第十章酶学和酶工程研究今后的方向进展热点问题
酶学研究的新方法和技术
酶学研究的新方法和技术酶学研究是一门关于酶的性质、功能、结构和应用方面的学科。
酶是生物体内的一种催化剂，可以促进化学反应的进行，并且能够加速反应速率。
因此，酶学研究对于理解生物体内的代谢和各种生命活动具有重要的意义。
随着科学技术的不断发展，酶学研究也在不断地进行新方法和技术的探索。
一、蛋白质纳米粒蛋白质是一类大分子化合物，具有多种结构和功能。
近年来，蛋白质纳米粒成为了酶学研究的一个新兴领域。
蛋白质纳米粒的尺寸在1-100纳米之间，其结构可以被设计用于增强催化活性和稳定性，使得酶的催化效果更好。
同时，蛋白质纳米粒在生物医学和环境科学等领域具有很高的应用潜力。
二、电化学技术电化学技术是一种使用电化学反应探测酶反应的技术。
使用电极来测量酶催化反应所产生的电流，可以得到酶催化反应的速率和特异性。
这项技术具有灵敏度高、选择性好、样品不需要预处理等优点，因此得到了广泛的应用。
不过需要注意的是，电化学技术对于水溶性酶和需要金属离子激活的酶适用性较差。
三、DNA纳米技术DNA纳米技术是一种基于分子自组装的技术，可以用来制备具有特殊性质和功能的DNA纳米结构。
这项技术可以用于将酶催化活性的选择性和灵敏度增强到非常高的水平。
例如，可以使用DNA纳米技术来制备出特定结构的纳米酶，使得其在特定物质存在时能够进行高效率的催化作用。
此外，还可以使用DNA纳米技术来制备出具有药物释放能力的酶复合物，用于治疗多种疾病。
四、人工智能技术人工智能技术可以帮助酶学家从大量的数据中提取关键信息，使用信息来发现新酶并优化诊断和治疗疾病的方法。
例如，可以使用机器学习技术来发现新的酶反应路径，使得酶的应用领域更加广阔，而且可以使酶学研究变得更加高效。
总之，随着科学技术的不断发展，酶学研究的新方法和技术也在不断地涌现出来。
这些新技术不仅可以促进酶学研究的进展，而且还可以为酶在环境、农业和医学等领域中的应用奠定更加坚实的基础。
酶分子的改造方法及研究进展
酶分子的改造方法及研究进展裴蓓10生物技术及应用班摘要：酶工程的研究已经发展到分子水平，在体外通过基因工程、化学、物理等手段改造酶分子结构与功能，大幅提高了酶分子的进化效率和催化效率，生产有价值的非天然酶。
本文对常见的酶分子的改造方法做了一个简单的介绍化学修饰法、生物酶工程法、定点突变法，最后结合当今的形式对酶改造的发展前景做了描述。
关键词：酶分子改造方法前景正文：1 酶分子改造的目标1.1 提高酶的稳定性1.2 提高酶的活性1.3 增强酶的选择性1.4 改变酶的表面特性2 改造酶分子的方法近年来，特别是随着蛋白质工程的(protein engineering)应用，即把分子生物学、结构生物学、计算生物化学结合起来，根据蛋白质结构与功能关系的知识，经过计算机辅助的分子设计，按照人类的需要，产生性能优良的酶分子。
就目前情况来看，现在常用的酶分子修饰方法有：2.1化学修饰法在应用过程中，有时会因酶的稳定性差、活力不够理想及具有抗原性等缺点而使其应用受到一定的限制，为此常需对酶进行适当再修饰加工，以改善酶的性能。
酶的修饰可分为化学修饰和选择性遗传修饰两类。
酶分子的化学修饰是指通过主链的剪接切割和侧链的化学修饰对酶分子进行改造,造的目的在于改变酶的一些性质，创造出天然酶不具备的某些优良性状扩大酶的应用以达到较高的经济效益。
酶分子的化学修饰常见的方法有：部分水解酶蛋白的非活性主链，利用小分于或大分子物质对活性部位或活性部位以外的侧链基团进行共价修饰，酶辅因子的置换等。
2.2生物酶工程法酶的化学修饰法并非改造酶的惟一手段。
随着人们对酶的深入研究以及氨基酸一级结构的测定、基因重组技术的应用等，可以彻底地改造、合成并且模拟酶。
这也就是生物酶工程的主要内容。
生物酶工程主要包括基因工程技术生产酶和蛋白质工程技术改造酶两方面内容。
对自然酶的化学结构进行修饰以改善酶的性能的方法很多。
例如，a一淀粉酶一般有 Ca2+，Mg等金属离子，属于杂离子型，若通过离子置换法将其他离子都换成Ca2=，则酶的活性提高3倍，稳定性也大大增加；胰凝乳蛋白酶与水溶性大分子化合物右旋糖酐结合，酶的空间结构发生某些细微改变，使其催化活力提高4倍；还有对抗白血病药物——天冬酰胺酶的游离氨基进行修饰后，该酶在血浆中的稳定性也得到很大的提高。
酶工程学的研究及应用
酶工程学的研究及应用酶工程学是一门旨在利用酶及其工程化应用的科学，是生物技术领域中不可或缺的一部分。
酶是一种在生命过程中必不可少的生物催化剂，其具有高效、高选择性、易获得和易控制等优势。
酶工程学则是通过各种技术手段去优化酶的性能，使其更好地发挥其催化功能，从而将其广泛应用于生物制药、食品工业、环境保护、化工产业等领域。
如今，酶工程急速发展，其应用已经涵盖了各个领域。
下面，将从以下三个方面阐述酶工程学的研究及应用。
一、酶的发现和鉴定酶的概念最早可以追溯到19世纪，但它们的分离和植物酶的化学性质一直是未解之谜，直到20世纪初才有了突破性进展。
如今，科学家们可以通过基因工程、蛋白质工程等方法，大量地生产不同效力的酶，使得酶的研究和应用变得更加方便和高效。
酶的鉴定也是酶工程学发展的重要方面。
通过酶学方法，科学家们可以从不同的微生物和生物组织中分离纯化出酶，从而得到各种酶的特性如酵素动力学参数、结构和功能等等，这对于酶的应用和开发是非常重要的。
二、酶的应用酶工程学的应用范围非常广泛。
其中最广泛和最重要的领域是生物制药。
酶制剂被用于生产临床上广泛使用的治疗药物，如克仑霉素、曲唑酮酸钠和乙酰胆碱等，它们的催化效率高，能够大量生产，并且具有高度的安全性。
在食品工业中，酶被广泛地用于酿造啤酒、酒精和乳酸，同时还可以用来生产一些其他的食品，比如面包、面条和糖果等。
这一方面的应用已成为食品生产的重要一环。
在环境保护中，酶被用于处理工业废水和固体废弃物，如蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶等可以加速废物的分解，减轻环境污染。
此外，酶还被广泛用于生物防治、制剂、组织修复、研究及医疗等广泛领域，可以说在现代生产中，酶已经成为了一种不可或缺的生物催化剂。
三、酶的设计与优化随着酶在各个领域中的应用越来越广泛，人们逐渐意识到，酶的性能和酶的结构紧密相关，因此，酶的设计和优化也成为了酶工程学发展的一个重要方面。
通过对酶的结构和性能的了解，科学家们可以通过计算机辅助设计酶的分子结构，从而提高酶的稳定性，活性，选择性等方面，使得酶的催化作用更加高效，从而满足不同行业和应用领域的需要。
酶学研究的新进展与应用前景
酶学研究的新进展与应用前景酶学作为生物化学的重要分支学科，一直受到科学家们的广泛关注。
酶是生物体内各种化学反应的催化剂，具有高效、特异性和可控性等特点，因此在医药、工业、环保等领域都具有重要的应用价值。
近年来，随着分子生物学、基因工程和生物晶体学等技术的发展，酶学研究取得了一系列突破性进展，同时也给酶学的应用前景带来了新的机遇和挑战。
一、酶学研究的新进展1. 酶的结构与功能研究生物晶体学技术的进步，使得科学家们可以高分辨率地解析酶的三维结构，加深对酶催化机制的理解和探究。
同时，在结构和功能的相关性方面也得到了深入的研究。
例如，最近一项研究发现人体中一种名为Itaconase的酶，可以将吡咯烷酮转化为丙烯酸，该过程对细胞代谢有重要意义。
这项发现揭示了酶的结构与功能之间的紧密联系，也为发掘新的生物催化反应提供了新思路。
2. 酶的进化研究生物体内的酶在长期的进化过程中，逐渐形成了丰富的多样性。
研究不同物种酶的特性和分化路径，有助于揭示酶的进化机制和适应环境的方式。
近来的研究表明，酶家族和基因家族的扩张与收缩，主要受到复制机制、自然选择和基因重组等因素的影响。
同时，比较酶家族和基因家族的演化，可以增加对生物种群进化的认识。
3. 酶的催化机理研究酶对化学反应的催化机制一直是酶学研究的中心问题。
近年来，随着理论计算、光谱学和微观动力学等技术的发展，研究人员对酶的催化机理有了更深入的认识。
例如，最近的一项研究证实了酶催化反应中的亲核攻击能够通过核子挪移（即原子的转移）的方式实现。
这一发现提供了新的理论基础，可以推动酶学的更深入研究和应用。
二、酶学研究的应用前景1. 医药领域由于酶具有高效、特异和可控的特性，成为医药领域的重要催化剂。
例如，酶抑制剂可以抑制某些疾病的发生，如癌症、糖尿病、肝炎等。
另外，酶在药物合成、药代动力学、药物传输等方面也有着重要的作用。
例如，酶可用于合成特定的药物分子，同时可以加速药物分子的代谢和排泄，从而减少不良反应和毒性。
第十章酶学和酶工程研究今后的方向、进展、热点问题
在确定设计目标后，先根据一定规则产生初始序列，
经过结构预测和构建模型，对序列进行初步的修改，
然后进行基因表达或多肽合成，再经结构检测，确定是否与 原定目标相符。
酶学和酶工程研究今后的 方向、进展、热点问题
二十一世纪是生物学世纪，将在生物学领域有所发 明，有所发现。
在酶学和酶工程领域会有哪些进展呢？在21世纪 国际酶学和酶工程若干热点和前沿课题的研讨会上科学 家提供了一些观点，值得提供给大家。
一、基因工程和蛋白质工程的应用 有关基因工程在酶工程领域的研究文章大量涌现。 运用基因工程技术可以有什么好处？
进一步研究发现核酸酶是一种多功能的生物催化剂， 不仅可以作用于RNA和DNA，而且还可以作用于多糖、氨 基酸酯等底物。核酸酶还可以同时具有信使编码功能和 催化功能，实现遗传信息的复制转录和翻译，是生命进 化中最简单．最经济最原始的、催化核酸自身复制、加 工的方式。
核酸酶具有核苷酸序列的高度专一性．这种专一性 使核酸酶具有很大的应用价值。只要知道某种核酸的核 苷酸序列，就可以设计并合成出催化其自我切割和断裂 的核酸酶。
在“模拟酶”方面，固氮酶的模拟最令人瞩目。人 们从天然固氮酶由铁蛋白和铁钼蛋白两种成分组成得到 启发，提出了多种固氮酶模型。
如过渡金属(铁、钴、镍等)的氮络合物，过渡金属(钒、 钛等）的氮化物，石墨络合物，过渡金属的氨基酸络合 物等;此外，利用铜、铁、钴等金属的络合物，可以模拟 过氧化氢酶等．
近来，国际上又发展起一种分子压印技术，又称为 生物压印(bidimprinting)技术。该技术可以借助模板在 高分子物质上形成特异的识别位点和催化位点。目前， 此项技术已经获得广泛的应用。例如，模拟酶可用于催 化反应，分子压印的聚合物可用作特制的分离材料，
酶的应用及酶工程的研究进程
酶的应用及酶工程的研究进程第一部分：酶的应用酶是生物催化剂，可以加速化学反应的速率，并在温和条件下进行。
由于其高效、选择性和环境友好性等特点，酶在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的酶应用：一、食品工业：酶在食品加工中起到重要作用。
例如，淀粉酶可将淀粉分解为糖类，增加产品甜度；蛋白酶可用于肉类嫩化或乳制品凝固等。
是的，酶在食品工业中发挥着重要作用。
以下是一些常见的酶在食品加工中的应用：1.淀粉酶：淀粉酶可以将复杂的淀粉分子降解为较简单的糖类，如葡萄糖和麦芽糖。
这种转化过程被广泛应用于面包、啤酒、乳制品和果汁等产品中，以增加甜度、改善口感或促进发酵。
2.蛋白酶：蛋白质水解酶可以将肉类中较大分子量的蛋白质分解成更小的片段。
这种嫩化处理可使肉质变得更加柔软，并提高其口感和咀嚼性。
3.凝固剂：某些特定类型的微生物产生了能够凝结牛奶或豆浆等液体的特殊凝固剂（例如拉丁语"rennet"）。
这些凝固剂主要含有胰凝乳素（chymosin），它可以水解牛奶中存在的一种叫做κ- 链球菌素(k-casein) 的蛋白质，在此过程中形成凝固物。
4.果汁澄清酶：果汁中的浑浊物质可以通过果汁澄清酶来降解和去除。
这种酶能够分解果胶、纤维素等多糖类，从而使果汁更加透明和清澈。
这些是食品工业中常见的一些酶应用，它们帮助改善产品的口感、稳定性和质量，并提高生产效率。
二、制药工业：许多药物合成过程需要使用特定的酶来催化关键步骤。
此外，生产抗体、激素和维生素等也需要借助酶。
在制药工业中，酶的应用非常广泛。
以下是一些常见的酶在制药工业中的应用：1.合成酶：许多药物的生产需要使用特定的酶来催化关键步骤。
例如，通过利用氨基转移酶和脱水氢化酶等，可以合成抗生素、激素和维生素等重要药物。
2.抗体生产：单克隆抗体是治疗和诊断许多疾病所需的重要工具。
在抗体生产过程中，将目标蛋白注射到动物或人体内后，通过特定细胞分泌出相应抗体。
酶的工程研究及其应用
酶的工程研究及其应用酶是生物系统中重要的催化剂，它们能够加速生物化学反应的速率，从而实现生命活动。
酶的工程研究则是通过改变酶的结构和性质，提高其催化效率和特异性，以满足工业生产和医疗保健等领域的需求。
本文将介绍酶的工程研究及其应用，包括三个方面：酶的制备与改造、酶的应用领域、未来发展方向。
一、酶的制备与改造酶的制备是酶工程研究的基础，目前主要包括两种方法：天然酶提取和基因工程制备。
天然酶提取是从天然来源中获得酶，而基因工程制备则是通过改变酶基因和表达条件，利用重组技术产生人工酶。
尽管天然酶具有生物多样性和稳定性等优点，但其产量和纯度都很低，因此基因工程制备逐渐成为主流。
例如，在轻巧的生产酒精、奶酪和酸奶等生物制品的中，都使用了来自不同来源的转化酶。
酶的改造是将酶的性质和功能，通过点突变或其它方式进行改变的方法。
酶的改造需要基于对酶的结构和机制的深入了解，以提高其催化效率和活性。
常见的改造方法包括：有机溶剂抗性化、温度稳定性增强、介质适应性提高等。
例如，目前工业上经常使用的β-半乳糖苷酶就是通过酶改造获得的，这种酶可以将牛奶中的乳糖水解成低聚糖，应用价值很高。
二、酶的应用领域酶广泛应用于各个领域，例如生物制品制造、医药、食品工业、环境保护以及能源等。
下面介绍几个具有代表性的应用领域：1. 生物制品制造生物制品包括抗生素、氨基酸、酶制剂等，是医疗保健领域中必需的物品。
酶工程研究提供了生产这些生物制品的有效手段。
例如，磺胺类抗生素的生产就需要磺胺基合成酶，这是一种通过基因工程制备的人工酶。
此外，丝氨酸、甘氨酸等氨基酸的生产也是通过基因工程酶的方法进行的。
2. 食品工业酶在食品工业中应用十分广泛。
例如，在面包制作中，可将面团中的淀粉质通过混合葡萄糖氧化酶和漂白谷氨酸酶转化成糖类，从而获得更好的口感。
此外，酶还可以用于啤酒、醋、酱油等制品的生产，以及果汁、乳制品等食品的加工和保鲜过程中的处理。
3. 医药领域酶在医药领域中的使用也十分广泛。
生物化学领域中的酶工程研究
生物化学领域中的酶工程研究在生物化学领域中，酶工程被认为是一项重要的研究方向。
它是基于生物催化反应的科学技术，有助于人们更好地理解和应用酶催化反应的相关知识。
在本文中，我们将从以下几个方面探讨生物化学领域中的酶工程研究：酶的结构与功能、酶工程的概念与发展、酶工程与产业应用。
一、酶的结构与功能酶是生物体内的一种特殊的蛋白质，它们在许多生物催化反应中都扮演着重要的角色。
在酶分子的内部，通常包括一个或多个多肽链，这些肽链根据特定的序列排列，在特定的结构成分下，形成了酶的三维空间结构。
酶分子的构造与功能紧密相关，通过特殊的催化机制、酶和反应物分子间的相互作用改变反应物分子内部的能量状态和化学结构，从而加速生物催化反应的速率。
酶分子的空间结构与它们的活性有关，因此人们对于酶的结构与构造研究有助于更好地理解酶的功能及其在生物体内催化反应中的作用。
二、酶工程的概念与发展酶工程是一种基于生物学技术的研究方向，其主要是通过对酶分子的结构与功能进行探究，寻找出新的酶催化机制和新的酶功能，同时也包括对已有酶分子进行修饰，提高它们的催化效率以及更好地适应外界环境的能力。
酶工程的发展可以追溯到20世纪50年代，那时候的研究人员通过创造基因重组技术，并将新的基因导入到原生质体中，实现对酶基因的修饰。
酶工程在随后的几十年间快速发展，随着生物技术的迅猛发展，人们不断实现酶的工程化生产与以酶为基础的新药物的研究与开发。
三、酶工程与产业应用随着酶工程研究的深入与发展，越来越多的研究成果被广泛应用于各个领域。
在生化项目中，酶工程具有极其重要的作用。
通过酶工程技术的应用，在细胞进行代谢刀出嫱链错误等方面的纠正，人体内某些巨大有害引物的代谢加速，制造工业原料和化学品，以及含糖酶对糖的分离提纯、酶对生物质的降解等方面的应用，这些都是酶工程在产业上应用的重要体现。
同时，酶工程在环保领域、农业领域、医药领域、食品加工领域等方面都具有潜在的应用价值，未来将会有更多的酶工程研究成果被应用于现实生活中。
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二、酶在环境治理方面的应用研究 当前，环境污染己经成为制约人类社会发展的重要因
素．我国每年排出大量废水(416亿吨)废气和烟尘(2000万 吨)，以及固体废弃物(1000亿吨)，污染规模达到相当严 重的地步．美国也有大量土地、淡水和海水区域被污染。 据估计，仅治理被污染的土地一项，就耗资巨大。
1995年Cuenoud又发现某些DNA分子也具有催化功 能，改变了只有蛋白质才能有催化功能的传统观念， 也为先有核酸，后有蛋白质，提供了进化的证据。
第十章酶学和酶工程研究今后的方向 进展热点问题
进一步研究发现核酸酶是一种多功能的生物催化剂， 不仅可以作用于RNA和DNA，而且还可以作用于多糖、氨 基酸酯等底物。核酸酶还可以同时具有信使编码功能和 催化功能，实现遗传信息的复制转录和翻译，是生命进 化中最简单．最经济最原始的、催化核酸自身复制、加 工的方式。
不过，如果通过多代遗传将突变积累起来，也可以 较好地拓展酶的功能。
第十章酶学和酶工程研究今后的方向 进展热点问题
近来，Arndd利用所谓“定向酶进化”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，可以大大改进 和拓展酶的功能。
近来国际上又提出酶蛋白全新设计的概念。
在“模拟酶”方面，固氮酶的模拟最令人瞩目。人 们从天然固氮酶由铁蛋白和铁钼蛋白两种成分组成得到 启发，提出了多种固氮酶模型。
第十章酶学和酶工程研究今后的方向 进展热点问题
如过渡金属(铁、钴、镍等)的氮络合物，过渡金属(钒、 钛等）的氮化物，石墨络合物，过渡金属的氨基酸络合 物等;此外，利用铜、铁、钴等金属的络合物，可以模拟 过氧化氢酶等．
第十章酶学和酶工程研究今后的方向 进展热点问题
当然，基因的表达并非是无序进行的，而是有内在 的规律。不同的基因有其各自不同的表达模式．这正 是基因调控的结果。基因组研究的根本目的是揭示整 个生命活动的规律。
人类基因组全序列的测定完成后，只是解决了人类 全部基因DNA序列问题(即遗传信息库问题)，
今后人们必须进一步了解这些基因的功能，以及这 些基因如何发挥其功能。因此功能基因组的研究在今 后的研究中就非常重要。
抗体酶的催化效率远比模拟酶高;同时，从原 理上讲，只要能找到合适的过渡态类似物，几乎可 为任何化学反应提供全新的蛋白质催化剂-抗体酶。
目前抗体酶催化的反应， 除水解反应外， 催化合成反应， 交换反应， 闭环反应， 异构化反应、 氧化还原反应等。
第十章酶学和酶工程研究今后的方向 进展热点问题
此外，与模拟酶相比，抗体酶表现出一定程 度的底物专一性和立体专一性。业已证明，抗体酶 可以在体内执行催化功能。抗体梅的应用前景非常 诱人。 抗体酶已经用于酶作用机理的研究，
原先人们常用的化学方法和物理方法，己经很难达到 完全清除污染物的目的。
第十章酶学和酶工程研究今后的方向 进展热点问题
微生物在环境治理方面发挥了十分巨大的作用，最 常用、最成熟的活性污泥废水处理技术，就是依靠了微 生物的作用、同样，各种微生物酶能够分解糖类、脂肪、 蛋白质，纤维素、木质素;环烃、芳香烃、有机磷农药、 氰化物、某些人工合成的聚合物等，正成为环境保护领 域研究的一个热点课题．
第十章酶学和酶工程研究今后的方向 进展热点问题
六.功能酶学进展 从1990年开始的、被称为生物学的“阿波罗登月计
划”的人类基因组计划，是整个生物学领域人力、物力 和财投入最大的一项巨大工程。其任务是完成人体23对 染色体、约10万个基因、30亿对碱基的DNA的全序列测 定，原来计划2005年完成。有美国、日本、中国等国家 合作，已经于2000年6月26日公布了人类基因组的基本 框架。预计，将在2002年全部完成。
基因工程的飞速发展，我们可以通过研究能够获得自 然界原先并不存在的、具有全新结构和功能的蛋白质．同 样，这一项新技术也可以用于组建自然界原先并不存在的、 结构和功能全新酶蛋白。
第十章酶学和酶工程研究今后的方向 进展热点问题
在确定设计目标后，先根据一定规则产生初始序列，
经过结构预测和构建模型，对序列进行初步的修改，
第十章酶学和酶工程研究今后的方向 进展热点问题
四. 核酸酶 抗体酶 近年来，人们发现去除蛋白质的RNA和DNA也具有催
化功能，1982年Cech发现四膜虫的26SrRNA的前体，在 没有蛋白质存在的情况下，能够进行内含子的自我剪 接，形成成熟的rRNA，证明RNA分子具有催化功能，并 将其称为核酸酶,也有人称为核酶)。
第十章酶学和酶工程研究今后的方向 进展热点问题
三、人工合成酶和模拟酶
酶的高度催化活性以及酶在工业上应用带来巨大经 济效益，促使人们研究人工合成的酶型催化剂．
通常，人们将人工合成时具有类似酶活性的聚物称 之为人工合成酶。
人工合成酶在结构上必具有两个特殊部位，即一个 是底物结合位点，一是催化位点。
已经发现，构建底物结合位点比较容易，而构建催 化位点比较困难．两个位点可以分设计。
手性药物的合成和拆分， 抗癌药物的制备．
目前人们正在致力于提高抗体酶的作用效率， 期望在深入了解酶的作用机理，以及抗体和酶结构 和功能的基础上，能够真正按照人们的意愿构建出 具有特定催化活性和专一性的催化效率高的能满足 各种用途需要的抗体酶．
第十章酶学和酶工程研究今后的方向 进展热点问题
五.分子酶学 研 究 分 子 结 构 和 功 能 的 关 系 ． 到 1999 年 1 月 。 在
第十章酶学和酶工程研究今后的方向 进展热点问题
一、基因工程和蛋白质工程的应用 有关基因工程在酶工程领域的研究文章大量涌现。 运用基因工程技术可以有什么好处？
改善原有酶的各种性能， 1.如提高酶的产量、 2.增加酶的稳定性、 3.使酶适应低温环境、 4.提高酶在有机溶剂中的反应效率、 5.使酶在后提取工艺和应用过程中更容易操作等， 6.运用基因工程技术也可以将原来有害的;未经批准的微 生物产生的酶的基因;
核酸酶具有核苷酸序列的高度专一性．这种专一性 使核酸酶具有很大的应用价值。只要知道某种核酸的核 苷酸序列，就可以设计并合成出催化其自我切割和断裂 的核酸酶。
第十章酶学和酶工程研究今后的方向 进展热点问题
我们知道，动植物病毒的基因组由核酸组成． 根据这些基因组的全部序列，就可设计并合成出 防治一些病毒引起的人、畜和植物病毒病的核酸酶。 例：能够防治流感、肝炎及滋病和烟草花叶病等．
第十章酶学和酶工程研究今后的方向 进展热点问题
众所周知，蛋白质的空间结构由其氨基酸的序列控 制，而其功能又与结构密切有关。据计算，300个氨基酸 可以组成10390种不同序列的蛋白质。而从生物出现以来， 自然界估计有1055种蛋白质．即绝大多数新序列和新功能 的蛋白质或酶，在许多亿年的生物进化过程中还没有出现 过或者没有研究过的酶，有待我们去开发和创造．
抗体和受体结合位点的模拟物可用于识别和检测系
统，分子压印的聚合物可用作生物传感器的识别单元。
有专家在演讲中介绍了人工合成酶在氧化还原反应 方面的进展。他将天然酶和人工合成酶置于膜反应器内， 比较了二者在连续氧化还原反应系统中的反应能力。
转换频率
空间时间产率
天然酶
高
低
人工合成酶．
低
高
在使用有机溶剂和各式各样不同的底物方面，人工合成酶 也要比天然酶优越得多．
然后进行基因表达或多肽合成，再经结构检测，确定是否与 原定目标相符。
并根据检测结果，指导进一步的设题
尽管目前对蛋白质全新设计的理论基础，即蛋白质 折叠规律的认识还不够深入，蛋白质全新设计还处 在探索阶段，但定，其应用前景非常诱人，值得深 入探索和研究
第十章酶学和酶工程研究今后的方向 进展热点问题
对天然酶蛋白进行改造，已经取得很多成果。例如， 将T4溶菌酶的第51位苏氨酸转变成脯氨酸，使该酶对 ATP的亲和力增强，酶活力提高了25倍。
但定点突变技术只能对天然酶蛋白中某些氨基酸残 基进行替换，酶蛋白的高级结构基本维持不变，因此对 酶的功能的改造非常有限．
第十章酶学和酶工程研究今后的方向 进展热点问题
抗体酶在本质上是免疫球蛋白，人们在其易变区 赋予了酶的催化活性。抗体是目前已知的最大的多样 性体系，但无催化活性。而抗体酶则具有较高的催化 活性。 制备抗体酶的方法 主要有诱导法、
拷贝法、 插入法、 化学修饰法 基因工程法。
第十章酶学和酶工程研究今后的方向 进展热点问题
Brookhaven蛋白质资料库中己经收集到8000多个蛋白质 结构，其中酶的结构有4800个。近年来，多标记和多维 技术的发展，使得利用核磁共振检测生物高分子物质的 结构成为可能。近年来，利用NMR技术解析酶的研究迅 速发展．对某些蛋白质进行动态结构的研究，如测定肌 红蛋白。
近来，基因定点突变技术的广泛应用，使酶的结构 与功能的关系的研究，将在今后的研究中会取得突破性 的进展。
第十章酶学和酶工程研究今后的方向 进展热点问题
但是已经发现，如果人工合成酶有一个反应过渡态 的结合位点，则该位点常常会同时具有结合位点和催化 位点的功能．人工合成酶通常也遵循Michaelis-Menten 方程，例如高分子聚合物聚-4-乙烯基吡啶-烷化物，具 有糜蛋白酶的功能，含辅基或不含辅基的高分子聚合物， 具有氧化还原酶、参与光合作用的酶和各种水解酶等功 能。
核酸酶也可以用来治疗某些遗传病和癌症。
核酸酶还可以用作研究核酸图谱和基因表达的工 具。一般说来，人工合成的模拟酶与天然酶的催化效 率相差较大，且反应类型大都为水解反应。
第十章酶学和酶工程研究今后的方向 进展热点问题
人们从酶与底物过渡态中间物是酶催化过程中的关 键一步得到启发，结合到抗原引起生物体内抗体的合成， 以及抗原和抗体的紧密结合，设想考虑利用抗原抗体相 互作用原理来模拟酶的催化作用。人们设想以一些底物 过渡态中间物的类似物作半抗原，诱导合成与其结构互 补的相应抗体，试图得到能够催化上述物质进行活性反 应的酶。1986年这种努力在实验室里获得了成功，为人 工合成酶和模拟酶，开创了一条崭新的途径。人们将这 种具有催化活性的抗体称为抗体酶)，又称催化抗体。