酶工程制药医学宣教培训ppt课件

酶酶工程制工程制药药医学宣教医学宣教酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教1国际酶工程学会（国际酶工程学会（19711971年）定义：年）定义：酶工程酶工程是研究和开发酶的生产、酶是研究和开发酶的生产、酶的分离纯化、酶的固定化、酶及固定化的分离纯化、酶的固定化、酶及固定化酶的反应器、酶与固定化酶的应用等的酶的反应器、酶与固定化酶的应用等的工程科学。工程科学。2酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教2酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教2 酶工程制药主要包括药用酶的生产和酶工程制药主要包括药用酶的生产和酶法制药两方面的技术。酶法制药两方面的技术。药用酶是指可用于预防和治疗疾病的酶。药用酶是指可用于预防和治疗疾病的酶。酶法制药是指利用酶的催化作用酶法制药是指利用酶的催化作用而制造出具有药用功效的物质的技术而制造出具有药用功效的物质的技术过程过程.药用酶：药用酶：酶法制药：酶法制药：3酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教 酶工程制药主要包括药用酶的生产和酶法制药两方面的技术。酶工程制药主要包括药用酶的生产和酶法制药两方面的技术。3第一节第一节 概述概述 酶是生物催化剂。是由活细胞酶是生物催化剂。是由活细胞产生的以蛋白质为主要成分的生物产生的以蛋白质为主要成分的生物催化剂，它能催化各种生物化学反催化剂，它能催化各种生物化学反应。应。4酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教第一节第一节 概述概述 酶是生物催化剂。是由活细胞产生的以蛋白酶是生物催化剂。是由活细胞产生的以蛋白4一、酶的催化特性一、酶的催化特性催化剂的共同点催化剂的共同点量少高效；量少高效；只加速可逆反应的进程，而不改变反应只加速可逆反应的进程，而不改变反应的平衡点。的平衡点。都是通过降低反应分子的活化能来加快都是通过降低反应分子的活化能来加快化学反应的速度。化学反应的速度。酶的特性酶的特性高效催化高效催化高度专一高度专一条件温和条件温和5酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教一、酶的催化特性催化剂的共同点一、酶的催化特性催化剂的共同点5酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教51 1、酶的专一性强、酶的专一性强 酶的专一性酶的专一性（specificity)：是指一种酶只能催化一种或一类是指一种酶只能催化一种或一类结构相似的底物进行某种类型的结构相似的底物进行某种类型的反应。反应。6酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教1、酶的专一性强、酶的专一性强 酶的专一性（酶的专一性（specificity)6绝对专一性绝对专一性(absolute specificity)：只能只能作用于特定结构的底物，进行一种专一的作用于特定结构的底物，进行一种专一的反应，生成一种特定结构的产物反应，生成一种特定结构的产物 。立体结构特异性立体结构特异性(stereo specificity)：作用于立体作用于立体异构体中的一种。异构体中的一种。相对专一性相对专一性(relative specificity)：作用作用于一类化合物或一种化学键。于一类化合物或一种化学键。根据酶对其底物结构选择的严格程度不同，根据酶对其底物结构选择的严格程度不同，酶的专一性可大致分为以下酶的专一性可大致分为以下2 2种类型：种类型：7酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教绝对专一性绝对专一性(absolute specificity)：只能：只能72 2、酶的催化效率高、酶的催化效率高 酶的催化效率通常比非催化反应高酶的催化效率通常比非催化反应高1081020倍，比一般催化剂高倍，比一般催化剂高1071013倍。倍。酶酶和和一一般般催催化化剂剂加加速速反反应应的的机机理理都都是是降降低低反反应应的的活活化化能能(activation energy)。酶酶比比一一般般催催化剂更有效地降低反应的活化能。化剂更有效地降低反应的活化能。8酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教2、酶的催化效率高、酶的催化效率高 酶的催化效率通常比非催化反应高酶的催化效率通常比非催化反应高8酶工程制酶工程制83 3、酶的作用条件温和、酶的作用条件温和 酶的催化不需要较高的反应温度。酶的催化不需要较高的反应温度。酶的催化作用一般都在常温、常压、酶的催化作用一般都在常温、常压、pHpH近乎中性的温和条件下进行，不需高近乎中性的温和条件下进行，不需高温高压和极端温高压和极端pHpH条件。条件。9酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教3、酶的作用条件温和、酶的作用条件温和 酶的催化不需要较高的反应温度。酶的催化不需要较高的反应温度。99二、影响酶催化作用的主要因素二、影响酶催化作用的主要因素1 1、酶浓度对酶促反应的影响、酶浓度对酶促反应的影响在有在有足够底物足够底物和其他条件不变的情况下：和其他条件不变的情况下：v=k E酶促反应的速度与酶浓度成正比酶促反应的速度与酶浓度成正比10酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教二、影响酶催化作用的主要因素二、影响酶催化作用的主要因素1、酶浓度对酶促反应的影响在有足、酶浓度对酶促反应的影响在有足102 2、底物浓度对酶促反应的影响、底物浓度对酶促反应的影响 S S v vV Vmaxmax一级反应一级反应一级反应一级反应 v=k v=k v=k v=k SSSS零级反应零级反应零级反应零级反应 v=kv=kv=kv=k E E E E混合级反应混合级反应11酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教2、底物浓度对酶促反应的影响、底物浓度对酶促反应的影响SvVmax一级反应零级反应一级反应零级反应11当底物浓度较低时当底物浓度较低时反应速度与底物浓度成正比；反反应速度与底物浓度成正比；反应为一级反应。应为一级反应。SSV VVmaxVmax12酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教当底物浓度较低时反应速度与底物浓度成正比；反应为一级反应。当底物浓度较低时反应速度与底物浓度成正比；反应为一级反应。12随着底物浓度的增高随着底物浓度的增高反应速度不再成正比例加速；反应反应速度不再成正比例加速；反应为混合级反应。为混合级反应。SSV VVmaxVmax13酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教随着底物浓度的增高反应速度不再成正比例加速；反应为混合级反应随着底物浓度的增高反应速度不再成正比例加速；反应为混合级反应13当底物浓度高达一定程度当底物浓度高达一定程度反应速度不再增加，达最大速度；反应速度不再增加，达最大速度；反应为零级反应反应为零级反应SSV VVmaxVmax14酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教当底物浓度高达一定程度反应速度不再增加，达最大速度；反应为零当底物浓度高达一定程度反应速度不再增加，达最大速度；反应为零143 3、pHpH对酶促反应的影响对酶促反应的影响1.最适pH 2.有效pH表现出酶最大活力的pH值在一定的pH范围内酶是稳定的pH对酶作用的影响机制对酶作用的影响机制：1.环境过酸、过碱使酶变性失活；2.影响酶活性基团的解离；3.影响底物的解离。0酶酶活活性性pH pH对某些酶活性的影响对某些酶活性的影响 胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶 淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶 胆碱酯酶胆碱酯酶 24681015酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教3、pH对酶促反应的影响对酶促反应的影响1.最适最适pH 2.有效有效pH表现出酶表现出酶15q双重影响双重影响温温度度升升高高，酶酶促促反反应应速速度度升升高高；由由于于酶酶的的本本质质是是蛋蛋白白质质，温温度度升升高高，可可引引起起酶酶的的变变性性，从从而反应速度降低而反应速度降低 。4 4、温度对酶促反应的影响、温度对酶促反应的影响最适温度最适温度 (optimum temperature)：酶促反应速度最快时的酶促反应速度最快时的环境温度。其不是酶的特征环境温度。其不是酶的特征性常数性常数酶酶活活性性0.51.02.01.50 10 20 30 40 50 60 温度温度 C 温度对淀粉酶活性的影响温度对淀粉酶活性的影响 16酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教双重影响双重影响4、温度对酶促反应的影响最适温度、温度对酶促反应的影响最适温度(optimum 165 5、激活剂对酶促反应的影响、激活剂对酶促反应的影响激活剂激活剂使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质。使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质。其中大部分是一些无机离子和小分子简单有机物。如：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+、Co2+、Cr2+、Fe2+、Cl-、Br-、I-、CN-、NO3-、PO4-等；无机离子对酶的激活作用：无机离子对酶的激活作用：（1 1）与酶分子肽链上的侧链基团相结合，稳定酶）与酶分子肽链上的侧链基团相结合，稳定酶催化作用所需的构象。催化作用所需的构象。（2 2）作为底物与酶蛋白之间联系的桥梁。）作为底物与酶蛋白之间联系的桥梁。（3 3）可能作为辅酶或辅基的一个组成部分，协助）可能作为辅酶或辅基的一个组成部分，协助酶的催化作用。酶的催化作用。17酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教5、激活剂对酶促反应的影响激活剂、激活剂对酶促反应的影响激活剂17酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教17使用激活剂注意使用激活剂注意激活剂对酶的作用具有一定的选择性，激活剂对酶的作用具有一定的选择性，使用不当，会适得其反，激活剂之间有使用不当，会适得其反，激活剂之间有时存在拮抗现象。时存在拮抗现象。激活剂的浓度有一定的范围，超出此范激活剂的浓度有一定的范围，超出此范围，会得到相反的效果。围，会得到相反的效果。18酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教使用激活剂注意激活剂对酶的作用具有一定的选择性，使用不当，会使用激活剂注意激活剂对酶的作用具有一定的选择性，使用不当，会186 6、抑制剂对酶促反应的影响、抑制剂对酶促反应的影响使酶的必需基团或活性部位中的基团的化学性质改变而降低酶活力甚至使酶失活的物质，称为抑制剂（I）。（1 1）.不可逆抑制作用不可逆抑制作用不可逆抑制作用不可逆抑制作用：抑制剂与酶的结合（共价键）是：抑制剂与酶的结合（共价键）是：抑制剂与酶的结合（共价键）是：抑制剂与酶的结合（共价键）是不可逆的。不可逆的。不可逆的。不可逆的。S +EESE+P+IEIESH+ICH2COOH ESCH2COOH+HI 抑制作用特点：不可逆性抑制，抑制剂浓度越高，抑制作用特点：不可逆性抑制，抑制剂浓度越高，抑制作用特点：不可逆性抑制，抑制剂浓度越高，抑制作用特点：不可逆性抑制，抑制剂浓度越高，抑制作用时间越长，抑制作用越强。抑制作用时间越长，抑制作用越强。抑制作用时间越长，抑制作用越强。抑制作用时间越长，抑制作用越强。19酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教6、抑制剂对酶促反应的影响、抑制剂对酶促反应的影响使酶的必需基团或活性部位中的基使酶的必需基团或活性部位中的基19（2）可逆抑制作用）可逆抑制作用：抑制剂与酶的结合是可逆的。抑制程度是由酶与抑制剂之间的亲和力大小、抑制剂的浓度以及底物的浓度决定。Ev1231.反应体系中不加反应体系中不加I。2.反应体系中加入一定反应体系中加入一定量的不可逆抑制剂。量的不可逆抑制剂。3.反应体系中加入一定反应体系中加入一定量的可逆抑制剂。量的可逆抑制剂。20酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教（2）可逆抑制作用：抑制剂与酶的结合是可逆的。抑制程度是由酶）可逆抑制作用：抑制剂与酶的结合是可逆的。抑制程度是由酶20Ev不可逆抑制剂的作用Ev 可逆抑制剂的作用I I 21酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教Ev不可逆抑制剂的作用不可逆抑制剂的作用Ev 可逆抑制剂的作用可逆抑制剂的作用I21竞争性抑制作用竞争性抑制作用竞争性抑制作用竞争性抑制作用：抑制剂和底物竞争与酶结合。：抑制剂和底物竞争与酶结合。：抑制剂和底物竞争与酶结合。：抑制剂和底物竞争与酶结合。特点特点特点特点：1 1）抑制剂和底物竞争酶的结合部位。）抑制剂和底物竞争酶的结合部位。）抑制剂和底物竞争酶的结合部位。）抑制剂和底物竞争酶的结合部位。2 2）抑制程度取决于）抑制程度取决于）抑制程度取决于）抑制程度取决于I I和和和和S S的浓度以及与酶结合的的浓度以及与酶结合的的浓度以及与酶结合的的浓度以及与酶结合的 亲和力大小。亲和力大小。亲和力大小。亲和力大小。3 3）竞争性抑制剂的结构与底物结构十分相似。）竞争性抑制剂的结构与底物结构十分相似。）竞争性抑制剂的结构与底物结构十分相似。）竞争性抑制剂的结构与底物结构十分相似。S +EESE+P+IEI22酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教竞争性抑制作用：抑制剂和底物竞争与酶结合。特点：竞争性抑制作用：抑制剂和底物竞争与酶结合。特点：S +22非竞争性抑制作用非竞争性抑制作用非竞争性抑制作用非竞争性抑制作用：底物和抑制剂同时与酶结合，：底物和抑制剂同时与酶结合，：底物和抑制剂同时与酶结合，：底物和抑制剂同时与酶结合，但形成的但形成的但形成的但形成的EISEIS不能进一步转变为产物。不能进一步转变为产物。不能进一步转变为产物。不能进一步转变为产物。S +EESE+P+IEI+IEIS+SE+P特点特点特点特点：1 1）随着抑制剂浓度）随着抑制剂浓度）随着抑制剂浓度）随着抑制剂浓度II的增加，抑制作用增强。的增加，抑制作用增强。的增加，抑制作用增强。的增加，抑制作用增强。2 2）底物浓度的增减对抑制作用不产生影响。）底物浓度的增减对抑制作用不产生影响。）底物浓度的增减对抑制作用不产生影响。）底物浓度的增减对抑制作用不产生影响。3 3 3 3）抑制剂不改变酶对底物的亲和力。）抑制剂不改变酶对底物的亲和力。）抑制剂不改变酶对底物的亲和力。）抑制剂不改变酶对底物的亲和力。23酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教非竞争性抑制作用：底物和抑制剂同时与酶结合，但形成的非竞争性抑制作用：底物和抑制剂同时与酶结合，但形成的EIS23反竞争性抑制作用：反竞争性抑制作用：反竞争性抑制作用：反竞争性抑制作用：I I与酶和底物的中间复合与酶和底物的中间复合与酶和底物的中间复合与酶和底物的中间复合物结合而不与游离酶结合，从而抑制酶活性。物结合而不与游离酶结合，从而抑制酶活性。物结合而不与游离酶结合，从而抑制酶活性。物结合而不与游离酶结合，从而抑制酶活性。S +EESE+P +IEISE+P特点特点特点特点：1 1）随着抑制剂浓度）随着抑制剂浓度）随着抑制剂浓度）随着抑制剂浓度II的增加，抑制作用增强。的增加，抑制作用增强。的增加，抑制作用增强。的增加，抑制作用增强。2 2）底物浓度的增减对抑制作用不产生影响。）底物浓度的增减对抑制作用不产生影响。）底物浓度的增减对抑制作用不产生影响。）底物浓度的增减对抑制作用不产生影响。3 3 3 3）抑制不改变酶对底物的亲和力。）抑制不改变酶对底物的亲和力。）抑制不改变酶对底物的亲和力。）抑制不改变酶对底物的亲和力。24酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教反竞争性抑制作用：反竞争性抑制作用：I与酶和底物的中间复合物结合而不与游离酶与酶和底物的中间复合物结合而不与游离酶24三、酶的分类与命名三、酶的分类与命名（一）、酶的命名（一）、酶的命名1、习惯名：命名原则如下、习惯名：命名原则如下（1.）根据酶的底物命名。）根据酶的底物命名。（2.）根据所催化的反应的性质命名。）根据所催化的反应的性质命名。（3.）有的酶结合上述两个原则命名。）有的酶结合上述两个原则命名。（4.）在这些基础上有时还加上酶的来源或酶）在这些基础上有时还加上酶的来源或酶的其它特点。的其它特点。25酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教三、酶的分类与命名（一）、酶的命名三、酶的分类与命名（一）、酶的命名1、习惯名：命名原则如下、习惯名：命名原则如下252、系统名：要求能确切表明底物的化学本质、系统名：要求能确切表明底物的化学本质及酶的性质，包括两部分，即底物名称及反及酶的性质，包括两部分，即底物名称及反应类型，底物间用应类型，底物间用“：”分开，若底物之一分开，若底物之一是水则可略去不写。是水则可略去不写。ATP+CH3COOH ADP+CH3CO P其系统名为：ATP：乙酸磷酸转移酶26酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教2、系统名：要求能确切表明底物的化学本质及酶的性质，包括两部、系统名：要求能确切表明底物的化学本质及酶的性质，包括两部26（二）、酶的分类（二）、酶的分类根据反应性质分为六大类根据反应性质分为六大类1、氧化还原酶类：催化氧化还原反应，涉及、氧化还原酶类：催化氧化还原反应，涉及H 和电子的转移。如脱氢酶类。和电子的转移。如脱氢酶类。2、转移酶类：催化分子间功能基团的转移。、转移酶类：催化分子间功能基团的转移。如转氨酶类。如转氨酶类。27酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教（二）、酶的分类根据反应性质分为六大类（二）、酶的分类根据反应性质分为六大类27酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教273水解酶类：催化水解反应。如蛋白酶、淀水解酶类：催化水解反应。如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、蔗糖酶等。粉酶、脂肪酶、蔗糖酶等。4裂合酶类：催化非水解地除去底物分子中裂合酶类：催化非水解地除去底物分子中的基团及其逆反应的酶。如醛缩酶脱氨酶的基团及其逆反应的酶。如醛缩酶脱氨酶 脱脱羧酶羧酶28酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教3水解酶类：催化水解反应。如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、蔗糖酶水解酶类：催化水解反应。如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、蔗糖酶285异构酶类：催化同分异构体的相互转变。异构酶类：催化同分异构体的相互转变。6、合成酶：与、合成酶：与ATP 分解相偶联，并由二种物分解相偶联，并由二种物质合成一种物质。如天冬酰胺合成酶质合成一种物质。如天冬酰胺合成酶 丙酮酸丙酮酸羧化酶羧化酶29酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教5异构酶类：催化同分异构体的相互转变。异构酶类：催化同分异构体的相互转变。29酶工程制药医学宣酶工程制药医学宣29 在每一大类酶中，又根据底物中被作用的在每一大类酶中，又根据底物中被作用的基团或键的特点分为若干亚类，然后再把属基团或键的特点分为若干亚类，然后再把属于某一亚类、亚亚类的酶按顺序排好，这样于某一亚类、亚亚类的酶按顺序排好，这样把已知的酶分门别类地排成一个表，叫做酶把已知的酶分门别类地排成一个表，叫做酶表。表。类类 亚类亚类 亚亚类亚亚类 序号序号30酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教 在每一大类酶中，又根据底物中被作用的基团或键的特点分在每一大类酶中，又根据底物中被作用的基团或键的特点分30如如如如 EC1.1.1.27 EC1.1.1.27 为乳酸：为乳酸：为乳酸：为乳酸：NADNAD+氧化还原酶氧化还原酶氧化还原酶氧化还原酶 EC1.1.1.37 EC1.1.1.37 为苹果酸：为苹果酸：为苹果酸：为苹果酸：NAD NAD+氧化还原酶氧化还原酶氧化还原酶氧化还原酶 EC1.1.1.1 EC1.1.1.1 为乙醇：为乙醇：为乙醇：为乙醇：NAD NAD+氧化还原酶氧化还原酶氧化还原酶氧化还原酶31酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教如如 EC1.1.1.27 为乳酸：为乳酸：NAD+氧化还原酶氧化还原酶31酶酶31一些酶的命名举例一些酶的命名举例32酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教一些酶的命名举例一些酶的命名举例32酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教32四、酶活力及其测定四、酶活力及其测定 酶酶酶酶的的的的定定定定量量量量并并并并非非非非对对对对其其其其蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质进进进进行行行行定量，而是对它的定量，而是对它的定量，而是对它的定量，而是对它的催化能力催化能力催化能力催化能力进行定量。进行定量。进行定量。进行定量。所所所所所所以以以以以以，酶酶酶酶酶酶的的的的的的定定定定定定量量量量量量就就就就就就是是是是是是测测测测测测定定定定定定酶酶酶酶酶酶的的的的的的活活活活活活力力力力力力，也即测定酶促反应的速度。也即测定酶促反应的速度。也即测定酶促反应的速度。也即测定酶促反应的速度。也即测定酶促反应的速度。也即测定酶促反应的速度。33酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教四、酶活力及其测定四、酶活力及其测定 酶的定量并非对其蛋白质进行酶的定量并非对其蛋白质进行331.1.酶活力酶活力及测定及测定 酶活力酶活力 是酶促反应的能力。酶是酶促反应的能力。酶活力大小就是指在一定条件所催化的某一活力大小就是指在一定条件所催化的某一化学反应速度的快慢，即酶催化的反应速化学反应速度的快慢，即酶催化的反应速度越快，酶活力越高，反之则表示该酶活度越快，酶活力越高，反之则表示该酶活力低。力低。34酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教1.酶活力及测定酶活力及测定 酶活力酶活力 是酶促反应的能力是酶促反应的能力34酶活力测定酶活力测定 酶活力测定包括两个阶段。首先要在一定酶活力测定包括两个阶段。首先要在一定条件下，将酶与其作用底物混合均匀，反应一条件下，将酶与其作用底物混合均匀，反应一段时间，然后再测定反应液中底物或产物变化段时间，然后再测定反应液中底物或产物变化的量。的量。步骤：步骤：（1 1 1 1）根据酶的专一性，选择适宜的底物，并配置成一定浓度的底物溶液。）根据酶的专一性，选择适宜的底物，并配置成一定浓度的底物溶液。）根据酶的专一性，选择适宜的底物，并配置成一定浓度的底物溶液。）根据酶的专一性，选择适宜的底物，并配置成一定浓度的底物溶液。（2 2 2 2）根据资料或试验结果，确定酶催化反应的温度、）根据资料或试验结果，确定酶催化反应的温度、）根据资料或试验结果，确定酶催化反应的温度、）根据资料或试验结果，确定酶催化反应的温度、pHpHpHpH值等条件。值等条件。值等条件。值等条件。（3 3 3 3）在一定的条件下，将一定量的酶液与一定量的底物溶液混合均匀，记）在一定的条件下，将一定量的酶液与一定量的底物溶液混合均匀，记）在一定的条件下，将一定量的酶液与一定量的底物溶液混合均匀，记）在一定的条件下，将一定量的酶液与一定量的底物溶液混合均匀，记录开始的时间。录开始的时间。录开始的时间。录开始的时间。（4 4 4 4）反应到一定的时间，取出适量的反应液运用各种适合）反应到一定的时间，取出适量的反应液运用各种适合）反应到一定的时间，取出适量的反应液运用各种适合）反应到一定的时间，取出适量的反应液运用各种适合的生化检测技术，测定产物的生成量或底物的减少量。的生化检测技术，测定产物的生成量或底物的减少量。的生化检测技术，测定产物的生成量或底物的减少量。的生化检测技术，测定产物的生成量或底物的减少量。35酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教酶活力测定酶活力测定 酶活力测定包括两个阶段。首先要在一定条件下，酶活力测定包括两个阶段。首先要在一定条件下，35 反应时间一到，立即取出一定量的反应液，置于反应时间一到，立即取出一定量的反应液，置于反应时间一到，立即取出一定量的反应液，置于反应时间一到，立即取出一定量的反应液，置于沸水浴中，加热使酶失活。沸水浴中，加热使酶失活。沸水浴中，加热使酶失活。沸水浴中，加热使酶失活。立即加入适宜的酶变性剂，如三氯醋酸等，使酶立即加入适宜的酶变性剂，如三氯醋酸等，使酶立即加入适宜的酶变性剂，如三氯醋酸等，使酶立即加入适宜的酶变性剂，如三氯醋酸等，使酶变性失活。变性失活。变性失活。变性失活。立即加入酸或碱溶液，使反应液的立即加入酸或碱溶液，使反应液的立即加入酸或碱溶液，使反应液的立即加入酸或碱溶液，使反应液的pHpHpHpH值迅速远离值迅速远离值迅速远离值迅速远离酶促反应的最适酶促反应的最适酶促反应的最适酶促反应的最适pHpHpHpH值，从而终止反应。值，从而终止反应。值，从而终止反应。值，从而终止反应。将取出的反应液立即置于冰粒堆或冰盐溶液中，将取出的反应液立即置于冰粒堆或冰盐溶液中，将取出的反应液立即置于冰粒堆或冰盐溶液中，将取出的反应液立即置于冰粒堆或冰盐溶液中，使反应液的温度迅速降低到使反应液的温度迅速降低到使反应液的温度迅速降低到使反应液的温度迅速降低到10101010以下。以下。以下。以下。常用的终止酶反应的方法：常用的终止酶反应的方法：36酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教 反应时间一到，立即取出一定量的反应液，置于沸水浴反应时间一到，立即取出一定量的反应液，置于沸水浴362.2.酶活力单位酶活力单位 酶活力单位酶活力单位(1961(1961年年)：在特定：在特定条件下，每分钟催化条件下，每分钟催化1 1微摩尔底物转微摩尔底物转化为产物的酶量，定义为一个酶活化为产物的酶量，定义为一个酶活力单位，用力单位，用U U表示。表示。特定条件是指：温度可采用特定条件是指：温度可采用特定条件是指：温度可采用特定条件是指：温度可采用25252525或其他选用的或其他选用的或其他选用的或其他选用的温度，其它条件均采用最适条件。温度，其它条件均采用最适条件。温度，其它条件均采用最适条件。温度，其它条件均采用最适条件。37酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教2.酶活力单位酶活力单位 酶活力单位酶活力单位(1961年年)：在特定条：在特定条373.3.酶的比活力酶的比活力指指指指指指每毫克每毫克每毫克每毫克每毫克每毫克酶蛋白所含的酶蛋白所含的酶蛋白所含的酶蛋白所含的酶蛋白所含的酶蛋白所含的酶活力单位数酶活力单位数酶活力单位数酶活力单位数酶活力单位数酶活力单位数比活力比活力比活力比活力 酶活力单位数酶活力单位数酶活力单位数酶活力单位数（U U）酶蛋白质量酶蛋白质量酶蛋白质量酶蛋白质量（mgmg）比活力是酶制剂纯度的常用指标比活力是酶制剂纯度的常用指标比活力是酶制剂纯度的常用指标比活力是酶制剂纯度的常用指标 比活力越大，表示酶越纯。比活力越大，表示酶越纯。比活力越大，表示酶越纯。比活力越大，表示酶越纯。38酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教3.酶的比活力指每毫克酶蛋白所含的酶活力单位数比活力酶的比活力指每毫克酶蛋白所含的酶活力单位数比活力 38 第二节第二节 药药 用用 酶酶 的的 生生 产产 39酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教 第二节第二节 39酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教39一、药用酶的种类一、药用酶的种类1 1、蛋白酶蛋白酶:蛋白酶目前可用作：蛋白酶目前可用作：(1)消化剂消化剂(2)消炎剂消炎剂(3)治疗高血压治疗高血压40酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教一、药用酶的种类一、药用酶的种类1、蛋白酶蛋白酶:蛋白酶目前可用作：蛋白酶目前可用作：(1)消化剂消化剂40 -淀淀粉粉酶酶水水解解淀淀粉粉生生成成糊糊精精，是是国国际际上上广广泛泛使使用用的的消消化化药药。最最早早采采用用米米曲曲霉霉生生产产的的复复合合-淀淀粉粉酶酶，其其中中还还含含有有蛋蛋白白酶酶、脂脂肪肪酶酶等等多多种种酶酶。但但由由于于米米曲曲霉霉-淀淀粉粉酶酶的的适适宜宜pH值值为为4.56.0所所以以在在胃胃中中易易受受胃胃酸酸破破坏坏。用用黑黑曲曲霉霉酸酸性性淀淀粉粉酶酶作作为为消消化药化药，不易受胃酸破坏不易受胃酸破坏，效果会更好效果会更好。2 2、-淀粉酶淀粉酶41酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教 -淀粉酶水解淀粉生成糊精，是国际上广泛使淀粉酶水解淀粉生成糊精，是国际上广泛使41 脂肪酶催化脂肪水解生成甘油和脂肪酸脂肪酶催化脂肪水解生成甘油和脂肪酸，可可作为消化剂使用作为消化剂使用。假单胞菌脂肪酶能分解血液中的低密度脂白和乳假单胞菌脂肪酶能分解血液中的低密度脂白和乳糜微粒糜微粒，可用于预防和治疗高血脂病可用于预防和治疗高血脂病。3 3、脂肪酶脂肪酶42酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教 脂肪酶催化脂肪水解生成甘油和脂肪酸，可脂肪酶催化脂肪水解生成甘油和脂肪酸，可3、42 该酶水解右旋糖酐生成小分子产物该酶水解右旋糖酐生成小分子产物，对龋齿有对龋齿有显著的预防效果显著的预防效果。龋齿是一种常见的口腔疾病龋齿是一种常见的口腔疾病，其病因是由于其病因是由于口腔中的细菌将蔗糖合成结构类似右旋糖酐的粘口腔中的细菌将蔗糖合成结构类似右旋糖酐的粘性多糖性多糖，粘附在牙齿表面粘附在牙齿表面，引起细菌滋生引起细菌滋生，而使而使牙齿受到损坏牙齿受到损坏。将右旋糖酐酶应用到牙膏将右旋糖酐酶应用到牙膏，可有可有效防治龋齿的产生效防治龋齿的产生。4 4、右旋糖酐酶、右旋糖酐酶43酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教 该酶水解右旋糖酐生成小分子产物，对龋齿有该酶水解右旋糖酐生成小分子产物，对龋齿有4、43 溶菌酶具有抗菌溶菌酶具有抗菌，消炎消炎，镇痛等疗效镇痛等疗效，是一种广泛应用的药用酶是一种广泛应用的药用酶。溶菌酶作用于细菌的细胞壁溶菌酶作用于细菌的细胞壁，使其受到使其受到破坏破坏，而使病原菌、腐败性细菌等溶解死亡而使病原菌、腐败性细菌等溶解死亡。溶菌酶与抗生素联合使用，可显著提高溶菌酶与抗生素联合使用，可显著提高抗生素的疗效抗生素的疗效.5 5、溶菌酶溶菌酶44酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教5、溶菌酶溶菌酶44酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教44 SOD催化超氧负离子（催化超氧负离子（O-2）进行氧化还进行氧化还原反应生成氧和双氧水。（原反应生成氧和双氧水。（2 O-2+2H+H2O2+O2）由于由于SOD能清除体内的超氧负离子，具有抗氧能清除体内的超氧负离子，具有抗氧化、抗辐射、抗衰老的功效，保护机体内的化、抗辐射、抗衰老的功效，保护机体内的DNA、蛋白质和细胞膜等免遭超氧负离子的破坏，对红斑蛋白质和细胞膜等免遭超氧负离子的破坏，对红斑狼疮、皮肤炎、结肠炎、白内障、风湿性关节炎、狼疮、皮肤炎、结肠炎、白内障、风湿性关节炎、氧中毒等疾病有显著疗效，对辐射有防护作用。氧中毒等疾病有显著疗效，对辐射有防护作用。6 6、超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶(SOD)SOD)45酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教 SOD催化超氧负离子（催化超氧负离子（O-2）进行氧化还）进行氧化还6、45Asn Asp+NH3 抗癌药物抗癌药物 癌细胞不含天冬酰胺合成酶癌细胞不含天冬酰胺合成酶,本身不能本身不能合成合成L-天冬酰胺，而外源的天冬酰胺，而外源的L-Asn又被加入又被加入的的L-天冬酰胺酶分解掉，因此，蛋白质的合天冬酰胺酶分解掉，因此，蛋白质的合成受阻，从而导致癌细胞死亡。成受阻，从而导致癌细胞死亡。7 7、L-L-天冬酰胺酶天冬酰胺酶46酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教Asn Asp+NH3 抗癌药物抗癌药物7、L-46链激酶：链激酶：-溶血性链球菌产生溶血性链球菌产生的一种蛋白酶，可的一种蛋白酶，可 催纤维蛋白酶原，激活成纤维蛋白酶而催纤维蛋白酶原，激活成纤维蛋白酶而 将纤维蛋白水解使血栓溶解。将纤维蛋白水解使血栓溶解。尿激酶：从尿液中分离得到的尿激酶：从尿液中分离得到的一种蛋白酶，具有溶一种蛋白酶，具有溶 解血栓的疗效，其副作用比链激酶小。解血栓的疗效，其副作用比链激酶小。纳豆激酶：由纳豆杆菌或枯草芽孢杆菌产生的一种纳豆激酶：由纳豆杆菌或枯草芽孢杆菌产生的一种 蛋白酶，具有溶解血栓的功效，蛋白酶，具有溶解血栓的功效，可以口服。可以口服。8 8、溶栓酶、溶栓酶47酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教8、溶栓酶、溶栓酶47酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教479 9、乳糖酶、乳糖酶 乳糖酶又称乳糖酶又称乳糖酶又称乳糖酶又称-半乳糖苷酶，它催化乳糖水半乳糖苷酶，它催化乳糖水半乳糖苷酶，它催化乳糖水半乳糖苷酶，它催化乳糖水解生成葡萄糖和半乳糖。解生成葡萄糖和半乳糖。解生成葡萄糖和半乳糖。解生成葡萄糖和半乳糖。乳糖酶可用于治疗乳糖酶缺乏症。乳糖酶可用于治疗乳糖酶缺乏症。乳糖酶可用于治疗乳糖酶缺乏症。乳糖酶可用于治疗乳糖酶缺乏症。48酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教9、乳糖酶、乳糖酶 乳糖酶又称乳糖酶又称-半乳糖苷酶，它催化乳糖水解生半乳糖苷酶，它催化乳糖水解生48 运运用用各各种种生生化化分分离离技技术术，从从动动物物、植植物物及及微微生生物物等等的的含含酶酶细细胞胞、组组织织或或器器官官中中提提取取、分分离离和和纯纯化化各各种药用酶的方法称为种药用酶的方法称为提取法提取法。二、二、药用酶的生产方法药用酶的生产方法1 1、提取法：提取法：49酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教二、二、药用酶的生产方法药用酶的生产方法1、提取法：提取法：49酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教49 利利用用各各种种动动物物、植植物物和和微微生生物物细细胞胞的的生生命命活活动动而而获获得得人人们们所所需需的的酶酶的的方方法法称称为为生物合成法生物合成法。主要是利用微生物细胞进行生产。主要是利用微生物细胞进行生产。2 2、生物合成法：、生物合成法：50酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教 利用各种动物、植物和微生物细胞的生命活动而获得人们所利用各种动物、植物和微生物细胞的生命活动而获得人们所50 化学合成法是化学合成法是化学合成法是化学合成法是6060年代中期出现的新技术。年代中期出现的新技术。年代中期出现的新技术。年代中期出现的新技术。19651965年，我国人工合成胰岛素的成功，开辟年，我国人工合成胰岛素的成功，开辟年，我国人工合成胰岛素的成功，开辟年，我国人工合成胰岛素的成功，开辟了蛋白质化学合成的新纪元。了蛋白质化学合成的新纪元。了蛋白质化学合成的新纪元。了蛋白质化学合成的新纪元。3 3、化学合成法、化学合成法:1969 1969年，美国首次用化学合成法得到年，美国首次用化学合成法得到年，美国首次用化学合成法得到年，美国首次用化学合成法得到含有含有含有含有124124个氨基酸的核糖核酸酶。个氨基酸的核糖核酸酶。个氨基酸的核糖核酸酶。个氨基酸的核糖核酸酶。化学合成法合成的成本高昂，且只能合成化学合成法合成的成本高昂，且只能合成化学合成法合成的成本高昂，且只能合成化学合成法合成的成本高昂，且只能合成已知化学结构的酶已知化学结构的酶已知化学结构的酶已知化学结构的酶,至今停留在实验室阶段。至今停留在实验室阶段。至今停留在实验室阶段。至今停留在实验室阶段。51酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教3、化学合成法、化学合成法:1969年，美国首次用化学年，美国首次用化学51 通过筛选、诱变或采用基因工程、通过筛选、诱变或采用基因工程、通过筛选、诱变或采用基因工程、通过筛选、诱变或采用基因工程、细胞工程等技术而获得。细胞工程等技术而获得。细胞工程等技术而获得。细胞工程等技术而获得。三三 、药用酶生产细胞的选择、药用酶生产细胞的选择用于酶发酵生产的细胞必须具备的条件：用于酶发酵生产的细胞必须具备的条件：1 1 1 1、酶的产量高酶的产量高酶的产量高酶的产量高52酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教 通过筛选、诱变或采用基因工程、三通过筛选、诱变或采用基因工程、三、药用酶生、药用酶生522 2、容易培养和管理容易培养和管理容易培养和管理容易培养和管理 适应性较强，易于生长繁殖，便于管理。适应性较强，易于生长繁殖，便于管理。适应性较强，易于生长繁殖，便于管理。适应性较强，易于生长繁殖，便于管理。3 3、产酶稳定性好产酶稳定性好产酶稳定性好产酶稳定性好 不易退化，能稳定地用于生产。不易退化，能稳定地用于生产。不易退化，能稳定地用于生产。不易退化，能稳定地用于生产。4 4 利于酶的分离纯化利于酶的分离纯化利于酶的分离纯化利于酶的分离纯化 胞外酶胞外酶胞外酶胞外酶5 5、安全可靠、安全可靠、安全可靠、安全可靠53酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教2、容易培养和管理容易培养和管理5、安全可靠、安全可靠53酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教53常用的产酶微生物有：常用的产酶微生物有：枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilisBacillus subtilisBacillus subtilisBacillus subtilis）大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌（Escherichia coliEscherichia coliEscherichia coliEscherichia coli）黑曲霉黑曲霉黑曲霉黑曲霉（Aspergillus nigerAspergillus nigerAspergillus nigerAspergillus niger）米曲霉米曲霉米曲霉米曲霉（Aspergillus orizaeAspergillus orizaeAspergillus orizaeAspergillus orizae）木霉木霉木霉木霉（TrichodermaTrichodermaTrichodermaTrichoderma）青霉青霉青霉青霉（penicilliumpenicilliumpenicilliumpenicillium）根霉根霉根霉根霉（RhizopusRhizopusRhizopusRhizopus）毛霉毛霉毛霉毛霉（MucorMucorMucorMucor）链霉菌链霉菌链霉菌链霉菌（StreptomycesStreptomycesStreptomycesStreptomyces）啤酒酵母啤酒酵母啤酒酵母啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiaeSaccharomyces cerevisiaeSaccharomyces cerevisiaeSaccharomyces cerevisiae）假丝酵母假丝酵母假丝酵母假丝酵母（CandidaCandidaCandidaCandida）54酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教常用的产酶微生物有：常用的产酶微生物有：枯草芽孢杆菌（枯草芽孢杆菌（Bacillus sub54 对对于于诱诱导导酶酶的的发发酵酵生生产产，在在发发酵酵培培养养基基中中添添加加适适当当的的诱诱导导物物，可使产酶量显著提高可使产酶量显著提高 。四、四、提高药用酶产量的措施提高药用酶产量的措施1 1、添加诱导物：、添加诱导物：55酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教 对于诱导酶的发酵生产，在发酵培养基中添加适当的诱导对于诱导酶的发酵生产，在发酵培养基中添加适当的诱导55 不同的酶有各自不同的诱导物。然而有不同的酶有各自不同的诱导物。然而有时一种诱导物可诱导生成同一酶系的若干种时一种诱导物可诱导生成同一酶系的若干种酶，如酶，如-半乳糖苷可同时诱导半乳糖苷可同时诱导-半乳糖苷酶、半乳糖苷酶、透过酶和透过酶和-半乳糖乙酰化酶半乳糖乙酰化酶3种酶种酶(协同诱导协同诱导)。同一种酶往往有多种诱导物，实际应用同一种酶往往有多种诱导物，实际应用时可根据酶的特性、诱导效果和诱导物的来时可根据酶的特性、诱导效果和诱导物的来源等方面进行选择。源等方面进行选择。56酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教 不同的酶有各自不同的诱导物。然而有时一种诱导不同的酶有各自不同的诱导物。然而有时一种诱导56（1 1）酶作用的底物：乳糖诱导）酶作用的底物：乳糖诱导）酶作用的底物：乳糖诱导）酶作用的底物：乳糖诱导-半乳糖苷酶半乳糖苷酶半乳糖苷酶半乳糖苷酶 青霉素诱导青霉素酶青霉素诱导青霉素酶青霉素诱导青霉素酶青霉素诱导青霉素酶（2 2）酶的反应产物：半乳糖醛酸诱导果胶酶）酶的反应产物：半乳糖醛酸诱导果胶酶）酶的反应产物：半乳糖醛酸诱导果胶酶）酶的反应产物：半乳糖醛酸诱导果胶酶 纤维二糖诱导纤维素酶纤维二糖诱导纤维素酶纤维二糖诱导纤维素酶纤维二糖诱导纤维素酶 没食子酸诱导单宁酶没食子酸诱导单宁酶没食子酸诱导单宁酶没食子酸诱导单宁酶诱导物的种类：诱导物的种类：57酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教诱导物的种类：诱导物的种类：57酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教57 酶的最有效的诱导物。酶的最有效的诱导物。酶的最有效的诱导物。酶的最有效的诱导物。如：如：如：如：IPTGIPTG（异丙基异丙基异丙基异丙基-D-D-硫代半乳糖硫代半乳糖硫代半乳糖硫代半乳糖苷）对苷）对苷）对苷）对-半乳糖苷酶的诱导效果比乳糖高几半乳糖苷酶的诱导效果比乳糖高几半乳糖苷酶的诱导效果比乳糖高几半乳糖苷酶的诱导效果比乳糖高几百倍；蔗糖甘油单棕榈酸酯对蔗糖酶的诱导百倍；蔗糖甘油单棕榈酸酯对蔗糖酶的诱导百倍；蔗糖甘油单棕榈酸酯对蔗糖酶的诱导百倍；蔗糖甘油单棕榈酸酯对蔗糖酶的诱导效果比蔗糖高几十倍等。效果比蔗糖高几十倍等。效果比蔗糖高几十倍等。效果比蔗糖高几十倍等。（3）酶的底物类似物）酶的底物类似物:58酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教 酶的最有效的诱导物。（酶的最有效的诱导物。（3）酶的底物类似）酶的底物类似58 分解代谢物阻遏分解代谢物阻遏 阻遏作用阻遏作用 产物反馈阻遏产物反馈阻遏 末端产物末端产物 阻遏物阻遏物 酶催化反应产物酶催化反应产物 分解代谢物分解代谢物控制阻遏浓度是解除阻遏、提高酶产量的有效措施。控制阻遏浓度是解除阻遏、提高酶产量的有效措施。2 2、控制阻遏物浓度、控制阻遏物浓度59酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教2、控制阻遏物浓度、控制阻遏物浓度59酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教59 末端产物阻遏：末端产物阻遏：末端产物阻遏：末端产物阻遏：可通过控制末端产物的浓可通过控制末端产物的浓度使阻遏解除。度使阻遏解除。酶催化反应产物酶催化反应产物酶催化反应产物酶催化反应产物阻遏：阻遏：阻遏：阻遏：可通过控制可通过控制酶催化酶催化反应产物反应产物的浓度使阻遏解除。的浓度使阻遏解除。解除：解除：分解代谢物阻遏，分解代谢物阻遏，分解代谢物阻遏，分解代谢物阻遏，可通过下列方法解除：可通过下列方法解除：控制培养基中葡萄糖等容易利用的碳源的浓度补料控制培养基中葡萄糖等容易利用的碳源的浓度补料分次流加碳源分次流加碳源添加一定量的添加一定量的CAMP。60酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教 末端产物阻遏：可通过控制末端产物的浓度使阻遏末端产物阻遏：可通过控制末端产物的浓度使阻遏60 阳离子型阳离子型 离子型离子型 阴离子型阴离子型表面活性剂表面活性剂 两性离子型两性离子型 非离子型非离子型 3 3、添加表面活性剂添加表面活性剂61酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教3、添加表面活性剂添加表面活性剂61酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教61 由于离子型表面活性剂有些对细胞有毒由于离子型表面活性剂有些对细胞有毒害作用，不能用于酶的发酵生产。害作用，不能用于酶的发酵生产。非离子型表面活性剂，如非离子型表面活性剂，如Tween、Triton等，可积聚在细胞膜上，增加细胞的等，可积聚在细胞膜上，增加细胞的通透性，有利于酶的分泌，所以可增加酶的通透性，有利于酶的分泌，所以可增加酶的产量。产量。此外，添加表面活性剂有利于提高某些此外，添加表面活性剂有利于提高某些酶的稳定性和催化能力。酶的稳定性和催化能力。62酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教 由于离子型表面活性剂有些对细胞有毒害作用，不由于离子型表面活性剂有些对细胞有毒害作用，不62产酶促进剂：是指可以促进产酶，但作用机理产酶促进剂：是指可以促进产酶，但作用机理 并未阐明清楚的物质。并未阐明清楚的物质。添加产酶促进剂往往对提高酶产量有显著效果。添加产酶促进剂往往对提高酶产量有显著效果。4 4、添加产酶促进剂添加产酶促进剂63酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教4、添加产酶促进剂添加产酶促进剂63酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教63五、五、药用酶的分子修饰药用酶的分子修饰1 1、酶分子修饰：酶分子修饰：通过各种方法使酶分子结构发生通过各种方法使酶分子结构发生 某些改变，从而改变酶的某些特性和某些改变，从而改变酶的某些特性和功能的过程称为功能的过程称为酶分子修饰酶分子修饰。64酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教五、五、药用酶的分子修饰药用酶的分子修饰1、酶分子修饰：酶分子修饰：通过各种方法通过各种方法64 提提高高酶酶活活力力，增增加加酶酶的的稳稳定定性，消除或降低酶的抗原性。性，消除或降低酶的抗原性。2 2、酶分子修饰的目的：酶分子修饰的目的：65酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教2、酶分子修饰的目的：酶分子修饰的目的：65酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教65 通通过过改改变变酶酶分分子子中中所所含含的的金金属属离离子子，使使酶酶的的特特性性和和功功能能发发生生改改变变的的方方法法称称为为金金属属离离子子置置换换修修饰饰，简简称称为为离离子置换法子置换法。3 3、酶分子修饰技术、酶分子修饰技术(方法方法)(1)(1)金属离子置换修饰：金属离子置换修饰：66酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教 通过改变酶分子中所含的金属离子，使酶的特性和功能发生通过改变酶分子中所含的金属离子，使酶的特性和功能发生66 金金金金属属属属离离离离子子子子置置置置换换换换修修修修饰饰饰饰法法法法只只只只适适适适用用用用于于于于本本本本来来来来在在在在结构中含有金属离子的酶。结构中含有金属离子的酶。结构中含有金属离子的酶。结构中含有金属离子的酶。用于酶修饰的金属离子，往往是二用于酶修饰的金属离子，往往是二用于酶修饰的金属离子，往往是二用于酶修饰的金属离子，往往是二价金属离子，如：价金属离子，如：价金属离子，如：价金属离子，如：CaCa2+2+、MgMg2+2+、MnMn2+2+、CoCo2+2+、CuCu2+2+、FeFe2+2+等。等。等。等。67酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教 用于酶修饰的金属离子，往往是用于酶修饰的金属离子，往往是67酶液酶液+EDTA等金属螯合剂等金属螯合剂EDTA-金属螯金属螯剂剂用透析、超滤、分子筛等方法除去用透析、超滤、分子筛等方法除去失活酶液失活酶液+其他金属离子其他金属离子酶活力升高，酶活力升高，稳定性增强。稳定性增强。金属离子置换修饰过程：金属离子置换修饰过程：68酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教酶液酶液+EDTA等金属螯合剂等金属螯合剂EDTA-金属螯剂金属螯剂用透析、超滤用透析、超滤68例：例：锌型蛋白酶锌型蛋白酶钙型蛋白酶，酶活力提高钙型蛋白酶，酶活力提高2030%；-淀粉酶的镁型、锌型淀粉酶的镁型、锌型钙型，稳定性增强，酶活力钙型，稳定性增强，酶活力提高提高3倍以上。倍以上。69酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教例：锌型蛋白酶例：锌型蛋白酶钙型蛋白酶，酶活力提高钙型蛋白酶，酶活力提高2030%；69酶工酶工69 利利用用水水溶溶性性大大分分子子与与酶酶结结合合，使使酶酶的的空空间间结结构构发发生生某某些些精精细细的的改改变变，从从而而改改变变酶酶的的特特性性与与功功能能的的方方法法称称为为大大分分子子结合修饰法结合修饰法。(2)(2)大分子结合修饰大分子结合修饰:70酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教(2)大分子结合修饰大分子结合修饰:70酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教70 右旋糖酐、聚乙二醇、肝素、蔗右旋糖酐、聚乙二醇、肝素、蔗糖聚合物、聚氨基酸等，这些大分子糖聚合物、聚氨基酸等，这些大分子在使用前一般需经过活化，然后在一在使用前一般需经过活化，然后在一定条件下与酶分子以共价键结合，对定条件下与酶分子以共价键结合，对酶分子进行修饰。酶分子进行修饰。大分子修饰剂：大分子修饰剂：71酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教 右旋糖酐、聚乙二醇、肝素、蔗糖聚合物、聚氨基酸等，这右旋糖酐、聚乙二醇、肝素、蔗糖聚合物、聚氨基酸等，这71 大分子结合修饰的作用：大分子结合修饰的作用：水溶性大分子通过共价键与酶分子结合后，水溶性大分子通过共价键与酶分子结合后，可使酶的空间结构发生某些改变，使酶的活性可使酶的空间结构发生某些改变，使酶的活性中心更有利于和底物结合，并形成准确的催化中心更有利于和底物结合，并形成准确的催化部位，从而使酶活力得以提高。部位，从而使酶活力得以提高。.例：每分子胰蛋白酶用例：每分子胰蛋白酶用11分子的右旋糖酐修饰后，分子的右旋糖酐修饰后，酶活力可提高酶活力可提高30%等。等。、通过修饰提高酶活力：通过修饰提高酶活力：72酶工程制药医学宣教酶工程制药医学宣教 大分子结合修饰的作用：大分子结合修饰的作用：水溶性大水溶性大72 酶的稳定性用半衰期来表示。酶的稳定性用半衰期来表示。酶的半衰期：酶的半衰期：是指酶的活力降低到原来一半时所是指酶的活力降低到原来一半时所 经过的时间。经过的时间。、通过修饰增加酶的稳定性：通过修饰增加酶的稳