1、Chapter 10The application of enzyme 酶的運用酶的運用 “ “綠色安康，綠色安康，“酶力無限酶力無限醫(yī)藥、洗滌劑、紡織、淀粉制糖、發(fā)酵、酒醫(yī)藥、洗滌劑、紡織、淀粉制糖、發(fā)酵、酒精、食品包括果蔬汁、啤酒釀造、谷物食精、食品包括果蔬汁、啤酒釀造、谷物食品、蛋白水解、和功能食品以及食用油脂、品、蛋白水解、和功能食品以及食用油脂、飼料、皮革、造紙和化工等工業(yè)領(lǐng)域飼料、皮革、造紙和化工等工業(yè)領(lǐng)域 主要內(nèi)容主要內(nèi)容1、酶在醫(yī)藥方面的運用2、酶在食品方面的運用3、酶在輕工、化工方面的運用 4、酶在環(huán)境維護中的運用GoGoGoGo5、酶在生物技術(shù)方面的運用Go10.1 10.

2、1 酶在醫(yī)藥方面的運酶在醫(yī)藥方面的運用用n用酶進展疾病的診斷n用酶進展疾病的治療n用酶制造各種藥物1、經(jīng)過酶活力變化進展疾病診斷、經(jīng)過酶活力變化進展疾病診斷酶疾病與酶活力變化淀粉酶胰臟疾病，腎臟疾病時升高；肝病時下降膽堿酯酶肝病、肝硬化、有機磷中毒、風(fēng)濕等，活力下降酸性磷酸酶前列腺癌、肝炎、紅血球病變時，活力升高堿性磷酸酶佝僂病、軟骨化病、骨瘤、甲狀旁腺機能亢進時，活力升高；軟骨發(fā)育不全等，活力下降谷丙轉(zhuǎn)氨酶/谷草轉(zhuǎn)氨酶肝病、心肌梗塞等，活力升高-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶（-GT）原發(fā)性和繼發(fā)性肝癌，活力增高至200單位以上，阻塞性黃疸、肝硬化、膽道癌等，血清中酶活力升高醛縮酶急性傳染性肝炎、心肌梗塞，血

3、清中酶活力顯著升高胃蛋白酶胃癌，活力升高；十二指腸潰瘍，活力下降磷酸葡糖變位酶肝炎、癌癥，活力升高乳酸脫氫酶肝癌、急性肝炎、心肌梗塞，活力顯著升高；肝硬化，活力正常端粒酶癌細胞中含有端粒酶，正常體細胞內(nèi)沒有端粒酶活性山梨醇脫氫酶（SDH）急性肝炎，活力顯著提高脂肪酶急性胰腺炎，活力明顯增高，胰腺癌、膽管炎患者，活力升高肌酸磷酸激酶（CK）心肌梗塞，活力顯著升高；肌炎、肌肉創(chuàng)傷，活力升高羥基丁酸脫氫酶心肌梗塞、心肌炎，活力增高磷酸己糖異構(gòu)酶急性肝炎，活力極度升高；心肌梗塞、急性腎炎，腦溢血，活力明顯升高鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶急性肝炎，活力急速增高；肝癌，活力明顯升高乳酸脫氫酶同工酶心肌梗塞、惡性貧

4、血，LDH1增高；白血病、肌肉萎縮，LDH2增高；白血病、淋巴肉瘤、肺癌，LDH3增高；轉(zhuǎn)移性肝癌、結(jié)腸癌，LDH4增高；肝炎、原發(fā)性肝癌、脂肪肝、心肌梗塞、外傷、骨折，LDH5增高葡萄糖氧化酶測定血糖含量，診斷糖尿病亮氨酸氨肽酶（LAP）肝癌、陰道癌、阻塞性黃疸，活力明顯升高2、用酶測定物質(zhì)的量的變化進展疾病診斷、用酶測定物質(zhì)的量的變化進展疾病診斷 酶測定的物質(zhì)用 途葡萄糖氧化酶葡萄糖測定血糖、尿糖，診斷糖尿病葡萄糖氧化酶+過氧化物酶葡萄糖測定血糖、尿糖，診斷糖尿病尿素酶尿素測定血液、尿液中尿素的量，診斷肝臟、腎臟病變谷氨酰胺酶谷氨酰胺測定腦脊液中谷氨酰胺的量，診斷肝昏迷、肝硬化膽固醇氧化酶

5、膽固醇測定膽固醇含量，診斷高血脂等DNA聚合酶基因通過基因擴增，基因測序，診斷基因變異、檢測癌基因體檢表中有關(guān)酶的選項體檢表中有關(guān)酶的選項3、酶在疾病治療方面的運用、酶在疾病治療方面的運用酶 名來 源用 途淀粉酶胰臟、麥芽、微生物治療消化不良，食欲不振蛋白酶胰臟、胃、植物、微生物治療消化不良，食欲不振，消炎，消腫，除去壞死組織，促進創(chuàng)傷愈合，降低血壓脂肪酶胰臟、微生物治療消化不良，食欲不振纖維素酶霉菌治療消化不良，食欲不振溶菌酶蛋清、細菌治療各種細菌性和病毒性疾病尿激酶人尿治療心肌梗塞，結(jié)膜下出血，黃斑部出血鏈激酶鏈球菌治療血栓性靜脈炎，咳痰，血腫，下出血，骨折青霉素酶蠟狀芽孢桿菌治療青霉素引

6、起的變態(tài)反應(yīng)L-天冬酰胺酶大腸桿菌治療白血病超氧化物歧化酶微生物，植物，動物預(yù)防輻射損傷，治療紅斑狼瘡，皮肌炎，結(jié)腸炎凝血酶動物，蛇，細菌，酵母等治療各種出血病膠原酶細菌分解膠原，消炎，化膿，脫痂，治療潰瘍右旋糖酐酶微生物預(yù)防齲齒 膽堿酯酶細菌治療皮膚病，支氣管炎，氣喘溶纖酶蚯蚓溶血栓彈性蛋白酶胰臟治療動脈硬化，降血脂核糖核酸酶胰臟抗感染，祛痰，治肝癌尿酸酶牛腎治療痛風(fēng)溶菌酶溶菌酶栓溶酶類與心血管疾病栓溶酶類與心血管疾病凝血酶凝血酶n健美生消化酶協(xié)助腸胃蠕動n【產(chǎn)品規(guī)格】90片瓶n【食用方法】成人每日3片，隨主餐服用n【成分(每片含)】n1)消化蛋白質(zhì)：木瓜蛋白酶50毫克、菠蘿蛋白酶30毫克；

7、n2)消化脂肪：脂肪酶30毫克；n3)消化碳水化合物/淀粉：淀粉酶50毫克；n4)消化乳制品：乳糖酶30毫克；n5)消化纖維：纖維素酶15毫克。n另含：能抑制過多胃酸的葡萄糖酸鈣，能緩解反胃薄荷葉和茴香n【適用人群】n消化不良者n腸胃疾病患者n大病初愈者消化酶類消化酶類SOD4、酶在藥物制造方面的運用、酶在藥物制造方面的運用 酶酶主要來源主要來源用途用途青霉素?；盖嗝顾仵；肝⑸镂⑸镏圃彀牒铣汕嗝顾睾皖^孢菌素制造半合成青霉素和頭孢菌素11-羥化酶羥化酶霉菌霉菌制造氫化可的松制造氫化可的松L-酪氨酸轉(zhuǎn)氨酶酪氨酸轉(zhuǎn)氨酶細菌細菌制造多巴（制造多巴（L-二羥苯丙氨酸）二羥苯丙氨酸）-酪氨酸酶酪氨

8、酸酶植物植物制造多巴制造多巴-甘露糖苷酶甘露糖苷酶鏈霉菌鏈霉菌制造高效鏈霉素制造高效鏈霉素核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶微生物微生物生產(chǎn)阿拉伯糖腺嘌呤核苷（阿糖生產(chǎn)阿拉伯糖腺嘌呤核苷（阿糖腺苷）腺苷）酰基氨基酸水解酶?；被崴饷肝⑸镂⑸锷a(chǎn)生產(chǎn)L-氨基酸氨基酸5-磷酸二酯酶磷酸二酯酶桔青霉等微生物桔青霉等微生物生產(chǎn)各種核苷酸生產(chǎn)各種核苷酸多核苷酸磷酸化酶多核苷酸磷酸化酶微生物微生物生產(chǎn)聚肌胞，聚肌苷酸生產(chǎn)聚肌胞，聚肌苷酸無色桿菌蛋白酶無色桿菌蛋白酶細菌細菌由豬胰島素（由豬胰島素（Ala-30）轉(zhuǎn)變?yōu)槿耍┺D(zhuǎn)變?yōu)槿艘葝u素（胰島素（Thr-30）核糖核酸酶核糖核酸酶微生物微生物生產(chǎn)核苷酸生產(chǎn)核苷酸

9、蛋白酶蛋白酶動物、植物、微生物動物、植物、微生物生產(chǎn)生產(chǎn)L-氨基酸氨基酸-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶黑曲霉等微生物黑曲霉等微生物生產(chǎn)人參皂甙生產(chǎn)人參皂甙-Rh2青霉素?；概c抗生素改造青霉素?；概c抗生素改造 CRONHNSOCH3COOHCH3CROOH+NH2NSOCH3COOHCH3CR1ONHNOSR2COOHCR1OOH+H2NNONSR2COOH頭孢菌素7-ACA青霉素6-APA 天然發(fā)酵生成的青霉素有兩種，一為青霉素G R： ，另一為青霉素VR： ，經(jīng)過青霉素酰化酶的作用，可以半合成得到： CH2OCH2氨芐青霉素R： ，羥氨芐青R： 羧芐青霉素R： 等 P254 表10-5CHNH2

10、HOCHNH2CHCOOH 發(fā)酵生成的天然頭孢霉素是頭孢霉素C 經(jīng)過青霉素酰化酶的作用，頭孢霉素經(jīng)水解生成7-ACA后, 再與側(cè)鏈羧酸衍生物反響，可半合成得到各種新型頭孢霉素。 例如：頭孢利定,頭孢金素，頭孢氨卞等P255 表10-610.2 10.2 酶在食品方面的運用酶在食品方面的運用 n食品保鮮n食品消費n食品添加劑的消費 n加強或改善食品的風(fēng)味和質(zhì)量淀粉酶類與淀粉糖業(yè)淀粉酶類與淀粉糖業(yè)淀粉液化液淀粉酶糖化酶糖化液噴霧干燥氫化還原結(jié)晶異構(gòu)酶粉狀葡萄糖山梨醇結(jié)晶葡萄糖果葡糖漿果糖42%葡萄糖55%低聚糖分離混合高果糖漿果糖漿果糖80-90%果糖55%葡萄糖39%低聚糖環(huán)狀糊精環(huán)狀糊精環(huán)糊精

11、葡糖基轉(zhuǎn)移酶環(huán)糊精葡糖基轉(zhuǎn)移酶果汁消費與果膠酶奶酪與凝乳酶在果酒消費中運用的酶制劑主要有果膠酶、纖維在果酒消費中運用的酶制劑主要有果膠酶、纖維素酶、半纖維素酶、淀粉酶、蛋白酶和風(fēng)味酶等素酶、半纖維素酶、淀粉酶、蛋白酶和風(fēng)味酶等1、焙烤食品：將菠蘿蛋白酶參與生面團中，可使面筋降解，生面團被軟化后易于加工。并能提高餅干與面包的口感與質(zhì)量。 2、肉類的嫩化：菠蘿蛋白酶將肉類蛋白質(zhì)的大分子蛋白質(zhì)水解為易吸收的小分子氨基酸和蛋白質(zhì)?？蓮V泛地運用于肉制品的精加工。菠蘿蛋白酶10.3 10.3 酶在輕工、化工方面的運用酶在輕工、化工方面的運用 n用酶進展原料處置用酶進展原料處置n用酶消費各種輕工、化工產(chǎn)品用

12、酶消費各種輕工、化工產(chǎn)品n用酶加強產(chǎn)品的運用效果。用酶加強產(chǎn)品的運用效果。 生物拋光是一種用纖維素酶生物拋光是一種用纖維素酶改善纖維素纖維制品外表的改善纖維素纖維制品外表的整理工藝整理工藝, ,以到達耐久的抗起以到達耐久的抗起毛起球并添加織物的光潔度毛起球并添加織物的光潔度和柔軟度和柔軟度 酶水解了毛根部的毛囊蛋白而酶水解了毛根部的毛囊蛋白而使毛松動零落。蛋白酶分解皮使毛松動零落。蛋白酶分解皮纖維間質(zhì)中的可溶性蛋白質(zhì)，纖維間質(zhì)中的可溶性蛋白質(zhì)，使皮纖維進一步松散軟化。使皮纖維進一步松散軟化。皮革脫毛與軟化皮革脫毛與軟化生絲脫膠生絲脫膠溫暖條件下催化絲膠蛋白水解溫暖條件下催化絲膠蛋白水解蛋白酶乙

13、酰乙酰 -DL Ala L Ala +乙酸乙酸乙酰乙酰 -D AlaAminoacylase 氨氨 基基 酰酰 化化 酶酶泵泵儲罐反響產(chǎn)物離心機離心機消消旋旋反反響響器器固定化酶柱子晶體 L-AlaL-Ala A-D-AlaA-L-Ala A-D-AlaCH2CHCN丙烯腈水合酶CH2CHCONH2HOOCCCCOOHHH延胡索酸酶H2OHOOCCH2CHCOOHOH延胡索酸延胡索酸 蘋果酸蘋果酸丙烯腈丙烯腈 丙烯酰胺丙烯酰胺縮短洗滌時間，提高洗滌效果加酶洗滌劑加酶洗滌劑- -堿性蛋白酶堿性蛋白酶酶制劑在國外飼料工酶制劑在國外飼料工業(yè)中得到不斷運用，業(yè)中得到不斷運用，不僅提高了飼料原料不僅提高

14、了飼料原料的轉(zhuǎn)化率，也促進了的轉(zhuǎn)化率，也促進了對飼料的消化。對飼料的消化。植酸酶：植酸酶：主要用于提高植酸磷的消化率，并相應(yīng)改主要用于提高植酸磷的消化率，并相應(yīng)改善鈣和其它礦物元素的利用率。大大降低善鈣和其它礦物元素的利用率。大大降低了動物糞便中磷的排放量，有益環(huán)保。了動物糞便中磷的排放量，有益環(huán)保。 10.4 10.4 酶在環(huán)境維護中的運用酶在環(huán)境維護中的運用n環(huán)境監(jiān)測環(huán)境監(jiān)測n廢水處置廢水處置n可降解資料開發(fā)可降解資料開發(fā)利用膽堿酯酶檢測有機磷農(nóng)藥污染利用膽堿酯酶檢測有機磷農(nóng)藥污染CROO CH2CH2N(CH3)3 + H2OOHHOCH2CH2N(CH3)3 + RCOOHOH 膽堿酯

15、 膽堿脂肪酸 有機磷農(nóng)藥是膽堿酯酶的一種抑制劑，可以經(jīng)過檢測膽堿酯酶的活性變化，來斷定能否遭到有機磷農(nóng)藥的污染。廢水處置廢水處置n有的廢水中含有淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等各種有機物質(zhì)，可以在有氧和無氧的條件下用微生物處置，也可以經(jīng)過固定化淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等進展處置。n冶金工業(yè)產(chǎn)生的含酚廢水，可以采用固定化酚氧化酶進展處置。n含有硝酸鹽、亞硝酸鹽的地下水或廢水，可以采用相應(yīng)的固定化復(fù)原酶進展處置。使硝酸根、亞硝酸根逐漸復(fù)原，最終成為氮氣。 其反響過程如下： HNO3 + HNO2 + HNO2 + NO + H2O + 2NO + N2 + n在脂肪酶催化下，己二酸或癸二酸與蔗糖在己烷溶液中進展

16、酯化反響，可以生成聚糖酯高聚物：OOHOHOHOOOHCH2OHHOCH2HOCH2HOHOOC(CH2)4COOH+OC(CH2)4COOHHOHOCH2OCH2OOHCH2OOOHOHOHOHOOC(CH2)4COn回本章目錄合成可生物降解資料合成可生物降解資料10.5 10.5 酶在生物技術(shù)方面的運用酶在生物技術(shù)方面的運用n除去細胞壁n大分子切割n大分子銜接 現(xiàn)代基因工程的開創(chuàng)人P伯格美國,1926在1960年以敏銳的科學(xué)預(yù)見力提出一個大膽的想象：能否可以發(fā)明出一種人工方法，把外界的遺傳基因引入動物體內(nèi)，以到達改動遺傳性狀和治療某些疾病的需求呢？1972年，伯格把兩種病毒的DNA用同一種

17、限制性內(nèi)切酶切割后，再用DNA銜接酶把這兩種DNA分子銜接起來，于是產(chǎn)生了一種新的重組DNA分子，初次實現(xiàn)兩種不同生物的DNA體外銜接，獲得了第一批重組DNA分子，這標(biāo)志著基因工程技術(shù)的誕生。伯格因此獲得了1980年諾貝爾化學(xué)獎。 “分子手術(shù)刀 高度專注性 一些限制性核酸內(nèi)切酶的來源與作用位點一些限制性核酸內(nèi)切酶的來源與作用位點酶識別序列與作用位點53來 源Alu AGCTArthrobacter luteusAvaCPyCGPuGAnabaena vayiabilisBamH GGATCCBacillus amyloliquefaciensBgl AGATCTBacillu globigiiEco R GAATTCEscherichia coli Rye13Hae GG