生物化工论文

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生物化学工程教学研究论文

生物化学工程教学研究论文

生物化学工程教学研究论文一、生物化学工程基础的课程特点及内容生物化学工程基础课程结合现代分子生物学及传统生物技术,不仅有扎实的理论基础,而且结合典型产品的开发过程进行阐述,反映了现代生物技术的发展方向,体现了生物技术发展和应用的最新前沿。

生物化学工程基础是随着生物科学的发展而不断更新的课程,需及时调研最新的发展方向及研究热点。

该课程全面阐述了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和生化工程等课程的基础内容,其主要囊括以下几个方面。

工业微生物工程:介绍微生物的特点、分类、生理、育种及培养等方面的技术和方法;代谢工程:介绍微生物次生代谢产物的代谢调控机制和方法;基因工程:介绍生物遗传的基本知识及应用现代基因工程技术改变微生物遗传特性的方法,并且介绍蛋白类药物的研发和生产过程;细胞工程:介绍应用植物组织培养和动物细胞培养生产高附加产值的花卉、药物等;酶工程:介绍工业用酶和药用酶的性质、结构、固定化及开发等方面的技术;生物反应器:介绍生物反应器的工作原理、设计方法以及应用;全面介绍生物技术的最新进展、应用以及生物技术应用过程中需要化工知识的范例。

生物化学工程基础课程是在无机化学、有机化学、分析化学、生物化学基础上进行学习的。

本课程对于非生物类专业学生进行了系统的生物学技术及最新研究进展的介绍,让学生了解生物学的基本思想及技术,同时将现代生物技术的应用与化学工程技术进行交叉讲授,重点说明了化学工程技术在生物工程领域可能的应用范围,使学生掌握现代生物技术的基本工艺流程及发展前沿。

目前,化学工程与技术专业的学生普遍存在生物学基础知识薄弱的问题,如何在较短的学时内,将生物工程的关键基础问题讲解清楚,并且将生物工程技术和化学工程有机的结合起来,让学生充分感受到交叉学科带来的机遇和挑战,这无疑对授课教师提出了更高的要求,需要教师不断总结现有的教学模式,不断地改进教学过程和教学方法。

二、化工专业生物化学工程基础教学中存在的问题鉴于该课程属于学科交叉,在教材选择、实验配套、讲解内容难易程度把握等方面,均需要不断地探讨和摸索。

生物化工论文酶工程的发展

生物化工论文酶工程的发展

目录酶工程的前景 (2)酶工程的发展 (2)酶制剂: (3)国外酶制剂发展 (3)国内酶制剂发展 (4)酶的固定化 (4)酶固定化的现状 (4)酶固定化的进展 (5)( 1 ) 新载体 (5)(2)新方法 (5)(3)新机理 (5)酶的遗传修饰与化学修饰: (6)遗传修饰 (6)( 1) 多位点定点突变技术 (6)( 2) 酶定向进化技术 (7)化学修饰 (7)酶生物反应器 (8)生物反应器的发展 (8)1、以代谢流分析为核心的生物反应器 (8)2、动物细胞大规模培养生物反应器 (9)3、带pH测量与补料控制的摇床──摇床应用技术的发展 (10)4、生物反应器中试系统设计 (10)5、大型生物反应器设计与制造技术研究 (10)酶的应用现状 (11)酶工程在污染处理中的作用: (11)酶工程在农产品加工上的应用: (11)酶工程在饲料工业中的应用 (12)酶工程在食品领域的应用 (12)酶工程在中药有效成分提取及转化中的应用 (13)酶工程在中药提取中的应用; (13)酶工程在中药活性成分转化中的应用 (14)课程建议: (14)本课程优点: (14)本课程的改进建议: (14)参考文献 (15)酶工程,从定义上来说,是酶制剂在工业上的大规模应用,主要由酶的生产、酶的分离纯化、酶的固定化和生物反应器四个部分组成。

简而言之,酶工程就是将酶或者微生物细胞,动植物细胞,细胞器等在一定的生物反应装置中,利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。

它包括酶制剂的制备,酶的固定化,酶的修饰与改造及酶的反应器等方面内容。

酶工程的前景酶因其反应的专一性,高效性和温和性的特点,已和生物工程,信息科学和材料科学构成了当今的三大前沿科学。

而作为生物工程的重要组成部分,将在未来的发展中,在世界科技和经济发展中起着主导和支柱作用。

而工业用酶日益广泛地应用于化学,医药,纺织,农业,日化,食品,能源,化妆品以及环保等行业。

生物化工的发展及其应用探讨

生物化工的发展及其应用探讨

生物化工的发展及其应用探讨摘要:在科学技术的不断发展过程中,化工行业的发展模式也逐渐出现了变化,化工与医药、生物、农业等相结合,实现了多个行业的发展繁荣,是促进我国产业结构进行调整的重要保障。

生化学科,就是在化工行业发展过程中,应用生物定律而出现的新的学科,正在成为社会发展过程中的关键学科。

随着社会需求的不断增长,生命科学领域的发现能够被应用于化工产业中,从而实现产品的输出,以满足社会需求。

本文将通过分析生物化工的发展状况,探索生物化工的应用途径。

关键词:生物化工;发展;应用实验研究是生物化工的主要工作方式,其内容包括遗传工程、细胞工程和酶工程等。

目标产物的生产,需要经过严格的工序,包括了工程研究、过程设计以及操作优化等等。

生物化工的不断发展和完善,能够解决人类发展中的许多现实问题,包括资源短缺、食品安全和医疗卫生等等,是促进社会进步的重要工程。

完善的加工技术,是在生物技术发展创新过程中的必要技术,也是在生命科学成熟过程中满足社会需求、保持强大竞争力的重要手段,能够实现产品质量的提升以及生产成本的降低。

在促进生物技术产业化以及化学工程创新发展的过程中,生物化工起到了至关重要的作用,是当下社会发展进步不可或缺的重要科学。

所以,研究生物化工的发展及其应用,能够为社会发展的方向指明道路,也能够及时解决在人类社会发展中存在的各类问题。

一、生物化工的发展首先,基因工程是生物化工发展的重要方向,基因重组菌种的应用,使得传统发酵工业逐渐被取代。

基因工程手段在青霉素、柠檬酸等产品的生产过程中发挥巨大作用,提高了生产效率。

基因工程在医药生物技术中的应用越来越广泛,成为促进医药生物技术发展的重要工程[1]。

其次,化工新材料的研发是生物化工发展的主要趋势。

利用先进的生物技术,能够使得化学新材料的性能、功能更完善,也是实现环境保护的重要技术应用。

其具有制备工艺简单、污染少、原料获取方便和质量高等特点。

比如在生产壳聚糖和丙烯酰胺的过程中,化学方法不能够单独完成,借助于先进的生物技术,能够使得产品的生产效率和质量得到有效提升。

关于生物化学论文范文

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生物化学是生命科学领域的基础学科和前沿学科,也是“教”与“学”两难学科。

这一学科性质决定了教者要不断更新教学观念,探索和创新教学方法和教学手段。

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题目:百年诺贝尔化学奖与生物化学的发展摘要:从1901年首次颁发诺贝尔奖以来,有39次化学奖颁给了生物化学领域。

诺贝尔化学奖的颁发既反映了百年来生物化学发展取得的巨大成就,也有力地推动了生物化学从叙述生物化学阶段向动态生物化学和机能生物化学阶段的不断迈进,促进了生物化学学科的快速发展。

关键词:诺贝尔化学奖生物化学发展阶段生物化学是探讨生命现象化学本质的学科,它以研究生命物质的化学组成、性质、结构和功能等静态问题为基础,设计研究各种化学物质在生物体内怎样变化、怎样相互转换、怎样相互制约以及在变化过程中能量转换等动态问题。

在百余年来诺贝尔化学奖的颁发过程中,有39次奖项属于生物化学领域。

这既反映了20世纪以来化学与生命科学研究的紧密联系,也反映了化学科学的发展对解析生命现象的巨大贡献。

1百余年来诺贝尔化学奖与生物化学发展概览生物化学是在18世纪70年代以后,伴随着近代化学和生理学的发展逐步兴起的。

1775年,voisier提出一种观点,认为生物体呼吸过程的本质与燃烧过程一样,均要消耗氧气,释放出二氧化碳和水。

这种观点引发了人们对生物体能量代谢的关注,是近代生物化学研究的开端。

1877年,德国科学家Hoppeseyler等提出了生物化学(biochemie)这个名词。

在这一时期,科学家从生物体内提取出了卵磷脂等有机物质,这对以后的研究起了很大的推动作用。

19世纪末到20世纪初,酶、维生素和激素的发现被认为是这一时期最为重要的三大发现。

1897年,E.Buchner证明了发酵过程在没有酵母菌存在的情况下也可进行,其本质是由酵素即酶引起的催化过程,由此开创了酶化学的研究。

化工学术论文(5篇)

化工学术论文(5篇)

化工学术论文(5篇)化工学术论文(5篇)化工学术论文范文第1篇1.实践培训重视不够。

新课标要求艺术设计类专业的同学具有肯定的专业设计力量,但在高职院校艺术设计类专业教学规划中往往使专业理论教学偏颇,实践培训教学又深化不够不到位,使得艺术类实践教学形式往往拘泥于传统的课堂教学,让各课程间较为分散、连接不够;同时在实践训练设计上内容较单一,实践训练室建设不足,让实践教学流于形式,导致艺术设计类教学内容与社会单位需求难以贴合。

2.师资条件限制大。

在高职艺术设计类专业老师队伍建设上,受传统教学模式影响高职院校艺术类教学多以校内老师为主导,而且受到各种条件的限制,老师一般具有丰富的理论学问却缺乏社会实践阅历,而且高职院校聘请的艺术设计类老师良莠不齐,导致校内师资队伍水平不高,根本无法保证明践教学质量。

二、学院艺术设计类专业工作室教学模式应用状况工作室化教学模式,是指老师通过工作室将课程支配、教学内容与生产实践融为一体,它以专业学问为基础,以专业技术应用为核心内容,通过工作任务将生产与教学紧密结合。

我院艺术设计类专业工作室教学模式近年的开展状况如下:1.工作室时间支配。

工作室主要由高职院校艺术设计导师负责,同学可以通过双向选择进入工作室学习,而工作室实践内容主要从其次或三个同学开头、第五个学期结束,主要是通过项目实践去巩固课堂上的教学学问,关心同学提高专业学问的运用力量。

2.工作室设置状况。

我院工作室主要依据艺术设计类专业的方向进行设置,目前主要设置工作室有:广告设计工作室、室内设计工作室、多媒体设计工作室,工业设计工作室及动画设计工作室等,工作室数量基本满意同学需求。

3.师资结构状况。

我院负责工作室的导师具有较高专业水平、扎实综合学问和较强实践力量,全面负责指导设计课题与实践课题,因此,我院工作室导师结构主要由本校专业水平及实践阅历突出的老师和聘请的校外实践丰富的设计专家、设计总监来组成。

4.工作室基本管理模式。

生物化学本科毕业论文(西北农林科技大学)

生物化学本科毕业论文(西北农林科技大学)

⽣物化学本科毕业论⽂(西北农林科技⼤学)⽬录⽬录 (1)摘要 (4)关键词 (4)ABSTRACT (5)KEY WORDS (5)1.绪论 (6)1.1盐害对植物的影响 (6)1.1.1 盐害简介 (6)1.1.2 盐害对⽟⽶的影响 (6)1.1.3 其它因素对受盐胁迫⽟⽶的影响 (6)1.1.3.1 NO对盐胁迫的缓解作⽤ (6)1.1.3.2 丛枝菌根对盐胁迫的缓解作⽤ (7)1.1.3.3 脱落酸对盐胁迫防御作⽤ (7)1.1.3.4 外源Ca2+对盐胁迫的缓解作⽤ (7)1.1.3.5 铈(Ce)对受盐胁迫⽟⽶的作⽤ (7)1.1.3.6 硅对盐胁迫下⽟⽶幼苗⽣长的影响 (7)1.2实时定量PCR的原理 (8)1.2.1 ⽣物原理 (8)1.2.2 化学原理 (8)1.2.2.1荧光染料嵌⼊法 (8)1.2.3实时定量PCR的重要概念 (9)1.3 MICRO RNA简介 (9)1.3.1 micro RNA概述 (9)1.3.2 植物的microRNA (10)1.3.3 miRNA的特征与差异 (11)1.3.4 鉴定miRNA的⽅法 (11)1.3.5 ⼏种热门的microRNA 介绍 (12)1.3.5.1 mir-21的研究 (12)1.3.5.2 Let-7的研究 (12)1.3.6 MiRNA与植物逆境胁迫的研究进展 (13)1.4 MICRO RNA种类间存在协同作⽤关系 (14)1.5与MICRO RNA研究密切相关的学科或研究⽅向 (14)1.6选题⽬的及意义 (15)1.7实验流程 (15)2.实验内容 (16)2.1材料与仪器 (16)2.1.1 实验材料、试剂、器⽫及资料 (16)2.1.2 实验仪器 (16)2.2实验⽅法 (16)2.2.1营养液的配制 (16)2.2.2⽟⽶种⼦的处理及萌发 (17)2.2.3⽟⽶幼苗的移栽 (17)2.2.4⽟⽶幼苗的处理 (17)2.2.5 总RNA的提取 (17)2.2.5.1 CTAB-LiCl法提取总RNA (17)2.2.5.2 SDS法提取总RNA (18)2.2.5.3 TRNzol-A+法提取总RNA (19)2.2.6 MiRNA定量PCR的引物设计 (19)2.2.7 MiRNA的cDNA的合成 (19)2.2.8 Real Time PCR 反应 (20)2.2.9待检验miRNA的引物设计 (21)2.2.10荧光定量标准曲线的制定 (21)2.2.11 内参的选择 (22)2.3实验结果 (23)2.3.1总RNA提取结果 (23)2.3.2 5个待检测MiRNA的realtime PCR结果 (28)2.3.3 相对表达量的柱状图结果 (30)2.4实验数据处理与结果分析 (38)2.4.1 trizol法提取的总RNA的OD值分析及讨论 (38) 2.4.2 trizol法提取的总RNA的电泳结果分析及讨论 (38) 2.4.3 实时定量PCR结果分析及讨论 (38)2.4.4 相对表达量的柱状图分析 (38)参考⽂献 (40)附录1 缩略词 (41)附录⼆ REALTIME CT值 (41)致谢 (42)NaCl胁迫下⽟⽶幼苗叶⽚中⼏个microRNA的Real-time PCR鉴定作者:谢玺(西北农林科技⼤学⽣命科学学院)指导教师:武永军摘要:microRNAs(miRNAs)是⼀类长度为20-25nt的⾮编码内源⼩分⼦RNA,⼴泛存在于各种⽣物中。

生物化工论文

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本文由大山好人贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机 查看。 论文一 生物化工的发展及应用 随着当今科技的高速发展,化工学科逐渐和其他学科如农业、医学、食品等 相 融合形成许多新的学科。 这其中生物学定律在化工专业中的正确应用形成了生 化学 科,其任务是把生命科学的发现转化为实际的产品、过程或系统,以满足社 会的需要 。随着生命科学的迅速发展,越来越多的生物高技术产品需要用高效的 加工技术进行 工业规模生产,才能在产品质量高、成本低、时间短的激烈竞争中 立于不败之地,所 以近年来生物化工发展非常迅速。生物化工内容广泛,包括生 物化学工程和生物化学 工业 ,是生物技术产业化的关键,又是化学工程发展的 前沿科学,在 21 世纪有很 大的发展空间。 一、生物化工的发展状况 近十年来,世界生物技术迅速发展促使生 化领域取得了许多重大科技成果。 能源方面, 纤维素发酵连续制造乙醇已成功; 农 药方面, 许多新型农药不断生产; 环保方面,固定化酶处理氯化物已实际应用;微 生物法生产丙烯酰胺、脂肪酸、 乙二酸等产品的生产已达到一定规模;用微生物生产 的高性能液晶、高性能膜、 生物可降解塑料等技术不断成熟。 目前国外生物化工的 发展有以下趋势: 一是生物化工成为国外著名化学公司争夺的热点。 生物技术从医 药领域逐渐 向化工领域转移,使传统的以石油为原料的化学工业发生变化,向条件温 和、以 可再生资源为原料的生物加工过程转移。 许多著名的老牌化学工业公司已变 成了以生物技术为主的大公司, 如著名的 杜邦公司在 2001 年宣称, 该公司 2002 年生物技术产品的销售额将占其公司总销 售额的 20%。 二是生物催化合成已成为 化学品合成的支柱之一。 利用生物催化合成化学品 不但具有条件温和、转化率高的 优点,而且可以合成手性化合物及高分子。 乙醛酸是合成香兰素和许多中间体的重要 原料, 而其化学生产法工艺的主要 问题是反应条件苛刻、乙醛酸转化率低、环境污 染严重。1995 年日本天野制药 公司申请了第一个双酶法生产乙醛酸的工艺。1995 年 底美国杜邦公司申请了基 因工程菌方法生产乙醛酸的专利,乙醛酸的转化率达 100% 。 三是利用生物技术生产有特殊功能、性能、用途或环境友好的化工新材料, 是化 学工业发展的一个重要趋势。它具有原料来源广、制备简单、质量好及环境 污染少等 优点, 特别是利用生物技术可生产一些用化学方法无法生产或生产成本 高以及对环 境产生不良影响的新型材料,如丙烯酰胺、壳聚糖等。 采用传统化学法由丙烯腈合成 的丙烯酰胺,转化率仅为 97%~98%。而采 用生物法即采用丙烯腈水合酶催化合成 ,丙烯酰胺转化率达 99.99%以上,比化 学法成本低 10%以上。丙烯酰胺生产自 2 0 世纪 80 年代在日本实现了生物法合 成工业化后,成本和产品纯度都优于化学法。 四是传统的发酵工业已由基因重组菌种取代或改良。 许多传统的发酵工程产 品如柠 檬酸、 青霉素等都已开始采用基因工程手段进行改造, 大大地提高了产量。 在以基 因工程为主导的现代生物技术产品中,医药生物技术产品占 75%左右。 在国内,生 物技术经历了近三十年的发展,取得了很大成就。20 世纪 70 到 80 年代是我国生物 技术的初创阶段,此时的一些研究如 DNA 重组技术、杂交瘤 技术、细胞融合及动物细胞大规模培养为我国生物技术的发展奠定了基础。198 6 年,生物技术领域的研究被列为国家“863”计划的重点资助攻关项目,之后生 物 技术得到了较大发展。近几十年来,随着生物技术的蓬勃发展,我国生化产品 的生产 也得到了迅速发展,如有机酸的工艺开发和生产,氨基酸的生产,各种抗 生素的微生 物法大批量生产等。但由于生物化工是新领域在国内起步较晚,与国 外相比还存在较 大差距。总的来说,我国生化行业经过十年来的发展取得了比较 显著的成绩,这是值 得每一个化工人骄傲的。 二、生物化工的主要应用领域 生物化工研发主要涉及生物 高技术医药产品、资源和能源产品、环境保护三 个领域: 一是化学与生物法结合研 制新型人红细胞代用品。 研究人血液代用品的关键 是如何取代血液中红细胞输送氧 的功能。 新型红细胞代用品具有携带、 释氧功能, 保存、运输方便,免除配血型之 烦和交叉感染之忧等优点,同时可成为治疗心脑 血管缺氧性疾病和治疗肿瘤的增氧剂 的新药。人红细胞代用品在我国开发成功, 将产生不可估量的经济效益和深远的社会 效益。首先,人红细胞代用品能代替血 液则其经济价值将非常高,如出口海外将会获

化工论文精选10篇

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化工毕业论文范文一:化学工程燃料乙醇工艺探究篇六1发酵过程中的化学工程问题1.1动力学与放大问题乙醇发酵过程前期主要的活动内容是乙醇原料的液化、糖化等,在初期阶段结束以后进入到乙醇的应用特性控制阶段。

这一阶段解决的主要问题是其发酵反应的动力学问题,也就是发酵反应能否继续下去的关键问题,主要包括有两个层次,一是本征动力学,主要是指从一种物质形式的本质属性出发对发酵生物反应固有速率的研究;二是宏观动力学,主要是从乙醇制备的反应器整体角度出发,充分考虑反应器中原料物质之间的能量传递情况的动力学研究。

其中酶催化反应是应用最广泛的一种动力学模型。

1.2发酵罐多场问题在具体的乙醇发酵过程中发酵罐是发酵功能实现的主要设备,而乙醇的发酵过程是一个复杂的过程,发酵过程中受各种因素的影响,温度、浓度等各种反应特性的传递会受到限制,从而在罐内形成不同的反应场,这种不规则分布的反应场会对反应的正常进行产生影响,例如对氧在发酵液中的传递速度、固定化酶传播等反应应有的过程产生影响,进而影响发酵反应的质量。

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目录酶工程的前景 (2)酶工程的发展 (2)酶制剂: (3)国外酶制剂发展 (3)国内酶制剂发展 (4)酶的固定化 (4)酶固定化的现状 (4)酶固定化的进展 (5)( 1 ) 新载体 (5)(2)新方法 (5)(3)新机理 (5)酶的遗传修饰与化学修饰: (6)遗传修饰 (6)( 1) 多位点定点突变技术 (6)( 2) 酶定向进化技术 (7)化学修饰 (7)酶生物反应器 (8)生物反应器的发展 (8)1、以代谢流分析为核心的生物反应器 (8)2、动物细胞大规模培养生物反应器 (9)3、带pH测量与补料控制的摇床──摇床应用技术的发展 (10)4、生物反应器中试系统设计 (10)5、大型生物反应器设计与制造技术研究 (10)酶的应用现状 (11)酶工程在污染处理中的作用: (11)酶工程在农产品加工上的应用: (11)酶工程在饲料工业中的应用 (12)酶工程在食品领域的应用 (12)酶工程在中药有效成分提取及转化中的应用 (13)酶工程在中药提取中的应用; (13)酶工程在中药活性成分转化中的应用 (14)课程建议: (14)本课程优点: (14)本课程的改进建议: (14)参考文献 (15)酶工程,从定义上来说,是酶制剂在工业上的大规模应用,主要由酶的生产、酶的分离纯化、酶的固定化和生物反应器四个部分组成。

简而言之,酶工程就是将酶或者微生物细胞,动植物细胞,细胞器等在一定的生物反应装置中,利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。

它包括酶制剂的制备,酶的固定化,酶的修饰与改造及酶的反应器等方面内容。

酶工程的前景酶因其反应的专一性,高效性和温和性的特点,已和生物工程,信息科学和材料科学构成了当今的三大前沿科学。

而作为生物工程的重要组成部分,将在未来的发展中,在世界科技和经济发展中起着主导和支柱作用。

而工业用酶日益广泛地应用于化学,医药,纺织,农业,日化,食品,能源,化妆品以及环保等行业。

据报道,到2003年,欧洲工业用酶的市场增加至9亿美元,年增长率达百分之十;而2000年的中国,酶制剂总产量达272吨,同比增长8.8%,可谓发展迅速,前景十分广阔。

酶工程的发展酶工程的发展,是一部科学的成长史。

在二次世界大战后,酶工程发展成为新的工业领域—酶工程工业。

酶工程的发展历史从那时算起, 至今已经三十多个年头了。

六十年代以后, 由于固定化酶、固定化细胞及固定化活细胞的崛起, 使酶制剂的应用技术面貌一新。

七十年代以后,伴随着第二代酶——固定化酶及其相关技术的产生,酶工程才算真正登上了历史舞台。

固定化酶正日益成为工业生产的主力军,在化工医药、轻工食品、环境保护等领域发挥着巨大的作用。

几十年来酶制剂的品种和应用不断扩大。

不仅如此,还产生了威力更大的第三代酶,它是包括辅助因子再生系统在内的固定化多酶系统,它正在成为酶工程应用的主角。

近年来, 国际上酶工程技术发展迅速, 硕果累累,主要有基因工程、蛋白质工程、人工合成酶、模拟酶、核酸酶、抗体酶、酶的定向固定化技术、酶化学技术、非水酶学、糖生物学、糖基转移酶、极端环境微生物和不可培养微生物的新品种等。

以下,将从酶制剂的制备,酶的固定化,酶的修饰与改造及酶反应器的内容展开酶工程发展现状的描述:酶制剂:首先,在生物界中发现的酶已近3000种,而应用于酶工程等领域的约2500种。

小批量生产的商品酶有几百种,大规模生产的有几十种。

现已用于工业生产的主要是:水解酶,凝乳酶,果胶酶,糖苷酶,氧化酶,转移级异构酶等。

工业用酶中60%为蛋白酶(其中洗涤剂用的碱性蛋白酶占25%;中性蛋白酶占12%;凝乳酶占10%;碱性蛋白酶占30%;为碳水化合物的水解酶(其中糖化酶占13%;α淀粉酶占5% ;葡萄糖异构酶占6%;果胶酶占3%);3%为脂肪酶;10%为医药与分析研究用酶。

六十年代酶制剂的应用, 主要是利用碱性蛋白酶生产洗涤剂。

到七十年代已开始利用葡萄糖异构酶生产高果糖浆和利用淀粉酶生产酒精。

八十年代酶制剂则广泛应用于食品工业,如淀粉加工, 高果糖浆。

乳制品、啤酒、葡萄酒、酒精、糖果, 果汁及调味品的生产, 果汁苦味的去除夕植物产品的抽提等。

化学工业,如造纸、皮革、洗涤剂、氨基酸和漆的生产, 以及纺织业中生丝、麻的脱胶, 棉布退浆、废水处理等);医疗卫生领域如治疗低血压、抗血栓形成、抗癌以及抗生药物的生产,利用酶测定血糖, 尿素、胆固醇、尿留体激素等)和遗传工程如利用限制性内切酶、连接酶及“剪接酶”开展基因工程研究。

酶给人类创造了极大的社会与经济效益。

国外酶制剂发展在国外酶制剂发展中,酶剂发展较快的国家有丹麦、荷兰、美国、日本、西德和法国等国家。

据统计世界各发达国家酶制剂厂的总数约有100家。

仅西欧和美国就有25家, 占三分之一。

在25家中, 有9家大公司的产值就占了世界市场的90%。

世界著明的酶制剂公司如丹麦的诺沃公司荷兰的吉斯特公司;西德设在美国的迈耳斯公司都是销售额很大的酶制剂公司。

诺沃公司酶制剂销售额占世界市场的44%,吉斯特公司占12%, 迈耳斯公司占8%。

国内酶制剂发展对于国内而言,我国酶制剂工业起步较晚, 但近几年来发展迅速。

我国于60年开始建立酶制剂工业。

到目前为止, 全国已有大小200余家酶制剂厂和车间。

年产千吨以上的有3家年产百吨以上的约有20家;其余均为年产数十吨的小厂。

生产的酶制剂总计有13种, 主要是糖化酶、淀粉酶和蛋白酶,还有少量的脂肪酶和葡萄糖异构酶。

1985年全国酶制剂总产量约为2.5万吨, 总产值约1.35万元。

其中糖化酶约4800万吨), 占总产量的54.6%;蛋白酶约6700吨(其中碱性蛋白酶约为4800吨, 占总产量的27.7%;α淀粉酶4400吨, 占总产量的17.7%。

酶的固定化酶固定化的现状近来, 国外在探索酶蛋白的固定化技术方面, 已经找到几条途径, 使酶蛋白能够以有序方式附着在载体的表面, 实现酶的定向固定化, 而使酶活性的损失降低到最小程度。

目前采用的方法有借助化学方法的位点专一性固定化、磷蛋白的位点专一性固定化、抗体免疫球蛋白的位点专一性固定化、糖蛋白的位点专一性固定化、利用基因工程的位点专一性固定化。

这种有序的、定向固定化技术已经应用于生物芯片、生物传感器、临床诊断、药物设计、亲和层析以及蛋白质结构和功能的研究上。

而细胞固定化技术、固定化多酶技术及反应器、固定化微生物多酶反应系统、固定化酶-微生物复合物等技术相继发展起来,酶的固定化是这一发展的基础。

自从固定化酶技术问世以来, 已在很大程度上改变了酶工程的面貌, 固定化微生物细胞又因其制备简单, 成本低廉以及有一套现成可用的多酶系统, 在许多情况下显示了比固定化酶有更大的优越性。

近年随着分子生物学及生物工程的发展,该技术又向动物细胞、植物细胞、杂交瘤细胞以及其他工程细胞扩展, 同时也对该技术的发展提出许多新的要求。

以往报道酶的固定化方法有几百种。

切实可行的主要吸附法、包埋法、交联法、微胶囊法等。

其中包埋法是最成功、应用最广泛的方法, 其优点如下:方法简便,把细胞悬浮物与多聚体或其单体混合, 成胶后即可;固定化条件温和, 因此经常可以获得高活力的固定化细胞;细胞不漏出;对机械破坏有保护作用;固定化容量大。

酶固定化的进展主要体现在以下几个方面:( 1 ) 新载体新载体的研制异常活跃如纤维素、淀粉、黄原胶、几丁质、海藻酸盐、壳聚糖、虾青素、琼脂糖、戊二醛、血纤维原、磁性高分子聚合物、离子交换树脂、水合氧化钛和膜等。

(2)新方法随着天然酶的开发和工程菌的改造, 传统固定化方法不断被应用到新酶的固定化研究上, 同时酶固定化技术也不断取得进展, 一些新技术如磁性技术、分子沉淀技术及辐射技术等不断运用于固定化酶载体的制备。

例如内蒙古师范大学邱光亮等采用共价结合与磁性技术相结合的方法固定化了中性蛋白酶, 华南理工大学黄惠华等利用氧化低价铁盐制成磁响应微球固定化了菠萝蛋白酶等, 葛玉斌等利用分子沉淀技术固定化了双层葡萄糖异构酶, 江苏省农科院王延春等利用低温辐射技术制得一种性能优良的高分子聚合物载体, 固定化了酵母细胞。

(3)新机理酶的固定化技术经过几十年的研究已经发展成为酶定向固定化技术, 研究表明已经有几条途径使酶蛋白能够以有序的方式附着在载体表面, 从而避免了酶蛋白的多点附着引起的无序定向和结构变形, 实现了酶的定向固定化, 使酶活性损失降低到最小程度。

目前采用的方法主要有借助化学、磷蛋白、抗体、糖蛋白和基因工程的位点专一性固定化等。

这种有序的定向固定化技术已广泛用于生物芯片、生物传感器、生物反应器、临床诊断、药物设计、亲和层析以及蛋白质结构和功能的研究。

综上所述, 由于固定化技术向动物细胞、植物细胞、杂交瘤细胞及工程细胞的延伸, 不但大大扩展了固定化技术的应用范围, 同时也促进了固定化技术本身的变革与提高。

酶的遗传修饰与化学修饰:遗传修饰酶的遗传修饰是指人为地将酶基因中个别核苷酸加以修饰或置换, 改变酶分子中某个或几个氨基酸, 使酶变得更有利于人类利用。

酶的遗传修饰有自然和选择之分: 前者是指用理化诱变因子作用于活细胞使其基因突变, 然后从突变体中筛选有用的个体; 后者是利用基因非定点和定点突变技术, 进行有目的和有预见的遗传修饰技术, 它是在体外进行基因操作, 按照预定的目标, 通过核苷酸的置换、插入或删除获得突变酶基因, 将其移入表达载体获得遗传修饰酶。

其中非定点突变是指那些不能预见确定突变位点的技术, 常用方法有错误渗入与修复、化学诱变和寡核苷酸置换等; 定点突变是对已知序列的基因中任意指定位置进行突变的技术,常用方法有寡核苷酸引物介导的定点突变、PCR介导的定点突变及盒式突变等。

酶遗传修饰的新进展主要体现在两个方面:( 1) 多位点定点突变技术定点突变是蛋白质工程中采用的重要技术之一, 但以往一般每次只能引入单点突变, 突变效率较低, 所以对多点突变技术的研究成为当前的研究热点。

例如,复旦大学谢毅等人在寡核苷酸引物介导的定点突变基础上建立了基因的多位点定点突变法。

( 2) 酶定向进化技术定点突变和非定点突变技术只能对酶蛋白中某些氨基酸残基进行改造, 酶蛋白的高级结构基本维持不变, 对酶功能的改造非常有限。

不过如果通过多代遗传将突变积累起来,就可以较好地拓展酶的功能, 这就是酶定向进化技术。

由于微生物代间期非常短, 所以酶的定向进化技术目前备受关注, 例如Arnold 利用此技术, 在试管中模拟达尔文进化论的关键过程, 先进行无序突变和重组, 继而进行筛选, 再通过多代遗传, 就可以筛选到功能大大改进的酶。

酶或蛋白质的定向进化技术是在蛋白质定点突变技术和蛋白质分子的三维立体结构的计算机辅助分析技术相互结合和发展下诞生的, 这一技术适用于对那些结构已被解析的蛋白质家族的蛋白质或酶。

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