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酶的生物合成法生产 ppt课件

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酶的课件ppt
生命活动不可或缺的物质。
酶的分类
根据酶促反应的性质，酶可以 分为氧化还原酶类、水解酶类 、转移酶类、裂合酶类和合成 酶类等。
根据酶的来源，酶可以分为动 物酶、植物酶和微生物酶等。
根据酶的结构，酶可以分为单 体酶、寡聚酶和多聚酶等。
酶的结构与功能
酶的结构是由氨基酸组成的多肽链， 具有特定的空间构象，决定了酶的专 一性和活性。
酶的活性受温度、pH值、抑制剂和激 活剂等因素的影响，这些因素可以通 过影响酶的结构来改变酶的活性。
酶的活性中心是酶分子中与底物结合 的区域，是酶发挥催化作用的部位。
02
酶的生物合成与调控
酶的生物合成
酶的生物合成是指酶分子的形成 过程，包括转录和翻译两个阶段
。
在转录阶段，DNA中的信息被转 录成RNA，成为酶的信使RNA（
总结词
酶的结构与功能研究主要关注酶的化学组成、空间构象以及 与底物结合的机制，以揭示酶如何催化生物体内的化学反应 。
详细描述
通过对酶的氨基酸序列、三维结构以及活性位点的深入研究 ，科学家们逐渐理解了酶如何与底物结合、如何催化化学反 应的机制。这些研究不仅有助于解释酶的生物学功能，也为 酶的改造和利用提供了理论基础。
总结词
酶的活性与动力学研究主要关注酶催化化学反应的效率、反应速度以及反应条件对酶活性的影响。
详细描述
通过研究酶的活性与动力学，可以深入了解酶催化反应的过程和机制，探究影响酶活性的因素，为提 高酶的生产和应用效果提供理论支持。此外，酶的活性与动力学研究还为药物设计和生物工程领域提 供了重要的理论基础和技术手段。
酶抑制物的种类
酶抑制物是指能够抑制酶活性的 物质，根据其作用机理可分为竞 争性抑制、非竞争性抑制和反竞

天冬酰胺酶的生产工艺PPT课件

天冬酰胺酶的生产工艺PPT课件

大肠杆菌
→[菌种培养]
பைடு நூலகம்
→ [种子培养]
肉汤菌种
种子
肉汤培养基37℃ 24h
玉米浆培养基37℃ 4-8h
→ → [发酵]
风干
液
发酵液
干菌体
→[提取]
提
玉米浆培养基37℃ 6-8h
硼酸缓冲液PH8.3，
取液
→ [醋酸]
PH4.2~4.4
粗糖
3,7℃
→ 酶溶液 [甘氨酸] 60℃,30min
→ → [精制聚乙 二醇] 不同PH值处理
LOGO
天冬酰胺酶的生产工艺
生物制药112 沈秀
20117093245
.
（一）天冬酰胺酶的化学组成和性质
天冬酰胺酶是酰胺基水解酶，是大肠杆菌菌体中 提取分离的酶类药物，用于治疗白血病。
天冬酰胺酶呈白色粉末状，微有湿性，溶于水， 不溶于丙酮、三氯甲烷、乙醚和甲醇，最适PH8.5， 最适温度37℃。
天冬酰胺酶工艺流程图
[无菌分装]
无热源酶液
天冬酰胺酶冻干制剂
工艺过程及要点
1 菌种培养 采用大肠杆菌A.S.1.357, 普通牛肉膏培养基。 2 种子培养 培养基用玉米浆30kg，加水至300kg，接种量1%-1。 5%，37℃，通气搅拌培养4-8h.
一、3 发总酵述罐培养
取玉米浆培养基，离心分离发酵液，得菌体加2 量丙酮搅拌，压滤，滤饼过筛，自然风干成菌体 干粉。
4 提取、沉淀、热处理
5 精制、冻干
取上述酶液，调PH至7.0，室温搅拌1h，离心除去 沉淀，取上清液加入聚乙二醇，放置4~5天，离 心收集沉淀。用蒸馏水溶解，加4倍量丙酮，沉淀 ，过滤，分装，冷冻干燥制得成品。

酶(生物化学)PPT课件

酶(生物化学)PPT课件
详细描述
酶的活性中心是酶分子中具有特定空间结构的区域，能够与底物特异结合，并 通过催化反应将其转化为产物。活性中心的氨基酸残基通常是高度保守的，对 酶的催化活性至关重要。
酶的专一性
总结词
酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应的性质 。
详细描述
酶的专一性是酶的重要特性之一，它决定了酶在生物体内的 功能。一种酶通常只能催化一种或一类化学反应，这是因为 酶的活性中心具有特定的空间结构和化学环境，只能够与特 定的底物结合并催化相应的反应。
食品保鲜
酶可用于食品保鲜，如抑制果蔬 中酶的活性，延缓成熟和腐烂过 程；也可用于食品中农药残留的
降解。
功能性食品开发
酶可用于开发功能性食品，如通 过酶促反应生产低糖、低脂或高
纤维食品。
酶在环保领域的应用
有毒有害物质降解
酶可用于降解有毒有害物质，如重金属离子、有机溶剂和农药等， 降低其对环境和生物体的危害。
的诊断。
药物生产
酶可用于药物的生产和制造过程中， 如抗生素、激素和蛋白质药物等， 通过酶促反应提高生产效率和纯度。
生物治疗
酶在某些生物治疗过程中起到关键 作用，如基因疗法和细胞疗法中， 酶可促进特定基因的表达或改变细 胞代谢。
酶在食品工业中的应用
食品加工
酶在食品加工过程中起到重要作 用，如淀粉的改性、蛋白质的水 解和油脂的加工等，可改善食品 的口感、营养价值和加工性能。
计算机辅助设计
计算机辅助设计是一种利用计算 机模拟技术来预测和优化酶性能
的方法。
通过计算机模拟，可以预测酶的 催化机制、反应路径和动力学行
为，从而指导酶的优化设计。
计算机辅助设计与其他技术结合， 如量子化学计算和分子动力学模 拟，可进一步提高酶优化效率。

第三章第一节酶生物合成的调节PPT课件

第三章第一节酶生物合成的调节PPT课件

AUG
反密码
GUU UAC ACA
5’
3’ mRNA
密码(codon)与反密码(anticodon) 的碱基配对
.
31
蛋白质合成的几个要素-核糖体，ribosome
• 核糖体（或称核糖核蛋白体）由蛋白质和rRNA组成。 是存在于细胞质内的微小颗粒。
.
32
The ribosome composition of
.
Few example
2
一、提取分离法
• 酶的提取：在一定的条件下，用适当的溶剂处理 含酶原料，使酶充分溶解到溶剂中的过程。
• 主要提取方法：
– 盐溶液提取
– 酸溶液提取
– 碱溶液提取
– 有机溶剂提取等
注意选择适当 的溶剂！！！
.
3
• 优点：提取方法简单方便 • 缺点：
– 必须先获得含酶组织或细胞 – 受气候环境影响 – 若培养细胞则工艺路线变复杂 – 产品含杂质较多，分离纯化较困难
.
4
适用范围
• 在动植物资源丰富的地区 • 从动物胰脏中提取各种胰蛋白酶，小肠中
提取碱性磷酸酶
.
5
二、生物合成法（发酵法）
• 利用微生物细胞、植物细胞或动物细胞的 生命活动而获得人们所需酶的技术。
依细胞 种类不同
微生物 植物细胞 动物细胞
发酵产酶 培养产酶 培养产酶
.
6
• 酶的发酵生产：经过预先设计，通过
60年代中期，在操纵子中还发现了另一个开关基因，称为启动基因。启
动基因位于操纵基因之前，二者紧密相邻。启动基因由环腺苷酸（cAMP）启 动，而环腺苷酸能被葡萄糖所抑制。这样，葡萄糖便通过抑制环腺苷酸而间 接抑制启动基因，使结构基因失活，停止合成半乳糖苷酶。

第三章酶的生物合成法生产

第三章酶的生物合成法生产

• 10）红曲霉
• 淀粉酶、糖化酶、蛋白酶
• 11）啤酒酵母
• 啤酒和酒类生产 • 转化酶、丙酮酸脱羧酶
• 12假丝酵母
• 脂肪酶、尿酸酶、转化酶、醇脱氢酶
2植物细胞
• 植物细胞培养主要用于:色素、药物、香精 和酶蛋白的生产 • 其中用于产酶的细胞 • 番木瓜细胞------木瓜蛋白酶 • 大蒜细胞----------超氧化物歧化酶 • 胡萝卜细胞-------糖苷酶
•解除反馈阻遏 选育结构类似物抗性突变株 •解除分解代谢物阻遏——选育抗分解代谢阻遏突变株
2. 基因工程育种
（二）条件控制 1. 添加诱导物
酶的底物类似物最有效。
2. 降低阻遏物浓度
除去终产物 产物阻遏 添加阻止产物形成的抑制剂 避免使用葡萄糖 分解代谢物阻遏 避免培养基过于丰富 添加一定量的cAMP
固定化原生质体技术
• 20世纪80年代发展 • 便于胞内酶的分离纯化
微生物酶的类型
1.胞外酶：大多是水解酶（如淀粉酶、蛋白酶、
纤维素酶、果胶酶），是微生物为了利用环境中的 大分子而释放到细胞外的，即使胞外浓度很高，胞 内也能维持较低水平，受到的调节控制少。 2.胞内酶：指合成后仍留在细胞内发挥作用的酶， 酶活性和浓度受到中间产物和终产物的调控。
所需的 酶
分离纯化技术
酶的发酵液
第一节 细胞的选择
• • • • • • 用于酶生产的细胞必须具备条件： 1）酶的产量高； 2）容易培养和管理； 3）产酶稳定性好； 4）利于酶的分离纯化； 5）安全可靠，无毒性。
大多数酶采用微生物发酵生产，部分采用 植物细胞和动物细胞
1产酶微生物
• 利用微生物产酶优势：
4动物细胞培养基

酶的生产方法.ppt

酶的生产方法.ppt

（五）生产种子的制备
生产种子：由原始保藏菌种，经过活化，扩大培养，用 于发酵罐接种的大量菌体。
1、种子制备工艺过程
养
接种至发酵罐
（1 ）菌种活化
目的：保藏的菌种在用于发酵生产之前，必须接 种于新鲜的斜面培养基上，在一定的条件下培养，以 恢复细胞的生命活动能力。
为此，在有些酶的发酵生产过程中，要在不同的发酵阶段 控制不同的温度，即在微生物生长阶段控制在生长的最适温度 范围，而在产酶阶段控制在产酶最适温度范围。
（3）温度的控制方法
一般采用热水升温，冷水降温。因此，在发酵罐中均设有 足够传热面积的热交换装置，如排管、蛇管，夹套、喷淋管等。
4、酵母
啤酒酵母：丙酮酸脱羧酶、醇脱氢酶等。
假丝酵母：脂肪酶、尿酸酶、尿囊酸酶、转化酶、醇脱氢 酶等。
工业规模应用的微生物酶和它们的某些来源
酶 α-淀粉酶
产酶微生物
枯草芽胞杆菌 地衣芽胞杆菌
米曲霉
用途
淀粉液化，织物退浆，消化 助剂，加酶洗涤剂
米曲霉，黑曲霉， 制造葡萄糖，发酵、酿酒等
葡萄糖淀粉酶
此外石油产品中12碳—16碳的碳氢化合物已成功用作微生 物培养基的碳源。
注意：在选择碳源时，应尽量选择对所需酶有诱导作用的 碳源，而不使用或少使用有分解代谢物阻遏作用的碳源。
2、氮源：提供氮元素。
来源：①有机氮：常利用农副产品的籽实榨油后的 副产品，如豆饼、花生饼、菜子饼等；
②无机氮：含氮的无机化合物，如（NH4）2SO4、 NH4NO3 、NaNO3和（NH4）3PO4等。
玉米粉 8%
豆饼粉 4%
磷酸氢二钠 0.8%
硫酸铵
0.4%
氯化钙
0.2%
氯化铵

酶工程第一章酶学基础知识PPT课件

酶工程第一章酶学基础知识PPT课件
酶的生物合成是一个复杂的过程，需要多种酶的参 与和调控。这些酶的作用包括提供能量、合成原料 、修饰和加工等，以确保酶的正确合成和功能。
酶的生产方式
01 02
微生物发酵
通过微生物发酵生产酶是一种常见的方法。不同微生物具有不同的代谢 途径和酶系，可以产生不同类型的酶。通过选择适当的微生物和发酵条 件，可以大规模生产酶。
酶的分离纯化
通过各种分离纯化技术手段，从生物材料中 提取和纯化酶。
酶的改造
通过基因工程技术手段对酶进行改造，以提 高酶的催化效率和稳定性。
酶的固定化
将游离酶或细胞固定在特定载体上，实现酶 的重复利用和连续化生产。
酶的生产与应用
通过生物工程技术手段实现酶的工业化生产， 并将其应用于各个领域。
酶工程的应用领域
1980年代
随着分子生物学和生物工程技术的迅速发展，酶 工程领域取得了重大突破，实现了酶的大规模生 产和应用。
02
酶的结构与功能
酶的活性中心
02
01
03
酶的活性中心是酶分子中与底物结合并催化反应的区 域，通常由少数几个氨基酸残基组成。
这些氨基酸残基在空间结构上相互接近，形成一个凹 陷的空腔，能够与底物特异结合。
酶的活性中心具有催化作用，能够降低反应的活化能 ，加速化学反应速率。
酶的专一性
酶的专一性是指酶只能催化一 种或一类化学反应的性质。
酶的专一性分为绝对专一性和 相对专一性，绝对专一性是指 酶只催化一种底物反应，相对 专一性是指酶对底物的结构有 一定选择性。
酶的专一性是由酶的活性中心 决定的，活性中心的空间结构 和化学组成决定了酶对底物的 选择性。
03
拓展酶的应用领域，将酶应用 于生物医药、食品工业、纺织 工业等领域，提高产品质量和 降低环境污染。

《酶生物合成的调节》课件

《酶生物合成的调节》课件
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01.
02.
03.
04.
05.
06.
酶具有高效性、专一性和稳 定性等特点
酶是一种生物催化剂，能够 加速生物化学反应的速度
酶在生物体内参与各种代谢过 程，如糖代谢、脂质代谢、蛋
白质代谢等
酶的缺乏或异常会导致代谢 紊乱和疾病发生
转录： DNA模板 链被RNA 聚合酶识 别并转录 成mRNA
酶生物合成调节在药物筛选 中的应用
酶生物合成调节在药物研发 中的作用
酶生物合成调节在药物合成 中的应用
酶生物合成调节在药物代谢 中的应用
酶生物合成调节 在生物制药中的 应用
酶生物合成调节 在生物能源中的 应用
酶生物合成调节 在生物环保中的 应用
酶生物合成调节 在生物农业中的 应用
农业：提高作物产量，改善作物品质 工业：提高生产效率，降低生产成本 环保：减少污染，降低能耗 医药：开发新药，提高药物疗效
翻译效率可以通过翻译起始、延伸和终止来调节
蛋白质稳定性可以通过蛋白质的降解和合成来调节
翻译水平调节在细胞内具有广泛的应用，如细胞分化、细胞周期和应激 反应等
转录后修饰：在 mRNA转录后进行 的修饰，如5'端加 帽、3'端加尾等
修饰类型：包括甲 基化、乙酰化、磷 酸化、泛素化等
பைடு நூலகம்
修饰作用：影响 mRNA的稳定性、 翻译效率和蛋白质 的活性
免疫球蛋白的合成调节实例： 抗体的产生、免疫应答等
基因克隆：通过 PCR技术将目标基 因克隆到载体中
基因表达分析：通 过RT-PCR、 Western blot等技 术分析基因表达情 况
蛋白质纯化：通过 亲和层析、离子交 换等技术纯化目标 蛋白质

第二章_酶的生物合成法生产

第二章_酶的生物合成法生产


Section 4 固定化微生物细胞发酵产酶
一、固定化微生物细胞发酵产酶的特点： 二、固定化微生物细胞发酵产酶的工艺条件控制： 三、固定化微生物细胞生长和产酶动力学：

Section 5 固定化微生物原生质体发酵产酶
一、固定化微生物原生质体的特点： 二、固定化微生物原生质体发酵产酶的工艺条件控制：
三、发酵工艺条件及其控制 1、细胞活化与扩大培养

2、培养基的配制： ①碳源: ②氮源: ③无机盐: ④生长因子等。 3、pH值的调节控制： 4、温度的调节控制： 5、溶解氧的调节控制：


四、提高酶产量的措施： 1、添加诱导物： ①酶的作用底物 ②酶的反应产物 ③酶的底物类似物： 2、控制阻遏物的浓度： 3、添加表面活性剂： 如：吐温(Tween)、特里顿(Triton)等， 4、添加产酶活性剂：
Chapter Two 酶的生物合成法生产
Section 1 基本概述 一、酶的生物合成法生产概念 1、酶的生物合成 2、酶的发酵生产 3、酶的生物合成法生产 二、优良的产酶细胞应具备的条件 1、酶的产量高； 2、易培养和管理； 3、产酶稳定性好； 4、利于分离纯化； 5、安全可靠等。
开始，而在细胞进入平衡期后，酶的合成也随之停止。
④滞后合成型：只有当细胞生长进人平衡以后，酶才
开始合成并大量积累。
2、细胞生长动力学：

在培养过程中，细胞生长速率与细胞浓度成正比：
式中: rX——细胞生长速率 X-----细胞浓度 μ——比生长速率


当培养物中只有一种限制性基质，而不 存在其它限制生长的因素时，μ为此限制性 基质浓度的函数，这就是Monod生长动力学 模型：
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Amylase from Bacillus Protease from Bacillus Phosphatase from Bacillus Glucoamylase from Aspergillus …… Plant cell culture Animal cell culture
ppt课件
Few example
合成的原料和能量。
ppt课件
26
（一）基因调控理论 Jacob and Monod的操纵子学说（operon theory）
操纵子——基因表达的协同单位
操纵子
结构基因（编码蛋白质, structural gene, S）
控制部位
操纵基因（operator gene, O） 启动子（promotor gene, P）
受位 (A位)
小亚基
3’
ppt课件
15
蛋白质的合成过程
（大肠杆菌）
❖ 氨基酸的活化 ❖ 肽链合成的起始 ❖ 肽链的延伸 ❖ 肽链合成的终止与释放
ppt课件
16
氨基酸的活化与转运
反应式：
氨酰-tRNA合成酶
AA + tRNA + ATP
氨酰-tRNA+AMP+PPi
对于E.coli而言，肽链合成时的第一
6
转录模板
模板链（template strand） 反意义链(antisense strand)
启动子（promotor)
3
5´ ´
DNA
终止子(terminator)
5´ 3´
编码链 (coding strand) 有意义链(sense strand)
反意义链:指导转录作用的一条DNA链 有意义链:无转录功能的一条DNA链.
定义 以mRNA为模板，以氨基酸为底物，在核糖 体上通过各种tRNA、酶和辅助因子的作用，合 成多肽链的过程。
ppt课件
13
酪
5’ 酪氨酰- tRNA
AUG
反密码
GUU UAC ACA
5’
3’ mRNA
密码与反密码的碱基配对
ppt课件
14
给位
(P位)
蛋 苏
大亚基
UGU
5’ AUG ACA GUU
蛋 苏
UAC UGU 5’ AUG ACA GUU 3’
进位 Mg+
蛋
K+
苏
UGU
5’ AUG ACA GUU 3’ GDP+Pi
移位
UAC UGU
GTP 5’ AUG ACA GUU 3’
转肽
ppt课件
22
肽链合成的终止阶段
1.出现终止密码并与终止因子结合; 2.肽键水解,多肽释放; 3.tRNA,mRNA,大小亚基解离.
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
第一节 酶生物合成及调节
ppt课件
7
5’ 3’
反意义链
有意义链
பைடு நூலகம்T C GAG TAC AGCTCATG
CGAGUAC 3’
5’ 3’
RNA聚合酶
5’ RNA
PPi
UTP
GTP
ATP
CTP UTP
RNA在DNA模板上的生物合成
ppt课件
8
RNA的转录过程(三步)
1.起始 2.延长 3.终止
ppt课件
9
原核生物的RNA聚合酶(DDRP)
一、酶的生物合成
遗传信息传递的中心法则
转
录
复制
传
递
DNA
转录 给
R N
逆转录
A
RNA ，
再
翻译
蛋白质
复制 由
R
N
ppt课件
5
（一）RNA的生物合成--转录(transcription)
定义 以DNA为模板，以核苷三磷酸为底物，在 RNA聚合酶（转录酶）的作用下，生成RNA分子 的过程。 .
ppt课件
20
肽链合成的延伸阶段
1.进位:氨基酰-tRNA进入受位; 2.转肽:形成肽键,在转肽酶作用下,给位与
受位结合;
3.移位:核蛋白体向3’端移动一个密码子的
位置,空出受位,不断地进位、转肽、 移位,使肽链延长。
ppt课件
21
苏 蛋
蛋苏
UGU
UAC
5’ AUG ACA 3’ GTP GDP+Pi
起始复合体
第三章 酶的生物合成与发酵生产
ppt课件
1
酶的生产方法
提取分离法 (Extraction)
生物合成 (Biosynthesis)
化学合成 (chemicalsynthesis)
SOD - blood Papain-Papaya Chymotrypsin-Pancrea ……
organ/tissue/cell
E. coli的RNA聚合酶是由四种亚基组成的五聚体 （ 2 ）
起始因子
σ
全 酶 （ holoenzym e）
核 心 酶 （ core enzym e）
β'σ α α
β
β'
α α
β
ppt课件
10
RNA合成过程
起始
双链DNA 局部解开
启动子（ promotoRrN) A聚合酶
磷酸二酯
键形成
离开 延长阶段
个氨基酸都是甲酰甲硫氨酸（fMet）。
ppt课件
17
在核糖体上合成多肽（三阶段）
1、起始阶段 2、延伸阶段 3、终止阶段
ppt课件
18
肽链合成的起始阶段
1.mRNA与小亚基结合：形成30S-mRNA-IF3复合物 2.AUG与蛋氨酰-tRNA结合：
30S-mRNA-IF3 fMet-tRNA-IF2-GTP
ppt课件
23
终
UAC 5’ AUG UAA 3’
肽链
终
UAC 5’ AUG UAA 3’
5’
3’ UAC
终
终
UAC 5’ AUG UAA 3’
ppt课件
24
ppt课件
25
二、酶生物合成的调节
定义：通过调节酶合成的量来控制微生物
代谢速度的调节机制，是在基因转录水平上 进行的。
意义：通过阻止酶的过量合成，节约生物
解链区到达 基因终点
终止阶段
55
5 5
5
3 3 3
5 ppt课件 RNA
终止子 (terminator)
3 11
RNA链的延伸图解
模板链（反义链）
复链
有义链
解链
新生RNA 5´
3´
RNA-DNA杂交螺旋
聚合酶的移动方向
延长部位
ppt课件
12
（二）蛋白质的生物合成--翻译(translation)
IF1 30S起始复合物
fMet-tRNA正好位于mRNA的起始密码子上（AUG）。
3.大小亚基结合
ppt课件
19
mRNA
给位
小亚基 蛋
受位
5’ AUG ACA 3’
蛋氨酰tRNA
GTP
蛋 大亚基
UAC
UAC
5’ AUG ACA 3’ GDP+Pi 5’ AUG ACA 3’
肽链合成的起始阶段
ppt课件