响因素包括有 酶浓度、底物浓度、pH、温度、 抑制剂、激活剂等。, 研究一种因素的影响时，其余各因素均恒定。,一、底物浓度对反应速度的影响,单底物、单产物反应 酶促反应速度一般在规定的反应条件下，用单位时间内底物的消耗量和产物的生成量来表示 反应速度取其初速度，即底物的消耗量很小（一般在5以内）时的反应速度 底物浓度远远大于酶浓度,研究前提,在其他因素不变的情况下，底物浓度对反应速度的影响呈矩形双曲线关系。,当底物浓度较低时,反应速度与底物浓度成正比；反应为一级反应。,目 录,随着底物浓度的增高,反应速度不再成正比例加速；反应为混合级反应。,目 录,当底物浓度高达一定程度,反应速度不再增加，达最大速度；反应为零级反应,目 录,（一）米曼氏方程式,中间产物,酶促反应模式中间产物学说,1913年Michaelis和Menten提出反应速度与底物浓度关系的数学方程式，即米曼氏方程式，简称米氏方程式(Michaelis equation)。,S：底物浓度 V：不同S时的反应速度 Vmax：最大反应速度(maximum velocity) m：米氏常数(Michaelis constant),（二）Km与Vmax的意义,Km值 Km等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。 意义： Km是酶的特征性常数之一； Km可近似表示酶对底物的亲和力； 同一种酶对于不同底物有不同的Km值。最适底物/天然底物 判断正逆向反应的催化速率,Vmax 定义：Vmax是酶完全被底物饱和时的反应速度，与酶浓度成正比。,意义：Vmax=K3 E 如果酶的总浓度已知，可从Vmax计算 酶的转换数(turnover number)，即动力学常数K3。,定义 当酶被底物充分饱和时，单位时间内每个酶分子催化底物转变为产物的分子数。 意义 可用来比较每单位酶的催化能力。,酶的转换数,（三）m值与max值的测定,1. 双倒数作图法(double reciprocal plot)，又称为 林-贝氏(Lineweaver- Burk)作图法,2. Hanes作图法,在林贝氏方程基础上，两边同乘S,S/V=Km/Vmax + S/Vmax,二、酶浓度对反应速度的影响,当SE，酶可被底物饱和的情况下，反应速度与酶浓度成正比。 关系式为：V = K3 E,三、 pH对反应速度的影响,酶的最适pH： 酶促反应速度达到最大时的pH。,酶、底物、辅酶,双重影响 温度升高，酶促反应速度升高；由于酶的本质是蛋白质，温度升高，可引起酶的变性，从而反应速度降低 。,四、温度对反应速度的影响,最适温度：酶促反应速度最快时的环境温度。,* 低温的应用,五、抑制剂对反应速度的影响,酶的抑制剂(inhibitor) 凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白 变性的物质称为酶的抑制剂。,区别于酶的变性,抑制剂对酶有一定选择性 引起变性的因素对酶没有选择性,抑制作用的类型,不可逆性抑制 (irreversible inhibition),可逆性抑制 (reversible inhibition)：,竞争性抑制 (competitive inhibition) 非竞争性抑制 (non-competitive inhibition) 反竞争性抑制 (uncompetitive inhibition),(一) 不可逆性抑制作用,* 概念 抑制剂通常以共价键与酶活性中心的必需基团相结合，使酶失活。 不能用透析、超滤等物理该去除去。 * 举例 有机磷化合物 羟基酶 解毒 - - - 解磷定(PAM) 重金属离子及砷化合物 巯基酶 解毒 - - - 二巯基丙醇(BAL),有机磷化合物,羟基酶,失活的酶,酸,PAM,路易士气,失活的酶,巯基酶,失活的酶,酸,BAL,巯基酶,BAL与砷剂结合物,（二） 可逆性抑制作用,* 概念 抑制剂通常以非共价键与酶或酶-底物复合物可逆性结合，使酶的活性降低或丧失； 抑制剂可用透析、超滤等方法除去。,竞争性抑制 非竞争性抑制 反竞争性抑制,* 类型:,. 竞争性抑制,反应模式,定义 抑制剂与底物的结构相似，能与底物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶底物复合物的形成，使酶的活性降低。这种抑制作用称为竞争性抑制作用。,* 特点,b) 抑制程度取决于抑制剂与底物浓度的相对比例； 增加底物的浓度可解除该抑制作用；,a) I与S结构类似，竞争酶的活性中心；,c) 动力学特点：Vmax不变，Km增大。,* 举例,丙二酸与琥珀酸竞争琥珀酸脱氢酶,磺胺类药物的抑菌机制 与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶,2. 非竞争性抑制,* 反应模式,* 特点,抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合，底物与抑制剂之间无竞争关系；,抑制程度取决于抑制剂的浓度；,动力学特点：Vmax降低， Km不变。,. 反竞争性抑制,* 反应模式,* 特点：,a) 抑制剂只与酶底物复合物结合；,抑制程度取决于抑制剂的浓度及底物的浓度；,动力学特点：Vmax降低，Km降低。,各种可逆性抑制作用的比较,六、激活剂对反应速度的影响,激活剂(activator) 使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质。 必需激活剂 (essential activator) 非必需激活剂 (non-essential activator),第 四 节 酶的分离、提纯及活性测定 The Separation ，Purification and Determination of Enzyme,4.1酶的提取、分离纯化技术路线,细胞破碎,酶提取,酶分离纯化,酶浓缩,酶贮存,动物、植物或微生物细胞,发酵液,离心分离，过滤分离，沉淀分离，层析分离，电泳分离，萃取分离，结晶分离等。,4.2 细胞破碎 许多酶存在于细胞内。为了提取这些胞内酶，首先需要对细胞进行破碎处理。 1）机械破碎 2）物理破碎 3）化学破碎 4）酶解破碎,JY92-II D超声波 细胞粉碎机,细胞破碎珠,高压细胞破碎机,DY89-I型 电动玻璃匀浆机,机械破碎,捣碎法 研磨法 匀浆法,物理破碎,温度差破碎法 压力差破碎法 超声波破碎法,化学破碎,有机溶剂： 甲苯、丙酮 丁醇、氯仿 表面活性剂： Triton、Tween,酶促破碎,自溶法 外加酶制剂法,通过机械运动产生的剪切力，使组织、细胞破碎。,通过各种物理因素的作用，使组织、细胞的外层结构破坏，而使细胞破碎。,通过各种化学试剂对细胞膜的作用，而使细胞破碎,通过细胞本身的酶系或外加酶制剂的催化作用，使细胞外层结构受到破坏，而达到细胞破碎,细胞破碎方法及其原理,本章 目录,酶的提取是指在一定的条件下，用适当的溶剂或溶液处理含酶原料，使酶充分溶解到溶剂或溶液中的过程。也称为酶的抽提。 酶提取时首先应根据酶的结构和溶解性质，选择适当的溶剂。 酶都能溶解于水，通常可用水或稀酸、稀碱、稀盐溶液等进行提取，有些酶与脂质结合或含有较多的非极性基团，则可用有机溶剂提取。,4.3 酶的提取,酶的主要提取方法,大多数蛋白类酶都溶于水，而且在低浓度的盐存在的条件下，酶的溶解度随盐浓度的升高而增加，这称为盐溶现象。,本章 目录,4.4 酶的分离纯化方法,1、沉淀法,2、离心法,3、过滤法,4、层析法,Go,Go,Go,Go,5、电泳法,Go,6、萃取法,Go,3.5 酶的浓缩、干燥与结晶,浓缩与干燥都是酶与溶剂（通常是水）分离的过程。在酶的分离纯化过程中是一个重要的环节。,离心分离、过滤与膜分离、沉淀分离、层析分离等都能起到浓缩作用。用各种吸水剂，如硅胶、聚乙二醇、干燥凝胶等吸去水分，也可以达到浓缩效果。 蒸发浓缩是通过加热或者减压方法使溶液中的部分溶剂汽化蒸发，使溶液得以浓缩的过程。由于酶在高温条件下不稳定，容易变性失活，故酶液的浓缩通常采用真空浓缩。即在一定的真空条件下，使酶液在60以下进行浓缩。,有些酶制剂的生产过程中，为了提高酶的稳定性，便于保存、运输和使用，一般都必须进行干燥。常用的干燥方法有： 真空干燥 冷冻干燥 喷雾干燥 气流干燥 吸附干燥,结晶是溶质以晶体形式从溶液中析出的过程。酶的结晶是酶分离纯化的一种手段。它不仅为酶的结构与功能等的研究提供了适宜的样品，而且为较高纯度的酶的获得和应用创造了条件。,酶在结晶之前，酶液必须经过纯化达到一定的纯度。如果酶液纯度太低，不能进行结晶。通常酶的纯度应当在50%以上，方能进行结晶。总的趋势是酶的纯度越高，越容易进行结晶。,盐析结晶 有机溶剂结晶 透析平衡结晶 等电点结晶,本章 目录,二、酶的活力测定,酶活力是指酶催化一定的化学反应的能力，其衡量的标准是酶促反应速度。,酶促反应速度可在适宜的反应条件下，用单位时间内底物的消耗或产物的生成量来表示。,酶的活力单位是衡量酶活力大小的尺度:在一定条件下，一定时间内内将一定量的将我转化为产物所需的酶量。,国际单位(IU) 在特定的条件下，每分钟催化1mol底物转化为产物所需的酶量为一个国际单位。,催量单位(katal) 催量(kat)是指在特定条件下，每秒钟使mol底物转化为产物所需的酶量。,kat与IU的换算： 1 IU=16.67×10-9 kat,第五节 酶在食品工业中的应用,一、改进果酒、果汁饮料的生产工艺 橘苷酶可用于分解柑橘类果肉和果汁中的柚皮苷以除去苦味， 橙皮苷酶可分解橙皮苷，有效防止柑橘类罐头食品出现白色浑浊， 果胶酶可用于果酒、果汁的澄清， 纤维素经纤维素酶水解后，可转化为可溶性糖和低聚糖，构成全果饮料中的膳食纤维，具有一定的医疗保健价值。,二、食品保鲜 常见的保鲜技术主要有添加防腐剂或保鲜剂和冷冻、加热、干燥、密封、腌制、烟熏等。 由于酶具有专一性强、催化效率高，作用条件温和等特点，可广泛地应用于各种食品的保鲜。 酶法保鲜的原理:利用酶的催化作用，防止或消除外界因素对食品的不良影响，在较长时间内保持食品原有的品质和风味。 目前应用较多的是葡萄糖氧化酶和溶菌酶的酶法保鲜。,（一） 利用葡萄糖氧化酶保鲜 葡萄糖氧化酶可催化葡萄糖与氧反应，生成葡萄糖酸，有效地防止食品成分的氧化作用 葡萄糖氧化酶可以在有氧条件下，将蛋类制品中的少量葡萄糖除去，而有效地防止蛋制品的褐变,1、食品的除氧保鲜 如花生、奶粉、饼干、冰淇淋、油炸食品等富含油脂食品的氧化，导致油脂的酸败，降低营养价值，甚至产生有毒物质；使受伤的苹果、梨、马铃薯等水果蔬菜及草莓酱、苹果酱、肉类等变色，影响商品质量。 葡萄糖氧化酶可直接加入到啤酒及果汁、果酒和水果罐头中，不仅起到防止食品氧化变质的作用，还可有效防止罐装容器的氧化腐蚀。 含有葡萄糖氧化酶的吸氧保鲜袋也已在生产中得到广泛应用。,2、蛋类制品的脱糖保鲜 蛋制品主要有蛋白片、蛋白粉和全蛋粉等，是生产糕点和糖果的原料。 在蛋类蛋白中含有0.50.6的葡萄糖，葡萄糖的羰基与蛋白质的氨基反应，使蛋白出现褐变、小黑点，使加工产品色泽加深、溶解度降低并有不愉快气味，必须除去蛋白中的葡萄糖。 将一定量的葡萄糖氧化酶加到蛋白液或全蛋液中，并适当配合一定量的过氧化氢酶，即可使葡萄糖完全氧化,除掉蛋白中的葡萄糖.,（二） 利用溶菌酶保鲜 溶菌酶对人体无害，可有效防止细菌对食品的污染。 用一定浓度的溶菌酶溶液进行喷洒，即可对水产品起到防腐保鲜效果。既可节省冷冻保鲜的高昂的设备投资，又可防止盐腌、干制引起产品风味的改变，简单实用。 在干酪、鲜奶或奶粉中加入一定量的溶菌酶，可防止微生物污染，保证产品质量，延长贮藏时间。 在香肠、奶油、生面条等其他食品中，加入溶菌酶也可起到良好的保鲜作用。,三、利用固定化酶生产高果糖浆 目前各国都竞相生产高果糖浆(甜度为蔗糖的173.5)。在美国、日本等发达国家2/3的食糖已为高果糖浆代替。 高果糖浆采用固定化葡萄糖异构酶和固定化含酶菌体进行生产。,四、酶法生产新型低聚糖 低聚糖：指2-10个单糖分子通过糖苷键连结起来，形成直链或分支链的一类寡糖的总称。 主要有：异麦芽寡糖、蔗果寡糖、半乳糖基寡糖、半乳糖基转移寡糖、帕拉金糖、偶合糖、大豆低聚糖、异构乳糖等。 低聚糖的主要生理功能：促进双歧杆菌增殖；抑制腐败菌的生长繁殖；低热能，防止肥胖和糖尿病、抗龋齿、抗肿瘤等。,国际市场低聚糖年总产量达6万t，已广泛应用于饮料、糖果、糕点、乳制品、冷饮、调味料，疗效食品等产品中 主要有：异麦芽寡糖、蔗果寡糖、半乳糖基寡糖、半乳糖基转移寡糖、帕拉金糖、偶合糖、大豆低聚糖、异构乳糖等。 低聚糖的主要生理功能：促进双歧杆菌增殖；抑制腐败菌的生长繁殖；低热能，防止肥胖和糖尿病、抗龋齿、抗肿瘤等。,六、酶法生产环状糊精 环状糊精：是一种由6个以上的葡萄糖以-1，4糖苷键结合的环状低聚糖。 是应用环状糊精葡萄糖基转移酶的催化作用自淀粉或葡萄糖分子间转化而成的。 这种酶的产生菌，目前采用嗜碱性芽孢杆菌。,环状糊精产品的主要种类： -环状糊精：由6个脱水葡萄糖单位组成 -环状糊精，由7个脱水葡萄糖单位组成 -环状糊精，由8个脱水葡萄糖单位组成,七、 酶法应用于干酪制品的生产 牛乳中约含3酪蛋白，酪蛋白经凝乳酶作用，变成不溶性的副酪蛋白钙，使牛乳凝结，再将凝块进行加工、成型和成熟而制成的一种乳制品即干酪。,干酪营养丰富，其中含有丰富的蛋白质、脂肪和钙、磷、硫等盐类及多种维生素。干酪是一种重要的发酵乳制品。 据统计，全世界干酪年产量达1200万t以上，而且每年以约4的速度递增。我国干酪生产也有较大的发展，目前年产量在1000t以上。,制造干酪过程中起凝乳作用的关键性酶：凝乳酶，传统来源是从小牛皱胃液中提取。 据报道，有近40余种微生物可生产一定活力的凝乳酶，其中以米黑毛霉产生的凝乳酶为主 目前，全世界微生物凝乳酶的用量已超过总用量的1/3，而由微生物凝乳酶生产的干酪也占全世界总产量的一半以上 采用基因工程技术生产凝乳酶取得成功,第七节 酶在医药学上的应用 The Application of Enzyme in Medicine,一、酶在疾病诊断上的应用,(一)血清酶测定应用于肝胆疾病的诊断 (二)血清酶测定应用于心肌梗死的诊断 (三)血清酶测定应用于诊断肿瘤,二、酶在治疗上的应用,1.助消化酶 2.消炎酶 3.防治冠心病用酶 4.止血酶和抗血栓酶 5.抗肿瘤酶类 6.其它酶类药物,三、固定化酶及其在医药上的应用,(一)固定化酶的概念和优点 将水溶性酶经物理或化学方法处理后，成为不溶于水但仍具有酶活性的一种酶的衍生物。 固定化酶在催化反应中以固相状态作用于底物，并保持酶的活性。,(二)固定化酶的制备方法 1.吸附法 2.共价结合法 3.交联法 4.包埋法,(三)固定化酶在医药上的应用 1.药物生产中的应用 2.亲和层析中的应用 3.医疗上的应用,