清华大学：《现代环境生物技术》课程PPT教学课件（讲稿）第二章 酶工程

教学重点、难点、学时 概述 )酶的定义 二)分类及命名 第二章酶 (三)酶工程的研究内容(四)催化特性 二、酶作用原理 三、酶的生产及分离纯化 工 程四、酶分子修饰 五、酶的固定化 六、酶反应器 七、酶的应用及发展展望

第 二 章 酶 工 程 教学重点、难点、学时 一、概述 (一）酶的定义 （二）分类及命名 （三）酶工程的研究内容 （四）催化特性 二、酶作用原理 三、酶的生产及分离纯化 四、酶分子修饰 五、酶的固定化 六、酶反应器 七、酶的应用及发展展望

1、要点 教 学 酶的定乂、酶工程的研究内容、酶的催化特性、酶的 要作用原理、分离纯化、化学修饰、固定化、在环境污染治 点理中的应用及展望 重 2、重点 点 作用原理、分离纯化、固定化 学3、学时 时 7学时

1、要点 酶的定义、酶工程的研究内容、酶的催化特性、酶的 作用原理、分离纯化、化学修饰、固定化、在环境污染治 理中的应用及展望 2、重点 作用原理、分离纯化、固定化 3、学时 7学时 教 学 要 点 、 重 点 、 学 时

)酶的定义 生物体内产生的具有催化功能的特殊蛋白质和RNA。 二)分类及命名 1、分类:氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶、 概连接酶或合成酶 2、命名 述 习惯命名法 根据其催化底物来命名; 根据所催化反应的性质来命名; 结合上述两个原则来命名; 有时在这些命名基础上加上酶的来源或其它特点

（一）酶的定义 生物体内产生的具有催化功能的特殊蛋白质和RNA。 （二）分类及命名 1、分类：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶、 连接酶或合成酶 2、命名： (1)习惯命名法: 根据其催化底物来命名； 根据所催化反应的性质来命名； 结合上述两个原则来命名； 有时在这些命名基础上加上酶的来源或其它特点。 一 、 概 述

2)国际系统命名法 国际酶学一一四位数字编号系统 第一位:表大类; 第二位:表亚类; 第三位:表亚亚类;第四位:表在亚亚类的序 概 系统名称包括底物名称、构型、反应性质,最后加一个 酶字。 例如: 习惯名称:谷丙转氨酶 述系统名称:丙氨酸,以酮二酸氨基转移酶 酶催化的反应 谷氨酸+丙酮酸—>α酮戊二酸+丙氨酸

(2)国际系统命名法 国际酶学－－四位数字编号系统 第一位：表大类； 第二位：表亚类； 第三位：表亚亚类； 第四位：表在亚亚类的序号 系统名称包括底物名称、构型、反应性质，最后加一个 酶字。 例如： 习惯名称:谷丙转氨酶 系统名称:丙氨酸：-酮戊二酸氨基转移酶 酶催化的反应: 谷氨酸 + 丙酮酸 ⎯→ -酮戊二酸 + 丙氨酸 一 、 概 述

三)酶工程的研究内容 酶工程:是利用酶的催化作用进行物质转化的技术 是将酶学理论与化工技术结合而形成的新技术。其主 要任务是:通过预先设计,经过人工操作控制而获得 概 大量所需的酶,并通过各种方法使酶发挥出最大的催 化功能;目的是为我们提供产品或以特定的功能为我 们服务。 述 1、生 分离纯化 酶分子修饰 4、酶的固定化 5、酶反应动力 6、酶反应器 7、酶的应用

（三）酶工程的研究内容 酶工程：是利用酶的催化作用进行物质转化的技术， 是将酶学理论与化工技术结合而形成的新技术。其主 要任务是：通过预先设计，经过人工操作控制而获得 大量所需的酶，并通过各种方法使酶发挥出最大的催 化功能；目的是为我们提供产品或以特定的功能为我 们服务。 1、生产 2、分离纯化 3、酶分子修饰 4、酶的固定化 5、酶反应动力学 6、酶反应器 7、酶的应用 一 、 概 述

四)酶的催化特性 1、催化效率高 概 2、专一性强 3、催化条件温和 4、酶活性可调 述 5、对环境条件敏感

（四）酶的催化特性 1、催化效率高 2、专一性强 3、催化条件温和 4、酶活性可调 5、对环境条件敏感 一 、 概 述

(一)酶是生物催化剂 活化能(J/mo):在一定温度下一摩尔底物全部进入 活化状态所需要的自由能。 作 酶能大大降低活化能,增加活化分子。 用 原二)酶催化反应动力学 理 中间产物学说

（一）酶是生物催化剂 活化能（J/mol)：在一定温度下一摩尔底物全部进入 活化状态所需要的自由能。 酶能大大降低活化能，增加活化分子。 （二）酶催化反应动力学 中间产物学说 二 、 酶 作 用 原 理

Mechanism of enzyme activity Substrate Products Enzyme Enzyme-substrate complex

在酶催化的反应中,第一步是酶与底物形成 酶一底物中间复合物。当底物分子在酶作用下 发生化学变化后,中间复合物再分解成产物和 酶作用原理 酶 E P+ E 许多实验事实证明了E-S复合物的存在。E S复合物形成的速率与酶和底物的性质有关

在酶催化的反应中，第一步是酶与底物形成 酶－底物中间复合物。当底物分子在酶作用下 发生化学变化后，中间复合物再分解成产物和 酶。 E + S ==== E-S ⎯⎯→ P + E 许多实验事实证明了E－S复合物的存在。E －S复合物形成的速率与酶和底物的性质有关。 二 、 酶 作 用 原 理

酶与底物结合形成中间络合物的方式(理论) (1)锁钥假说( lock and key hypothesis) 认为整个酶分子的天然构象是具有刚性结构的,酶 表面具有特定的形状。酶与底物的结合如同一把钥匙对 把锁一样 酶作用原理 (2)诱导契合假说( induced- fit hypothesis): 该学说认为酶表面并没有一种与底物互补的固定形 状,而只是由于底物的诱导才形成了互补形状 E+8→(E5→+ Transition grate nformation a)Lock-and-key model )Induced fit model

二 、 酶 作 用 原 理 酶与底物结合形成中间络合物的方式（理论） (1)锁钥假说(lock and key hypothesis)： 认为整个酶分子的天然构象是具有刚性结构的，酶 表面具有特定的形状。酶与底物的结合如同一把钥匙对 一把锁一样 (2)诱导契合假说（induced–fit hypothesis): 该学说认为酶表面并没有一种与底物互补的固定形 状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状