酶工程全套課件

酶反應(yīng)器第一節(jié)酶反應(yīng)器的特點(diǎn)與類(lèi)型以酶作為催化劑進(jìn)行反應(yīng)所需的設(shè)備稱(chēng)為酶反應(yīng)器。酶反應(yīng)器基本上是游離酶、固定化酶或固定化細(xì)胞催化反應(yīng)的容器(附加上混合取樣和檢測(cè)設(shè)備)。反應(yīng)器的作用是以盡可能低的成本，按一定的速度由規(guī)定的反應(yīng)物製備特定產(chǎn)物。酶反應(yīng)器不同於化學(xué)反應(yīng)器，它是在低溫、低壓下發(fā)揮作用，反應(yīng)時(shí)的耗能和產(chǎn)能也比較少。酶反應(yīng)器也不同於發(fā)酵反應(yīng)器，因?yàn)樗槐憩F(xiàn)自催化方式，即細(xì)胞的連續(xù)再生。

一、游離酶反應(yīng)器

1．?dāng)嚢韫奘椒磻?yīng)器它由容器、攪拌器及保溫裝置組成。

2．超濾膜酶反應(yīng)器此反應(yīng)器可以作用於膠態(tài)或不溶性底物，特別是產(chǎn)物對(duì)酶有抑制作用時(shí)．採(cǎi)用此裝置較合適。但是，酶的長(zhǎng)期操作穩(wěn)定性差，而且酶易在起濾膜上吸附損失，或在膜表面濃縮極化二、固定化酶反應(yīng)器

I．?dāng)嚢韫扌头磻?yīng)器有分批反應(yīng)器(BatchStirredTankReactorBSTR)相連續(xù)流攪拌罐反應(yīng)器(ContinuosFlowStirredTankReactor，CSTR)(圖7—2)。這類(lèi)反應(yīng)器的特點(diǎn)是內(nèi)容物的混合是充分均勻的。2．固定床型反應(yīng)器把顆粒狀或片狀等固定化酶填充於固定床(也稱(chēng)填充床，床可直立或平放)內(nèi)，底物按一定方向以恒定速度通過(guò)反應(yīng)床(圖7—2)。它是一種單位體積催化劑負(fù)荷量多，效率高的反應(yīng)器。當(dāng)前工業(yè)上多數(shù)採(cǎi)用此類(lèi)反應(yīng)器。與全混流反應(yīng)器(CSTR)相反，有另一類(lèi)理想的、沒(méi)有返混的反應(yīng)器，稱(chēng)為活塞流反應(yīng)器(PFR)。在其橫截面上液體流動(dòng)速度完全相同，沿流動(dòng)方向底物及產(chǎn)物的濃度是逐漸變化的，但同一橫切面上濃度是一致的。因此，稱(chēng)為活塞流反應(yīng)器(PlugFlowReactorPFR)。高(長(zhǎng))徑比較大的管式反應(yīng)器，接近於活塞流反應(yīng)器。固定床反應(yīng)器可使用高濃度的催化劑，反應(yīng)產(chǎn)生的產(chǎn)物和抑制劑可從反應(yīng)器中不斷地流出。由於產(chǎn)物濃度沿反應(yīng)器長(zhǎng)度是逐漸增高的，因此與CSTR相比．可減少產(chǎn)物的抑制作用。但是它存在下列缺點(diǎn)：(1)溫度和pH難以控制。(2)底物和產(chǎn)物會(huì)產(chǎn)生軸向濃度分佈。(3)清洗和更換部分固定化酶較麻煩。3．流化床型反應(yīng)器流化床反應(yīng)器(簡(jiǎn)稱(chēng)FBR，F(xiàn)luidizedBedReactor)是一種裝有較小顆粒的垂直塔式反應(yīng)器(形狀可為柱形、錐形等)它有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)具有良好的傳質(zhì)及傳熱的性能。pH、溫度控制及氣體的供給比較容易。(2)不易堵塞，可適用於處理粘度高的液體。(3)能處理粉末狀底物。(4)即使應(yīng)用細(xì)粒子的催化劑，壓力降也不會(huì)很高。但也有缺點(diǎn)如下：(1)需保持一定的流速，運(yùn)轉(zhuǎn)成本高，難於放大。(2)由於顆粒酶處?kù)读鲃?dòng)狀態(tài)，易導(dǎo)致粒子的機(jī)械破損。(3)由於流化床的空隙體積大，酶的濃度不高。(4)由於底物高速流動(dòng)使酶沖出，降低了轉(zhuǎn)化率。4．膜型反應(yīng)器由膜狀或板狀固定化酶或固定化微生物組裝的反應(yīng)器均稱(chēng)為模型反應(yīng)器。用固定化酶膜組裝成的平板狀或螺旋狀反應(yīng)器、轉(zhuǎn)盤(pán)型反應(yīng)器、空心酶管和個(gè)空纖維膜反應(yīng)器等都屬於此類(lèi)反應(yīng)器。圖7—3為各種反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的示意圖。5．鼓抱塔型反應(yīng)器在生物反應(yīng)中，有不少的反應(yīng)要涉及到有氣體的吸收或產(chǎn)生，此類(lèi)反應(yīng)最好採(cǎi)用鼓泡塔型反應(yīng)器?；蛉嗔骰卜磻?yīng)器，其示意圖如圖7—4。三、酶反應(yīng)器的發(fā)展含有輔助因數(shù)再生的酶反應(yīng)器兩相或多相反應(yīng)器固定化多酶反應(yīng)器第二節(jié)酶反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與選型一、酶反應(yīng)器的設(shè)計(jì)對(duì)於酶反應(yīng)器來(lái)說(shuō)，就是要設(shè)計(jì)出一個(gè)既能充分發(fā)揮生物反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，又可克服一些限制因素，以最低的生產(chǎn)成本，獲得最高的產(chǎn)量和品質(zhì)的酶反應(yīng)器。1．酶反應(yīng)器的設(shè)計(jì)原理為了設(shè)計(jì)反應(yīng)器以及決定反應(yīng)操作條件，理論上必須瞭解下列事項(xiàng)：

(1)底物的酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)以及溫度、壓力、pH等操作參數(shù)對(duì)此特性的影響。

(2)反應(yīng)器的型式和反應(yīng)器內(nèi)流體流動(dòng)狀態(tài)及傳熱特性。

(3)需要的生產(chǎn)量及生產(chǎn)工藝流程。

2．與設(shè)計(jì)有關(guān)的參數(shù)

(1)酶反應(yīng)器生產(chǎn)強(qiáng)度Qp：酶反應(yīng)器的生產(chǎn)強(qiáng)度Qp表示每小時(shí)每升反應(yīng)體積所生產(chǎn)的產(chǎn)品的克數(shù)。即：(2)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率Yp/s及酶的催化率Rp/e：產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率Yp/s是指每克底物中有多少克轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。即：(3)產(chǎn)物濃度P及底物停留時(shí)間t：產(chǎn)物濃度P是一個(gè)影響到分離提純，也就是回收成本高低的關(guān)鍵問(wèn)題。在連續(xù)工藝中，降低稀釋率或增加酶濃度可使產(chǎn)物濃度升高，但會(huì)使Qs減小。二、酶反應(yīng)器的選擇在選擇酶反應(yīng)器的時(shí)候，必須考慮各種因素。一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：(1)酶的形狀、大小及機(jī)械強(qiáng)度；(2)底物的性質(zhì)；(3)反應(yīng)操作的要求：(4)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及傳質(zhì)傳熱特性；(5)酶的穩(wěn)定性、再生及更換；(6)反應(yīng)器的製造成本及運(yùn)行成本及應(yīng)用的可塑性等。第三節(jié)酶反應(yīng)器的操作酶反應(yīng)器的操作中，應(yīng)該注意如下幾個(gè)方面：(1)控制酶反應(yīng)器中流動(dòng)狀態(tài)；(2)維持酶反應(yīng)器的恒定生產(chǎn)能力；(3)保持酶反應(yīng)器的穩(wěn)定，使其能長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)使用；(4)防止酶反應(yīng)器的污染。一、酶反應(yīng)器中流動(dòng)狀態(tài)的控制二、酶反應(yīng)器的恒定生產(chǎn)能力的控制三、酶反應(yīng)器的穩(wěn)定性四、酶反應(yīng)器的微生物污染本章結(jié)束祝您學(xué)習(xí)愉快！酶的應(yīng)用隨著酶的工業(yè)化紀(jì)產(chǎn)的發(fā)展，酶已廣泛地應(yīng)用於工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保及科研等領(lǐng)域。酶分子修飾，酶和細(xì)胞固定化等酶工程技本的發(fā)展，使酶的應(yīng)用顯示出更加廣闊美好的前景。第一節(jié)酶在輕工、食品方面的應(yīng)用目的國(guó)內(nèi)外最廣泛使用的領(lǐng)域是在食品和輕工業(yè)部門(mén)。國(guó)內(nèi)外大規(guī)模工業(yè)主產(chǎn)的α—澱粉酶、糖化酶、蛋白酶、葡萄糖異構(gòu)酶、果膠酶、脂肪酶、纖維素酶、葡萄糖氧化酶等大部分都在輕工和食品方面應(yīng)用。一、酶在食品工業(yè)方面的應(yīng)用食品工業(yè)是最早和最廣泛應(yīng)用酶的部門(mén)之一。目前已有幾十種酶成功地用於食品工業(yè)。例如：葡萄糖、飴糖、果葡糖漿等的生產(chǎn)，蛋白質(zhì)品加工，果蔬加工，食品保鮮以及改善食品的品質(zhì)與風(fēng)味等。1酶法生產(chǎn)葡萄糖酶法生產(chǎn)葡萄糖是以澱粉為原材料，先經(jīng)α-澱粉酶液化成糊精，再用糖化酶催化生成葡萄糖。澱粉酶是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的酶，也是迄今為止用途最廣的酶。

製造葡萄糖時(shí)酸糖化法與酶糖化法的比較澱粉糖化生產(chǎn)葡萄糖的工藝流程。2.果葡糖漿的生產(chǎn)果葡糖漿是由葡萄糖異構(gòu)酶催化葡萄糖異構(gòu)化生成部分果糖而得到的葡萄糖與果糖的混合糖漿。3.飴糖的生產(chǎn)4.酶在蛋白質(zhì)品加工方面的應(yīng)用5.酶在果蔬加工方面的應(yīng)用6.用酶改善食品的品質(zhì)和風(fēng)味二、酶在輕工方面的應(yīng)用酶在輕工業(yè)方面的應(yīng)用,概括起來(lái)主要有以下三個(gè)方面：（1）原料處理（2）用酶生產(chǎn)各種產(chǎn)品（3）用酶增強(qiáng)產(chǎn)品的使用效果。1.原料處理許多輕工原料在應(yīng)用或加工之前都需要經(jīng)過(guò)原料處理。用酶處理原料可以縮短原料處理時(shí)間，提高處理效果，提高產(chǎn)品品質(zhì)等。（1）發(fā)酵原料的處理酵母或細(xì)菌等微生物進(jìn)行酒精、酒類(lèi)、甘油、乳酸、氨基酸核苷酸等生產(chǎn)時(shí)，大多數(shù)以澱粉、纖維素為主要原料。由於有些微生物本身缺乏澱粉酶和纖維素酶系，因而無(wú)法直接利用這些原料。因此必須經(jīng)過(guò)原料處理，將原料轉(zhuǎn)化為微生物可利用的小分子物質(zhì)。（2）紡織原料的處理在紡織工業(yè)中，為了增強(qiáng)纖維的強(qiáng)度和光滑性，便於紡織，需要先行上漿。將澱粉用α-澱粉酶處理一段時(shí)間，使粘度達(dá)到一定程度就可用作上漿的漿料。紡織品在漂白、印染之前，還須將附著在其上的漿料除去，利用α-澱粉酶使?jié){料水解，就可使?jié){料褪盡，這稱(chēng)為退漿。有些紡織品上漿使用的是動(dòng)物膠作膠漿，可用蛋白酶使之退漿。(3).造紙?jiān)系闹茲{ 造紙?jiān)系睦w維中含有大量木質(zhì)素，它容易使紙變?yōu)楹稚?，?qiáng)度降低。通常使用鹼性硫酸鹽和二氯化鹽處理以除去木質(zhì)素，這些化學(xué)藥品的致癌性已被證實(shí)，因而造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。用木質(zhì)素酶可以使木質(zhì)素水解，這樣不但可以提高紙的品質(zhì)，而且使環(huán)境污染的程度大為減輕。(4).生絲的脫膠處理 天然蠶絲的主要成分是不溶於水的有光澤的絲蛋白。絲蛋白的表面有一層絲膠包裹著，在高級(jí)絲綢的製作過(guò)程中，必須進(jìn)行脫膠處理，即將表面上的絲膠除去，以提高絲的品質(zhì)。採(cǎi)用胰蛋白酶、木瓜蛋白酶或微生物蛋白酶處理，可在比較溫和的條件下催化絲膠蛋白水解，進(jìn)行生絲脫膠。(5).羊毛的除垢羊毛表面有鱗狀物質(zhì)，即一些蛋白質(zhì)聚合體。目前應(yīng)用枯草桿菌蛋白酶處理後，可以消除鱗狀物質(zhì)，而且還使毛料具有防縮水性，防止羊毛起球，形成毛氈。處理後的毛料很柔軟，易於染色。2.

輕工產(chǎn)品製造方面的應(yīng)用(1)酶法生產(chǎn)L-氨基酸

L-型氨基酸是人體內(nèi)蛋白質(zhì)合成的原料，因而L-型氨基酸在醫(yī)學(xué)和食品工業(yè)上有很重要的意義。工業(yè)上已用固定化大腸桿菌菌體的天門(mén)冬氨酸酶將延胡索酸（反丁烯二酸）氨基化生成L-天門(mén)冬氨酸。以L(fǎng)-天門(mén)冬氨酸為底物，採(cǎi)用固定化假單胞菌菌體的天門(mén)冬氨酸脫羧酶，可連續(xù)生產(chǎn)L-丙氨酸。用己內(nèi)醯胺水解酶生產(chǎn)L-賴(lài)氨酸：該法由L--α-氨基-ε-己內(nèi)醯氨水解酶與α–氨基-ε-己內(nèi)醯胺消旋酶聯(lián)合作用，將DL-α氨基－ε－己內(nèi)醯胺轉(zhuǎn)化為Ｌ－賴(lài)氨酸。所用的原料DL-α-氨基-ε-己內(nèi)醯胺是由合成尼龍的副產(chǎn)品環(huán)己烯通過(guò)化學(xué)合成法得到的。原料中的Ｌ－α－氨基－ε－己內(nèi)醯胺，經(jīng)Ｌ－α－氨基－ε－己內(nèi)醯胺水解酶作用後生成L-賴(lài)氨酸。餘下的D－α－氨基－ε－己內(nèi)醯胺在消旋酶的作用下變成DL-型，再把其中的L-型水解為L(zhǎng)-賴(lài)氨酸。如此重複進(jìn)行，可把原料幾乎都變成L-賴(lài)氨酸。用噻唑啉羧酸水解酶合成L-半胱氨酸:將化學(xué)合成的DL-2-氨基噻唑啉-4-羧酸中的L-2-氨基噻唑啉-4-羧酸經(jīng)噻唑啉羧酸水解酶作用生成L-半胱氨酸。餘下的D-2-氨基噻唑啉-4-羧酸再經(jīng)消旋酶作用變成DL-型。反復(fù)進(jìn)行，不斷生成L-半胱氨酸。(2)酶法生產(chǎn)核苷酸核苷酸在食品和醫(yī)藥等方面有重要用途，可利用多種酶進(jìn)行生產(chǎn)。例如：用桔青酶或產(chǎn)黃青酶產(chǎn)生的5ˊ-磷酸二酯酶水解核糖核酸（RNA），生產(chǎn)各種5ˊ-核苷酸。用腺苷酸脫氨酶水解AMP生成肌苷酸（IMP）。用核苷磷酸化酶，可催化肌苷進(jìn)行磷酸化生成5ˊ-肌苷酸，催化鳥(niǎo)苷生成5ˊ-鳥(niǎo)苷酸等。用核苷酸磷酸化酶，催化AMP生成ADP和ATP等。(3)酶法生產(chǎn)有機(jī)酸酶法合成有機(jī)酸也是結(jié)合有機(jī)化學(xué)合成與生化合成的長(zhǎng)處而構(gòu)成的生產(chǎn)工藝，已經(jīng)用於工業(yè)生產(chǎn)的有蘋(píng)果酸，酒石酸和長(zhǎng)鏈脂肪酸等。此外乳酸等也可用於酶法合成。如：蘋(píng)果酸的酶法合成L-蘋(píng)果酸在食品工業(yè)為一優(yōu)良的酸味劑，在化工，印染，醫(yī)藥品生產(chǎn)上也有不少用途，可用發(fā)酵法和酶法生產(chǎn)，工業(yè)上以富馬酸為原料，通過(guò)微生物富馬酸酶合成的。3.加酶增加產(chǎn)品的使用效果在某些輕工產(chǎn)品中添加一定量的酶，可以顯著地增加產(chǎn)品的使用效果。（1）加酶洗滌劑：洗滌用的酶製劑需要滿(mǎn)足下列條件：（1）鹼性條件（pH9-10）下能夠有效洗滌；（2）表面活性劑（LAS,AOS）存在下，很少失活；（3）在螢光染料、漂白劑、香料等洗滌劑輔助成分存在下不失活；（4）在洗滌溫度下能有效地發(fā)揮作用。衣服上有機(jī)污垢15-40%以蛋白質(zhì)與纖維結(jié)合的方式存在，如果將酶加入洗衣粉中,用酶來(lái)分解汙物上的蛋白質(zhì)、油脂及澱粉類(lèi)物質(zhì),能有效地除去污垢，大大縮短洗滌時(shí)間，防止衣物發(fā)黃變色,提高洗滌效果。（2）加酶牙膏，牙粉和漱口水：將適當(dāng)?shù)拿柑砑拥窖栏?，牙粉或漱口水中，可以利用酶的催化作用，增加潔齒效果，減少牙垢並防止齲齒的發(fā)生。可添加到潔齒用品中的酶有蛋白酶，澱粉酶，脂肪酶和右旋糖酐酶等。其中右旋糖酐酶對(duì)預(yù)防齲齒有顯著效果。（3）加酶飼料：酶應(yīng)用於飼料，其作用一為補(bǔ)充畜禽內(nèi)源酶的不足。，有助於提高畜禽健康水準(zhǔn)和生產(chǎn)性能。另一作用為解除飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因數(shù)。所謂抗?fàn)I養(yǎng)因數(shù)，是指飼料中對(duì)養(yǎng)分起拮抗作用的一些成分，（4）加酶護(hù)膚品在各種護(hù)膚品及化妝品中添加超氧化物歧化酶（SOD）、鹼性磷酸酶、尿酸酶和彈性蛋白酶等，可有效地提高護(hù)膚效果。因溶菌酶可以水解細(xì)菌的細(xì)胞膜，除治療以外，還可以做潤(rùn)膚霜、洗髮膏和洗面奶等。NovoNordisk公司生產(chǎn)與化妝品相關(guān)的製品，含有可以清除皮膚表面死亡的細(xì)胞的蛋白酶。另外為了清除皮膚表面的自由基，使用抗衰老的超氧化物歧化酶也在計(jì)畫(huà)之中。第二節(jié)酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用隨著對(duì)疾病發(fā)生的分子機(jī)制的深入瞭解，醫(yī)藥用酶的應(yīng)用範(fàn)圍越來(lái)越廣泛。酶在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用主要是用於疾病的診斷、治療和製造藥物。一、疾病診斷方面的應(yīng)用疾病治療效果的好壞，在很大程度上決定於診斷的準(zhǔn)確性。疾病診斷的方法很多，其中酶學(xué)診斷發(fā)展迅速。由於酶催化的高效性和特異性，酶學(xué)診斷方法具有可靠、簡(jiǎn)便又快捷的特點(diǎn)，在臨床診斷中已被廣泛應(yīng)用。酶學(xué)診斷方法包括兩個(gè)方面，一是根據(jù)體內(nèi)原有酶活力的變化來(lái)診斷某些疾病，二是利用酶來(lái)測(cè)定體內(nèi)某些物質(zhì)的含量，從而診斷某些疾病。1.根據(jù)體液內(nèi)酶活力的變化診斷疾病一般健康人體液內(nèi)所含有的某些酶的量是恒定在某一範(fàn)圍的。若出現(xiàn)某些疾病，則體液內(nèi)的某種或某些酶的活力將會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。故此，可以根據(jù)體液內(nèi)某些酶的活力變化情況，而診斷出某些疾病。

酶疾病與酶活力變化葡萄糖氧化酶測(cè)定血糖含量，診斷糖尿病膽鹼脂酶測(cè)定膽固醇含量，治療皮膚病、支氣管炎、氣喘尿酸酶測(cè)定尿酸含量，治療痛風(fēng)澱粉酶胰髒疾病，腎臟疾病時(shí)升高；肝病時(shí)下降膽鹼酯酶肝病時(shí)下降酸性磷酸酶前列腺癌、肝炎、紅血球病變時(shí)，活力升高鹼性磷酸酶佝僂病、軟骨化病、骨瘤、甲狀旁腺機(jī)能亢進(jìn)時(shí)，活力升高；軟骨發(fā)育不全等，活力下降穀丙轉(zhuǎn)氨酶肝炎等疾病、心肌梗塞等，活力升高穀草轉(zhuǎn)氨酶肝病、心肌梗塞等，活力升高胃蛋白酶胃癌時(shí)，活力升高；十二指腸潰瘍時(shí)，活力下降磷酸葡糖變位酶肝炎、癌癥時(shí)、活力下降醛縮酶癌癥、肝病心肌梗塞等，活力升高葡萄糖醛縮酶腎癌及膀胱癌，活力升高碳酸酐酶壞血病、貧血等，活力升高乳酸脫氫酶癌癥、肝病、心肌梗塞、活力升高2.用酶測(cè)定體液中某些物質(zhì)的量診斷疾病酶具有專(zhuān)一性強(qiáng)、催化效率高等特點(diǎn)，可以利用酶來(lái)測(cè)定體液中某些物質(zhì)的含量從而診斷某些疾病。例如：利用葡萄糖氧化酶和過(guò)氧化氫酶的聯(lián)合作用，檢測(cè)血液或尿液中葡萄糖的含量，從而作為糖尿病臨床診斷的依據(jù)，這兩種酶都可以固定化後製成酶試紙或酶電極，可十分方便的用於臨床檢測(cè)。此外，酶標(biāo)免疫測(cè)定在疾病診斷方面的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。所謂酶標(biāo)免疫測(cè)定，是先把酶與某種抗體或抗原結(jié)合，製成酶標(biāo)記的抗體或抗原。然後利用酶標(biāo)抗體（或酶標(biāo)抗原）與待測(cè)定的抗原（或抗體）結(jié)合，再借助於酶的催化特性進(jìn)行定量測(cè)定，測(cè)出酶-抗體-抗原結(jié)合物中的酶的含量，就可以計(jì)算出欲測(cè)定的抗體或抗原的含量。通過(guò)抗體或抗原的量就可診斷某種疾病。二、疾病治療方面的應(yīng)用由於酶具有專(zhuān)一性和高效率的特點(diǎn)，所以在醫(yī)藥方面使用的酶具有種類(lèi)多，用量少，純度高的特點(diǎn)。1.蛋白酶蛋白水解酶是能夠使蛋白質(zhì)構(gòu)造和功能發(fā)生變化的酶，它對(duì)於細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、組織的破壞和變形、激素的活化、受體和配基的相互作用、感染、細(xì)胞增殖等過(guò)程都有影響。蛋白酶可用於治療多種疾病，是臨床上使用最早、用途最廣的藥用酶之一。目前臨床上使用的蛋白酶大部分來(lái)自於動(dòng)物和植物，如胰蛋白酶、胃蛋白酶和鳳梨蛋白酶等。蛋白酶在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用最初是在消化藥上，用於治療消化不良和食欲不振。2.溶菌酶溶菌酶也是一種應(yīng)用廣泛的藥用酶，具有抗菌、消炎、鎮(zhèn)痛等作用。用於治療手術(shù)性出血、咯血、鼻出血，分解膿液，消炎鎮(zhèn)痛，治療外傷性浮腫，增強(qiáng)放射線(xiàn)治療的效果等。3.超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶（SOD）催化超氧負(fù)離子（O2ˉ）進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，使機(jī)體免遭O2ˉ的損害。因此SOD具有抗輻射作用，並對(duì)紅斑狼瘡、皮炎、結(jié)腸炎及氧中毒等疾病有顯著療效。4.L-天門(mén)冬醯胺酶

L-天門(mén)冬醯胺酶是第一種用於治療白血病的酶。因?yàn)榘┘?xì)胞生長(zhǎng)時(shí)需要天冬醯氨。L-天門(mén)冬醯胺酶可以切斷天冬醯胺的供給，因此對(duì)癌癥，特別是白血病的治療有顯著療效。三、在藥物生產(chǎn)方面的應(yīng)用酶在藥物製造方面的應(yīng)用是利用酶的催化作用將前體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樗幬铩＿@方面的應(yīng)用日益增多?，F(xiàn)已有不少藥物包括一些貴重藥物都是由酶法生產(chǎn)的（表9-14）。1.青黴素醯化酶2.β-酪氨酸酶β-酪氨酸酶可催化L-酪氨酸或鄰苯二酚生成二羥苯丙氨酸（DOPA,多巴）。反應(yīng)如下。多巴(Dopa)是治療帕金森氏(Parkinson)綜合癥的一種重要藥物。所謂帕金森氏綜合癥是1817年英國(guó)醫(yī)師Parkinson所描述的一種大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生病變的老年性疾病。其主要癥狀為手指顫抖，肌肉僵直，行動(dòng)不便。病因是由於遺傳原因或人體代謝失調(diào)，不能由酪氨酸生成多巴或多巴胺（一種神經(jīng)傳遞介質(zhì)）。3.核苷磷酸化酶核苷中的核糖被阿拉伯糖取代可以形成阿糖苷。阿糖苷具有抗癌和抗病毒的作用，是令人注目的藥物。其中阿糖腺苷療效顯著。阿糖腺苷（腺嘌呤阿拉伯糖苷）可由嘌呤核苷磷酸化酶催化阿糖尿苷（尿嘧啶阿拉伯糖苷）轉(zhuǎn)化而成。由阿糖尿苷生成阿糖腺苷的反應(yīng)分兩步完成。首先阿糖尿苷在尿苷磷酸化酶的作用下生成阿拉伯糖-1-磷酸：然後阿糖-1-磷酸再在嘌呤核苷磷酸化酶的作用下生成阿糖腺苷。4.無(wú)色桿菌蛋白酶人胰島素與豬胰島素只有在B鏈第30位的氨基酸不同。無(wú)色桿菌（Achromobacterlydicus）蛋白酶可以特異性地催化胰島素B鏈羧基末端（第30位）上的氨基酸置換反應(yīng)，由豬胰島素（Ala-30）轉(zhuǎn)變?yōu)槿艘葝u素（Thr-30），以增加療效。具體過(guò)程為：在無(wú)色桿菌蛋白酶作用下，豬胰島素第30位的丙氨酸被水解除去，然後在同一酶的作用下使之與蘇氨酸丁脂偶聯(lián)。然後用三氟乙酸（TFA）和苯甲醚除去丁醇，即得到人胰島素。第三節(jié)在分析檢測(cè)方面的應(yīng)用利用酶催化作用的高度專(zhuān)一性對(duì)物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，已成為物質(zhì)分析檢測(cè)的重要手段。用酶進(jìn)行物質(zhì)分析檢測(cè)的方法統(tǒng)稱(chēng)為酶法檢測(cè)或酶法分析。酶法檢測(cè)是以酶的專(zhuān)一性為基礎(chǔ)、以酶作用後物質(zhì)的變化為依據(jù)來(lái)進(jìn)行的。故此，要進(jìn)行酶法檢測(cè)必須具備兩個(gè)基本條件：一是要有專(zhuān)一性高的酶，二是對(duì)酶作用後的物質(zhì)變化要有可靠的檢測(cè)方法。酶法檢測(cè)一般包括兩個(gè)步驟。第一步是酶反應(yīng)。將酶與樣品接觸，在適宜的條件下（包括溫度、pH值、抑制劑和啟動(dòng)劑濃度等）進(jìn)行催化反應(yīng)。第二步是測(cè)定反應(yīng)前後物質(zhì)的變化情況，即測(cè)定底物的減少，產(chǎn)物的增加或輔酶的變化等。根據(jù)酶反應(yīng)的不同，酶法檢測(cè)可以分成單酶反應(yīng)，多酶偶連反應(yīng)和酶標(biāo)免疫反應(yīng)等三類(lèi)

1.單酶反應(yīng)檢測(cè)利用單一種酶與底物反應(yīng)，然後用各種方法測(cè)出反應(yīng)前後物質(zhì)的變化情況，從而確定底物的量。這是最簡(jiǎn)單的酶法檢測(cè)技術(shù)。使用的酶可以是游離酶，也可以是固定化酶或單酶電極等。現(xiàn)舉例說(shuō)明如下：（1）L-谷氨酸脫羧酶L-谷氨酸脫羧酶專(zhuān)一地催化L-谷氨酸脫羧生成γ-氨基丁酸和二氧化碳，生成的二氧化碳可以用華勃氏呼吸儀或二氧化碳電極等測(cè)定。該酶已經(jīng)廣泛地用於L-谷氨酸的定量分析。可使用的酶形式有游離酶和酶電極。（2）脲酶脲酶能專(zhuān)一地催化尿素水解生成氨和二氧化碳。通過(guò)氣體檢測(cè)或者使用氨電極、二氧化碳電極等，測(cè)出氨或二氧化碳的量，從而確定尿素的含量。（3）葡萄糖氧化酶根據(jù)葡萄糖氧化酶能專(zhuān)一地氧化葡萄糖這一特點(diǎn)，可利用它進(jìn)行葡萄糖的檢測(cè)。葡萄糖氧化酶能夠催化葡萄糖的氧化反應(yīng)生成葡萄糖酸和雙氧水，反應(yīng)中所消耗氧的量或生成的葡萄糖酸的量都與葡萄糖有定量的關(guān)係。用pH電極、氧電極和Pt（H2O2）電極等可以測(cè)定酸的生成或氧的減少來(lái)確定葡萄糖的量。該酶已廣泛地用於食品、發(fā)酵工業(yè)和臨床診斷等方面。（4）膽固醇氧化酶該酶催化膽固醇與氧反應(yīng)生成膽固醇（膽甾烯酮）。通過(guò)氣體檢測(cè)技術(shù)或者使用氧電極來(lái)測(cè)出氧的減少量，就可以確定膽固醇的含量。（5）蟲(chóng)螢光素酶該酶可催化螢光素（LH2）與腺三磷（ATP）反應(yīng)，使ATP水解生成AMP和焦磷酸，放出的能量轉(zhuǎn)變?yōu)楣?。通過(guò)光度計(jì)或光量計(jì)測(cè)出光量，就可以測(cè)出ATP的量。可以將蟲(chóng)螢光素酶固定在光導(dǎo)纖維上，並與光量計(jì)結(jié)合組成酶螢光感測(cè)器，可以快速、簡(jiǎn)便靈敏地檢測(cè)出ATP。單酶催化反應(yīng)進(jìn)行物質(zhì)檢測(cè)具有簡(jiǎn)便、快捷、靈敏、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，是酶法檢測(cè)中最廣泛採(cǎi)用的技術(shù)。固定化酶與能量轉(zhuǎn)換器密切結(jié)合組成的單酶電極，使酶法檢測(cè)朝連續(xù)化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。

2.酶偶聯(lián)反應(yīng)檢測(cè)多酶偶聯(lián)反應(yīng)檢測(cè)是利用兩種或兩種以上酶的聯(lián)合作用，使底物通過(guò)兩步或多步反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為易於檢測(cè)的產(chǎn)物，從而測(cè)定被測(cè)物質(zhì)的量。有些物質(zhì)經(jīng)過(guò)單酶催化反應(yīng)後，對(duì)物質(zhì)變化情況進(jìn)行檢測(cè)時(shí)會(huì)受到其他物質(zhì)的干擾，表現(xiàn)為檢測(cè)的靈敏度不高等現(xiàn)象，使檢測(cè)難於進(jìn)行或檢測(cè)結(jié)果的精確度不夠。為此可採(cǎi)用兩種或兩種以上的酶進(jìn)行連續(xù)式或平行式的偶連反應(yīng)，使酶法檢測(cè)易於進(jìn)行並達(dá)到較理想的結(jié)果。利用多酶偶聯(lián)反應(yīng)檢測(cè)已有不少成功的例子。萄糖氧化酶與過(guò)氧化物酶偶聯(lián)β-半乳糖苷酶與葡萄糖氧化酶偶聯(lián)己糖激酶與葡萄糖氧化酶偶聯(lián)3.酶標(biāo)記免疫反應(yīng)檢測(cè)酶標(biāo)記免疫反應(yīng)檢測(cè)首先是將適宜的酶與抗原或抗體結(jié)合在一起。若要測(cè)定樣品中抗原含量，就將酶與欲測(cè)定的對(duì)應(yīng)抗體結(jié)合，製成酶標(biāo)抗體，反之，若要測(cè)定抗體，則需先製成酶標(biāo)抗原。然後將酶標(biāo)抗體（或酶標(biāo)抗原）與樣品液中待測(cè)抗原（或抗體），通過(guò)免疫反應(yīng)（或抗體）結(jié)合在一起，形成酶-抗體-抗原複合物。通過(guò)測(cè)定複合物中酶的含量就可得出欲測(cè)定的抗原或抗體的量。常用於酶標(biāo)免疫測(cè)定的酶有鹼性磷酸酶和過(guò)氧化氫酶等。第四節(jié)酶在生物工程中的應(yīng)用生物工程主要包括基因工程、細(xì)胞工程、酶工程和發(fā)酵工程等4個(gè)方面內(nèi)容。一、酶在除去細(xì)胞壁方面的應(yīng)用微生物細(xì)胞和植物細(xì)胞的表層部有細(xì)胞壁。細(xì)胞壁對(duì)微生物和植物維持其細(xì)胞的形狀和結(jié)構(gòu)起著重要作用，可保護(hù)細(xì)胞遭外界因素的破壞。但在生物工程方面，很多時(shí)候都需要除去細(xì)胞壁。例如：(1)胞內(nèi)物質(zhì)的提取(2)原生質(zhì)體的製備：根據(jù)不同納腦的結(jié)構(gòu)和細(xì)胞壁組分的不同，除去細(xì)胞壁時(shí)所採(cǎi)用的酶也有所區(qū)別?，F(xiàn)分述如下除去細(xì)菌細(xì)胞壁除去酵母細(xì)胞壁除去黴菌細(xì)胞壁植物細(xì)胞壁的破除

二、酶在大分子切割方面的應(yīng)用生物工程經(jīng)常與生物大分子打交道。在許多情況下需要把大分子切割成較小的分子或片斷，以便在生物工程的有關(guān)領(lǐng)域使用。在生物大分子的切割過(guò)程中往往要求在特定的位點(diǎn)上進(jìn)行，這就只能借助於具有專(zhuān)一性的各種水解酶或其他酶類(lèi)才能做到。限制性核酸內(nèi)切酶DNA外切核酸酶鹼性磷酸酶核酸酶S1三、酶在分子拼接方面的應(yīng)用許多酶都具有分子拼接能力，能將兩個(gè)或多個(gè)分子連接在一起而合成較大的分子。這些酶類(lèi)在生物體內(nèi)是至關(guān)重要的，它們催化各種各樣的生物合成反應(yīng)。DNA連接酶DNA聚合酶DNA聚合酶的共同特點(diǎn)是：(1)需要範(fàn)本或引物。(2)不能起始新的DNA鏈的合成。(3)催化去氧核苷三磷酸加到DNA鏈的3’—OH末端。(4)合成的方向是從5’—末端至3’—末端。末端去氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶反轉(zhuǎn)錄酶本章結(jié)束祝您學(xué)習(xí)愉快！酶的分離提純酶的分離純化是酶工程的主要內(nèi)容，也是酶學(xué)研究過(guò)程中必不可少的環(huán)節(jié)。酶的分離純化是指將酶從細(xì)胞或其他含酶原料中提取出來(lái)，再與雜質(zhì)分開(kāi)，以獲得符合研究或使用要求的酶的過(guò)程。其主要內(nèi)容包括細(xì)胞破碎、酶的提取、離心分離、過(guò)濾與膜分離、沉澱分離、層析分離、電泳分離、萃取分離、結(jié)晶等。第一節(jié)細(xì)胞破碎酶的種類(lèi)繁多，已知的約4000種，它們存在於不同生物體的不同部位。除了動(dòng)物和植物體液中的酶和微生物胞外酶之外，大多數(shù)酶都存在於細(xì)胞之中。為了獲得細(xì)胞內(nèi)的酶，就得收集細(xì)胞並進(jìn)行細(xì)胞或組織破碎。對(duì)於不同的生物體，或同一生物體的不同組織的細(xì)胞，由於結(jié)構(gòu)不同，所採(cǎi)用的細(xì)胞破碎方法和條件亦有所不同，必須根據(jù)具體情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇，以達(dá)到預(yù)期的效果。細(xì)胞破碎的方法很多，可以分為機(jī)械破碎法、微量破碎法、化學(xué)破碎法和酶促破碎法等。1.機(jī)械破碎法通過(guò)機(jī)械運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的剪切力的作用使細(xì)胞破碎的方法，稱(chēng)為機(jī)械破碎法。常用的破碎機(jī)械有組織搗碎機(jī)、細(xì)胞研磨器、勻漿器等。2.物理破碎法通過(guò)溫度、壓力、聲波等各種物理因素的作用使組織細(xì)胞破碎的方法，稱(chēng)為物理破碎法。物理破碎法多用於微生物細(xì)胞的破碎。常用的物理破碎法方法有：（1）溫度差破碎法：利用溫度的突然變化，細(xì)胞由於熱脹冷縮的作用而破碎。（2）壓力差破碎法：通過(guò)壓力的突然變化，使細(xì)胞破碎。常用的有高壓衝擊、突然降壓及滲透壓變化等方法。（3）超聲波破碎法：利用超聲波發(fā)生器所發(fā)出的10~20kHz的聲波或超聲波的作用，使細(xì)胞膜產(chǎn)生空穴作用（cavitation）而使細(xì)胞破碎。3.化學(xué)破碎法通過(guò)各種化學(xué)試劑對(duì)細(xì)胞膜的作用使細(xì)胞破碎的方法，稱(chēng)為化學(xué)破碎法。常用的化學(xué)試劑有甲苯、丙酮、丁醇、氯仿等有機(jī)溶劑和特裏頓（Triton）、吐溫（Tween）等表面活性劑。4.酶促破碎法通過(guò)細(xì)胞本身的酶系或外加酶製劑的催化作用，使細(xì)胞外層結(jié)構(gòu)受到破壞，而達(dá)到細(xì)胞破碎的目的。利用細(xì)胞本身的酶系的作用，在一定的pH值和溫度條件下保溫一段時(shí)間，使細(xì)胞破壞，而使細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)釋出的方法，稱(chēng)為自溶法。自溶法效果的好壞取決於溫度、pH值、離子強(qiáng)度等自溶條件的選擇與控制。根據(jù)細(xì)胞外層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，還可以外加適當(dāng)?shù)拿缸饔渺都?xì)胞，使細(xì)胞壁受到破壞，並在低滲透壓的溶液中使細(xì)胞破裂。例如，革蘭氏陽(yáng)性菌主要依靠肽多糖維持細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和形狀，外加溶菌酶，作用於肽多糖的β-1，4-糖苷鍵，而使其細(xì)胞壁破壞；酵母細(xì)胞的破碎是外加!-葡聚糖酶，使其細(xì)胞壁的β-1，3-葡聚糖水解；黴菌可用幾丁質(zhì)酶機(jī)械細(xì)胞破碎；纖維素酶、半纖維素酶和果膠酶的混合使用，對(duì)植物細(xì)胞壁有良好的破碎效果。第二節(jié)酶的提取酶的提取是指在一定的條件下，用適當(dāng)?shù)娜軇┨幚砗冈希姑赋浞秩芙獾饺軇┲械倪^(guò)程，也稱(chēng)作酶的抽提。酶提取時(shí)首先應(yīng)根據(jù)酶的結(jié)構(gòu)和溶解性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)娜軇Ｃ付寄苋芙忪端?，可用水或稀酸、稀堿、稀鹽溶液等進(jìn)行提取。有些酶與脂質(zhì)結(jié)合或含有較多的非極性基團(tuán)，則可用有機(jī)溶劑提取。為了提高酶的提取率並防止酶的變性失活，在提取過(guò)程中要注意控制好溫度、pH值等提取條件。根據(jù)酶提取時(shí)所採(cǎi)用的溶劑或溶液的不同，酶的提取方法主要有鹽溶液提取、酸溶液提取、堿溶液提取和有機(jī)溶劑提取等。1.鹽溶液提取大多數(shù)蛋白類(lèi)酶（P-酶）都溶於水，而且在低濃度的鹽存在的條件下，酶的溶解度增加，這稱(chēng)為鹽溶現(xiàn)象，所以一般採(cǎi)用稀鹽溶液進(jìn)行酶的提取。例如，固體發(fā)酵生產(chǎn)的麩曲中的澱粉酶、蛋白酶等胞外酶，用0.14mol/L的氯化鈉溶液或0.02~0.05mol/L的磷酸緩衝液提??；枯草桿菌鹼性磷酸酶用0.1mol/L氯化鎂溶液提取等。有少數(shù)酶，如黴菌脂肪酶，用清水提取的效果較好。核酸類(lèi)酶（R-酶）的提取，一般是在細(xì)胞破碎後，用0.14mol/L的氯化鈉溶液提取，得到核糖核蛋白提取液，再進(jìn)一步與蛋白質(zhì)等雜質(zhì)分離，而得到酶RNA。2.酸溶液提取有些酶在酸性條件下溶解度較大，且穩(wěn)定性較好，宜用酸溶液提取。例如，胰蛋白酶可用0.12mol/L的硫酸溶液提取。3.堿溶液提取有些在鹼性條件下溶解度較大且穩(wěn)定性較好的酶，應(yīng)採(cǎi)用堿溶液提取。例如，細(xì)菌L-天冬醯胺酶可用pH11~12的堿溶液鹼性提取。4.有機(jī)溶劑提取有些與脂質(zhì)結(jié)合牢固或含有較多非極性基團(tuán)的P-酶，可以?huà)?cǎi)用與水可混溶的丁醇等有機(jī)溶劑提取。例如，琥珀酸脫氫酶、膽鹼酯酶等的提取。在R-酶的提取中，經(jīng)常採(cǎi)用苯酚水溶液。一般是在細(xì)胞破碎、製成勻漿後，加入等體積的90%苯酚水溶液，振盪一段時(shí)間，結(jié)果DNA和蛋白質(zhì)沉澱於苯酚層，而RNA溶解於水中。在酶提取過(guò)程中，為了防止酶變性失活，溫度不宜高，尤其是採(cǎi)用有機(jī)溶劑提取時(shí)，溫度應(yīng)該控制在0~10℃。有些酶對(duì)溫度的耐受性較高，可在室溫或更高一些的溫度條件下提取。為了提高酶的溶解度，提取時(shí)pH值應(yīng)該避開(kāi)酶的等電點(diǎn)。此外，還可加入某些保護(hù)劑，以提高酶的穩(wěn)定性。第三節(jié)離心分離離心分離是借助於離心機(jī)旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，使不同大小、不同密度的物質(zhì)分離的技術(shù)過(guò)程。離心機(jī)多種多樣，按照離心機(jī)的最大轉(zhuǎn)速的不同可以分為常速（低速）、高速和超速等3種。常速離心機(jī)的最大轉(zhuǎn)速在8000r/min以?xún)?nèi)，相對(duì)離心力（RCF）在1×104g以?xún)?nèi)，在酶的分離純化過(guò)程中，主要用於細(xì)胞、細(xì)胞碎片和培養(yǎng)基殘?jiān)裙绦挝锏姆蛛x。高速離心機(jī)的最大轉(zhuǎn)速為1×104~2.5×104r/min，相對(duì)離心力達(dá)到1×104g~1×105g，在酶的分離中主要用於沉澱、細(xì)胞碎片和細(xì)胞器等的分離。超速離心機(jī)的最大轉(zhuǎn)速達(dá)2.5×104

~8×104r/min，相對(duì)離心力可以高達(dá)5×105g。超速離心可以?huà)?cǎi)用差速離心、密度梯度離心或等密梯度離心等方法。超速離心可用於酶分子的分離純化。在離心過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)需要，選擇好離心力（或離心速度）和離心時(shí)間，並且控制好溫度和pH值等條件。第四節(jié)過(guò)濾與膜分離（一）過(guò)濾過(guò)濾是借助於過(guò)濾介質(zhì)將不同大小、不同形狀的物質(zhì)分離的技術(shù)。過(guò)濾介質(zhì)多種多樣，常用的有濾紙、濾布、纖維、多孔陶瓷和各種高分子膜等，其中以各種高分子膜為過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾技術(shù)稱(chēng)為膜分離技術(shù)。微濾、超濾、反滲透、透析及電滲析等都屬於膜過(guò)濾技術(shù)。根據(jù)過(guò)濾介質(zhì)截留的物質(zhì)顆粒大小不同，過(guò)濾可以分為粗濾、微濾、超濾和反滲透等4大類(lèi)。（二）膜分離技術(shù)借助於一定孔徑的高分子薄膜，將不同大小、不同形狀和不同特性的物質(zhì)顆?；蚍肿舆M(jìn)行分離的技術(shù)稱(chēng)為膜分離技術(shù)。膜分離所使用的薄膜主要是由丙烯腈、醋酸纖維素、賽璐珞以及尼龍等高分子聚合物製成的高分子膜。有時(shí)也可以?huà)?cǎi)用動(dòng)物膜或羊皮紙等。在膜分離過(guò)程中，薄膜的作用是選擇性地讓小於其孔徑的物質(zhì)顆?；蚍肿油ㄟ^(guò)，而把大於其孔徑的顆粒截留。膜的孔徑有多種規(guī)格可供使用時(shí)選擇。根據(jù)物質(zhì)顆粒或分子通過(guò)薄膜的原理和推動(dòng)力的不同，膜分離技術(shù)可以分為3大類(lèi)。2.電場(chǎng)膜分離電場(chǎng)膜分離是在半透膜的兩側(cè)分別裝上正、負(fù)電極。在電場(chǎng)作用下，小分子的帶電物質(zhì)或離子向著與其本身所帶電荷相反的電極移動(dòng)，透過(guò)半透膜而達(dá)到分離的目的。電滲析和離子交換膜電滲析即屬於此類(lèi)。（1）電滲析。用兩塊半透膜將透析槽分隔成3個(gè)室，在中心室通入待分離的混合溶液，在兩側(cè)室中裝入水或緩衝液並分別裝上正、負(fù)電極。接通直流電源後，中心室溶液中的陽(yáng)離子向負(fù)極移動(dòng)，透過(guò)半透膜到達(dá)陰極槽，而陰離子則向正極移動(dòng)，透過(guò)半透膜移向陽(yáng)極槽，從而達(dá)到分離。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可由上述相同的多個(gè)透析槽聯(lián)在一起組成一個(gè)透析系統(tǒng)。（2）離子交換膜電滲析。離子交換膜電滲析的裝置與一般電滲析相同。只是以離子交換膜代替一般的半透膜。離子交換膜的選擇透過(guò)性比一般半透膜強(qiáng)。一方面它具有一般半透膜截留大於孔徑顆粒的作用；另一方面，由於離子交換膜上帶有某種基團(tuán)，根據(jù)同性電荷相斥、異性電荷相吸的原理，只讓帶異性電荷的顆粒透過(guò)，而把帶同性電荷的物質(zhì)截留。3.擴(kuò)散膜分離擴(kuò)散膜分離是利用小分子物質(zhì)的擴(kuò)散作用，不斷透過(guò)半透膜擴(kuò)散到膜外，而大分子被截留。常見(jiàn)的透析就是屬於擴(kuò)散膜分離。透析時(shí)，一般將半透膜製成透析袋，將欲分離的混合液裝在袋內(nèi)，袋外是水或緩衝液。在一定的溫度下，透析一段時(shí)間，使小分子物質(zhì)從袋內(nèi)透出到膜外。必要時(shí)，袋外的水或緩衝液可以多次或連續(xù)更換。第五節(jié)沉澱分離沉澱分離是通過(guò)改變某些條件，使溶液中某種溶質(zhì)的溶解度降低，從溶液中沉澱析出，而與其他溶質(zhì)分離的方法。沉澱分離是酶的分離純化過(guò)程中經(jīng)常採(cǎi)用的方法。沉澱分離的方法有多種，諸如鹽析沉澱法、等電點(diǎn)沉澱法、有機(jī)溶劑沉澱法、複合沉澱法、選擇性變性沉澱法等。1.鹽析沉澱法鹽析沉澱法簡(jiǎn)稱(chēng)鹽析法，是在酶的分離純化中應(yīng)用最早且至今仍在廣泛使用的方法，主要用於蛋白類(lèi)酶的分離純化。蛋白質(zhì)在水中的溶解度受到溶液中鹽濃度的影響。一般在低鹽濃度的情況下，蛋白質(zhì)的溶解度隨鹽濃度的升高而增加，而在鹽濃度升高到一定濃度後，蛋白質(zhì)的溶解度又隨鹽濃度的升高而降低，結(jié)果使蛋白質(zhì)沉澱析出。在某一濃度的鹽溶液中，不同蛋白質(zhì)的溶解度各不相同，由此可達(dá)到彼此分離的目的。經(jīng)過(guò)鹽析得到的酶沉澱，含有大量鹽分，一般可以?huà)?cǎi)用透析、超濾或?qū)游龅确椒ㄟM(jìn)行脫鹽。2.等電點(diǎn)沉澱法利用兩性電解質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)溶解度最低，以及不同的兩性電解質(zhì)有不同的等電點(diǎn)這一特性，對(duì)蛋白質(zhì)、RNA、氨基酸等兩性電解質(zhì)進(jìn)行分離純化的方法稱(chēng)為等電點(diǎn)沉澱法。3.有機(jī)溶劑沉澱法利用酶與其他雜質(zhì)在有機(jī)溶劑中的溶解度不同，而使酶與雜質(zhì)分離的方法稱(chēng)為有機(jī)溶劑沉澱法。4.複合沉澱法在酶液中加入某些物質(zhì)，使它與酶形成複合物而沉澱下來(lái)，分離出沉澱後，再用適當(dāng)?shù)姆椒?，使酶從複合物中析出，這種分離純化方法稱(chēng)為複合沉澱法。常用的複合沉澱劑有單寧、聚乙二醇、聚丙烯酸等高分子聚合物。5.選擇性變性沉澱法選擇一定的條件使酶液中存在的某些雜蛋白等雜質(zhì)變性沉澱，而不影響所需的酶，這種分離方法稱(chēng)為選擇性變性沉澱法。例如，對(duì)於熱穩(wěn)定性好的酶，可以通過(guò)加熱進(jìn)行熱處理，使大多數(shù)雜蛋白受熱變性沉澱而被除去。此外，還可以根據(jù)酶的特性，通過(guò)改變pH值或加進(jìn)某些金屬離子等使雜蛋白變性沉澱而除去。第六節(jié)層析分離層析分離是利用混合液中各組分的物理化學(xué)性質(zhì)（分子的大小和形狀、分子極性、吸附力、分子親和力、分配係數(shù)等）的不同，使各組分以不同程度分佈在兩相中，其中一個(gè)相是固定的稱(chēng)為固定相；另一個(gè)相是流動(dòng)的，稱(chēng)為流動(dòng)相。當(dāng)流動(dòng)相流經(jīng)固定相時(shí)，各組分以不同的速度移動(dòng)，從而使不同的組分分離純化。酶可以?huà)?cǎi)用不同的層析方法進(jìn)行分離純化，常用的有吸附層析、分配層析、離子交換層析、凝膠層析和親和層析等。1.吸附層析吸附層析是利用吸附劑對(duì)不同物質(zhì)的吸附力不同而使混合物中各組分分離的方法。吸附層析是各種層析技術(shù)中應(yīng)用最早且至今仍廣泛使用的技術(shù)。任何兩個(gè)相之間都可以形成一個(gè)介面，其中一個(gè)相的物質(zhì)或溶質(zhì)在兩相介面上的密集現(xiàn)象稱(chēng)為吸附。凡是能夠?qū)⑵渌镔|(zhì)聚集到自己表面上的物質(zhì)稱(chēng)為吸附劑，能聚集於吸附劑表面的物質(zhì)稱(chēng)為被吸附物。吸附層析通常採(cǎi)用柱型裝置，將吸附劑裝在吸附柱中進(jìn)行柱層析。層析時(shí)，欲分離樣品液自柱頂加入，上柱完畢後，再加入洗脫劑解吸洗脫。2.分配層析分配層析是利用各組分在兩相中的分配係數(shù)不同而分離的方法。常見(jiàn)的紙上層析和一些薄層層析屬於分配層析。在分配層析中，通常採(cǎi)用一種多孔性固體支持物（如濾紙、矽藻土、纖維素等）吸著一種溶劑（稱(chēng)為固定相），另一種與固定相溶劑互不相溶的溶劑可沿著固定相流動(dòng)（稱(chēng)為流動(dòng)相），當(dāng)某溶質(zhì)在流動(dòng)相的帶動(dòng)流經(jīng)固定相時(shí)，該溶質(zhì)在兩相之間進(jìn)行連續(xù)的動(dòng)態(tài)分配。由於不同的溶質(zhì)有不同的分配係數(shù)，移動(dòng)速度不同，從而達(dá)到分離。分配係數(shù)是指一種溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中溶解達(dá)到平衡時(shí)，該溶質(zhì)在兩相溶劑中的濃度比值。在層析條件確定後，溶質(zhì)的分配係數(shù)是一常數(shù)。3.離子交換層析離子交換層析是利用離子交換劑上的可解離基團(tuán)對(duì)各種離子的親和力不同而達(dá)到分離目的的一種層析分離方法。離子交換劑是含有若干活性基團(tuán)的不溶性高分子物質(zhì)。通過(guò)在不溶性高分子物質(zhì)（母體）上引入若干可解離基團(tuán)（活性基團(tuán)）而製成。離子交換劑進(jìn)行酶的層析分離過(guò)程包括裝柱、上柱、洗脫、收集和交換劑再生等步驟。4.凝膠層析凝膠層析又稱(chēng)凝膠過(guò)濾、分子篩層析或分子排阻層析，是以各種多孔凝膠為固定相，利用溶液中各組分的相對(duì)分子品質(zhì)不同而進(jìn)行分離的層析技術(shù)。凝膠的種類(lèi)很多，常用於凝膠層析的有葡聚糖凝膠、瓊脂糖凝膠、聚丙烯醯胺凝膠等。各種凝膠均有系列產(chǎn)品，不同的型號(hào)表明凝膠的孔徑不同，可根據(jù)需要選擇使用。5.親和層析親和層析是利用生物分子與配基之間所具有的專(zhuān)一而又可逆的親和力，使酶等生物分子分離純化的技術(shù)。酶與底物，酶與競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，酶與輔助因數(shù)，抗原與抗體，酶RNA與互補(bǔ)的RNA分子或片段，RNA與互補(bǔ)的DNA分子或片段等之間都是具有專(zhuān)一而又可逆親和力的生物分子對(duì)。故此，親和層析在酶的分離純化中有重要應(yīng)用。在親和層析中，作為固定相的一方稱(chēng)為配基（ligand）。配基必須偶聯(lián)於不溶性母體（matrix）上。母體又稱(chēng)為載體或擔(dān)體。在親和層析中，一般採(cǎi)用瓊脂糖凝膠、葡聚糖凝膠、聚丙烯醯胺凝膠或纖維素等作為母體。當(dāng)小分子物質(zhì)（金屬離子等無(wú)機(jī)輔助因數(shù)、有機(jī)輔助因數(shù)等）作為配基時(shí)，由於空間位阻作用，難以與配對(duì)的大分子親和吻合，需要在母體與配基之間引入適當(dāng)長(zhǎng)度的連接臂（spacearm）。第七節(jié)電泳分離帶電粒子在電場(chǎng)中向著與其本身所帶電荷相反的電極移動(dòng)的過(guò)程稱(chēng)為電泳。不同的物質(zhì)由於其帶電性質(zhì)及其顆粒大小和形狀不同，在一定的電場(chǎng)中它們的移動(dòng)方向和移動(dòng)速度也不同，故此可使它們分離。物質(zhì)顆粒在電場(chǎng)中的移動(dòng)方向，決定於它們所帶電荷的種類(lèi)。帶正電荷的顆粒向電場(chǎng)的陰極移動(dòng)；帶負(fù)電荷的顆粒則向陽(yáng)極移動(dòng)。淨(jìng)電荷為零的顆粒在電場(chǎng)中不移動(dòng)。顆粒在電場(chǎng)中的移動(dòng)速度主要決定於其本身所帶的淨(jìng)電荷量，同時(shí)受顆粒形狀和顆粒大小的影響。此外，還受到電場(chǎng)強(qiáng)度、溶液pH值、離子強(qiáng)度及支持體的特性等外界條件的影響。（1）電場(chǎng)強(qiáng)度。電場(chǎng)強(qiáng)度是指每釐米距離的電壓降，又稱(chēng)為電位梯度或電勢(shì)梯度。電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)顆粒的泳動(dòng)速度起著十分重要的作用。電場(chǎng)強(qiáng)度越高，帶電顆粒的泳動(dòng)速度越快。根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小可將電泳分為高壓電泳和常壓電泳。（2）溶液的pH值。溶液的pH值決定了溶液中顆粒分子的解離程度，也就是決定了顆粒分子所帶淨(jìng)電荷的多少。溶液的pH值離開(kāi)其等電點(diǎn)越遠(yuǎn)，顆粒所帶淨(jìng)電荷越多，泳動(dòng)速度越快；反之，顆粒的泳動(dòng)速度則越慢。（3）溶液的離子強(qiáng)度。溶液的離子強(qiáng)度越高，顆粒的泳動(dòng)速度越慢。（4）電滲。在電場(chǎng)中，溶液對(duì)於固體支持物的相對(duì)移動(dòng)稱(chēng)為電滲。例如，在紙電泳中，由於濾紙纖維素上帶有一定量的負(fù)電荷，使與濾紙相接觸的水分子感應(yīng)而帶有一些正電荷，水分子便會(huì)向負(fù)極移動(dòng)並帶動(dòng)溶液中的顆粒一起向負(fù)極移動(dòng)。若顆粒本身向負(fù)極移動(dòng)，則其表觀(guān)泳動(dòng)速度將比其本來(lái)的泳動(dòng)速度快；若顆粒本身向正極移動(dòng)，則其表觀(guān)泳動(dòng)速度慢於其本來(lái)的泳動(dòng)速度。淨(jìng)電荷為零的顆粒，也會(huì)隨水向負(fù)極移動(dòng)。此外，緩衝液的粘度和溫度等也對(duì)顆粒的泳動(dòng)速度有一定的影響。在酶學(xué)研究中，電泳技術(shù)主要用於酶的純度鑒定、酶相對(duì)分子品質(zhì)測(cè)定、酶等電點(diǎn)測(cè)定以及少量酶的分離純化。其方法多種多樣。按其使用的支持體不同，可分為紙電泳、薄層電泳、薄膜電泳、凝膠電泳和等電點(diǎn)聚焦電泳等。1.紙電泳紙電泳是以濾紙為支持體的電泳技術(shù)。2.薄層電泳薄層電泳是將支持體與緩衝液調(diào)製成適當(dāng)厚度的薄層而進(jìn)行電泳的技術(shù)。3.薄膜電泳薄膜電泳是以醋酸纖維等高分子物質(zhì)製成的薄膜為支持體的電泳技術(shù)。4.凝膠電泳凝膠電泳是以各種具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多孔凝膠作為支持體的電泳技術(shù)。凝膠電泳的支持體主要有聚丙烯醯胺凝膠和瓊脂糖凝膠等。常用的是聚丙烯醯胺凝膠電泳（PAGE）。聚丙烯醯胺凝膠電泳按其凝膠形狀和電泳裝置的不同，可以分為垂直管型盤(pán)狀凝膠電泳和垂直板型片狀凝膠電泳。兩者的操作原理和方式基本相同，不同的是前者在玻璃管內(nèi)製成圓柱狀的凝膠，後者則在兩塊玻璃板之間製成平板狀凝膠。聚丙烯醯胺凝膠電泳按其凝膠組成系統(tǒng)的不同，可以分為連續(xù)凝膠電泳、不連續(xù)凝膠電泳、濃度梯度凝膠電泳和SDS凝膠電泳等4種。5.等電點(diǎn)聚焦電泳等電點(diǎn)聚焦電泳又稱(chēng)為等電點(diǎn)聚焦或電聚焦，是20世紀(jì)60年代後期發(fā)展起來(lái)的電泳技術(shù)，在酶的等電點(diǎn)測(cè)定和酶的分離中廣泛使用。在電泳系統(tǒng)中，加進(jìn)兩性電解質(zhì)載體。當(dāng)接通直流電時(shí)，兩性電解質(zhì)載體即形成一個(gè)由陽(yáng)極到陰極連續(xù)增高的pH梯度。當(dāng)酶或其他兩性電解質(zhì)進(jìn)入這個(gè)體系時(shí)，不同的兩性電解質(zhì)即移動(dòng)到（聚焦於）與其等電點(diǎn)相當(dāng)?shù)膒H值位置上，從而使不同等電點(diǎn)的物質(zhì)得以分離。這種電泳技術(shù)稱(chēng)為等電點(diǎn)聚焦電泳。第八節(jié)萃取分離萃取分離是利用物質(zhì)在兩相中的溶解度不同而使其分離的技術(shù)。萃取分離中的兩相一般為互不相溶的兩個(gè)液相，有時(shí)也可採(cǎi)用其他流體。按照兩相的組成不同，萃取可以分為有機(jī)溶劑萃取、液膜萃取、雙水相萃取和超臨界萃取等。第九節(jié)酶的結(jié)晶結(jié)晶是溶質(zhì)以晶體形式從溶液中析出的過(guò)程。結(jié)晶時(shí)，溶質(zhì)分子按照一定的規(guī)律排列在一起，形成特定形狀的晶體顆粒。酶的結(jié)晶是酶分離純化的一種手段，也是酶的一種製品形式。在酶學(xué)研究中，酶結(jié)晶為酶的結(jié)構(gòu)、功能、催化機(jī)制等方面的研究提供了適宜的樣品，同時(shí)為較高純度的酶的獲得和應(yīng)用創(chuàng)造了條件。酶結(jié)晶的方法多種多樣，主要有鹽析結(jié)晶、有機(jī)溶劑結(jié)晶、透析平衡結(jié)晶、等電點(diǎn)結(jié)晶等。1.鹽析結(jié)晶在適宜的溫度和pH值等條件下，慢慢增加酶液中鹽的濃度，使酶的溶解度慢慢降低，而使酶析出結(jié)晶，此種方法稱(chēng)為鹽析結(jié)晶。鹽析結(jié)晶採(cǎi)用的中性鹽一般是硫酸銨，也可採(cǎi)用硫酸鈉等其他中性鹽。2.有機(jī)溶劑結(jié)晶在適宜的溫度和pH值等條件下，慢慢加入一定量的有機(jī)溶劑到酶液中，使酶的溶解度慢慢降低，達(dá)到稍為過(guò)飽和狀態(tài)而析出結(jié)晶，此種方法稱(chēng)為有機(jī)溶劑結(jié)晶。常用於酶結(jié)晶的有機(jī)溶劑主要有乙醇、丙酮、丁醇、甲醇、異丙醇甲基戊二醇、二甲亞碸等。3.透析平衡結(jié)晶將經(jīng)過(guò)純化的濃縮酶液裝進(jìn)透析袋，對(duì)一定濃度的鹽溶液或一定pH值的緩衝液或有機(jī)溶劑進(jìn)行透析，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，酶液中酶的濃度漸漸達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)而析出結(jié)晶，此種方法稱(chēng)為透析平衡結(jié)晶。透析平衡結(jié)晶是常用的結(jié)晶方法之一，可用於大量樣品的結(jié)晶，也可用於微量樣品的結(jié)晶。4.等電點(diǎn)結(jié)晶通過(guò)慢慢改變濃縮酶液的pH值，使之逐步達(dá)到酶的等電點(diǎn)，使酶的溶解度降低，達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)而析出結(jié)晶，此種方法稱(chēng)為等電點(diǎn)結(jié)晶。第十節(jié)濃縮與乾燥濃縮是從低濃度酶溶液中除去部分的水或其他溶劑而成為高濃度溶液的過(guò)程。乾燥是將固體、半固體或濃縮液中的水分（或其他溶劑）除去一部分，以獲得含水較少的固體的過(guò)程。乾燥的方法很多。常用的有：真空乾燥、冷凍乾燥、噴霧乾燥、氣流乾燥和吸附乾燥等。本章結(jié)束祝您學(xué)習(xí)愉快！酶分子修飾通過(guò)各種方法使酶分子的結(jié)構(gòu)發(fā)生某些改變，從而改變酶的某些特性和功能的過(guò)程稱(chēng)為酶分子修飾。酶分子是具有完整的化學(xué)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)的生物大分子。酶分子的結(jié)構(gòu)決定了酶的性質(zhì)和功能。正是酶分子的完整空間結(jié)構(gòu)賦予酶分子以生物催化功能，使酶具有催化效率高、專(zhuān)一性強(qiáng)和作用條件溫和等特點(diǎn)。但是在另一方面，也是酶的分子結(jié)構(gòu)使酶具有穩(wěn)定性較差、活性不夠高和可能具有抗原性等弱點(diǎn)。當(dāng)酶分子的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時(shí)，將會(huì)引起酶的性質(zhì)和功能的改變。第一節(jié)金屬離子置換修飾把酶分子中的金屬離子換成另一種金屬離子，使酶的功能和特性發(fā)生改變的修飾方法稱(chēng)為金屬離子修飾。通過(guò)金屬離子置換修飾，可以瞭解各種金屬離子在酶催化過(guò)程中的作用，有利於闡明酶的催化作用機(jī)制，並有可能提高酶活力，增加酶的穩(wěn)定性。有些酶中含有金屬離子，而且往往是酶活性中心的組成部分，對(duì)酶催化功能的發(fā)揮有重要作用。例如，α-澱粉酶中的鈣離子（Ca2+）、谷氨酸脫氫酶中的鋅離子（Zn2+）、過(guò)氧化氫酶中的鐵離子（Fe2+）等。金屬離子置換修飾只適用於那些在分子結(jié)構(gòu)中本來(lái)含有金屬離子的酶。用於金屬離子置換修飾的金屬離子，一般都是二價(jià)金屬離子，如Ca2+、Mg2+、Mn2+、Zn2+、Co2+、Cu2+、Fe2+等。第二節(jié)

大分子結(jié)合修飾若採(cǎi)用的修飾劑是水溶性大分子，則稱(chēng)為大分子結(jié)合修飾。通過(guò)分子結(jié)合修飾，可以提高酶活力，增加酶的穩(wěn)定性，降低或消除酶蛋白的抗原性等。（1）水溶性分子與酶蛋白的側(cè)鏈基團(tuán)通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合後，可使酶的空間構(gòu)象發(fā)生改變，使酶活性中心更有利於與底物結(jié)合，並形成準(zhǔn)確的催化部位，從而使酶活力提高。例如，每分子核糖核酸酶與6.5分子的右旋糖酐結(jié)合，可以使酶活力提高到原有酶活力的2.25倍；每分子胰凝乳蛋白酶與11分子右旋糖酐結(jié)合，酶活力達(dá)到原有酶活力的5.1倍等。（2）通過(guò)修飾可以增加酶的穩(wěn)定性。酶的穩(wěn)定性可以用酶的半衰期表示。酶的半衰期是指酶的活力降低到原來(lái)活力的一半時(shí)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。酶的半衰期長(zhǎng)，則說(shuō)明酶的穩(wěn)定性好；半衰期短，則穩(wěn)定性差。例如，超氧化物歧化酶（SOD）在人體血漿中的半衰期僅為6min，經(jīng)過(guò)分子結(jié)合修飾，其半衰期可以明顯延長(zhǎng)。（3）通過(guò)修飾降低或消除酶蛋白的抗原性。酶大多數(shù)是從微生物、植物或動(dòng)物中獲得的，對(duì)人體來(lái)說(shuō)是一種外源蛋白質(zhì)。當(dāng)酶蛋白非經(jīng)口（注射等）進(jìn)入人體後，往往會(huì)成為一種抗原，刺激體內(nèi)產(chǎn)生抗體。產(chǎn)生的抗體可與作為抗原的酶特異地結(jié)合，使酶失去其催化功能?？贵w與抗原的特異結(jié)合是由它們之間特定的分子結(jié)構(gòu)所引起的。通過(guò)酶分子修飾，使酶蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，可以大大降低或消除酶的抗原性，從而保持酶的催化功能。例如，精氨酸酶經(jīng)聚乙二醇結(jié)合修飾後，其抗原性顯著降低；L-天冬醯胺酶經(jīng)聚乙二醇結(jié)合修飾後，抗原性完全消除。第三節(jié)肽鏈有限水解修飾酶分子的主鏈包括肽鏈和核苷酸鏈，主鏈被切斷後，可能出現(xiàn)下列3種情況。①若主鏈的斷裂引起酶活性中心的破壞，酶將喪失其催化功能。這種修飾主要用於探測(cè)酶活性中心的位置。②若主鏈斷裂後，仍然可以維持酶活性中心的空間構(gòu)象，則酶的催化功能可以保持不變或損失不多，但是其抗原性等特性將發(fā)生改變。有些酶蛋白具有抗原性，除了酶分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以外，還由於酶是生物大分子。酶蛋白的抗原性與其分子大小有關(guān)，大分子的外源蛋白往往有較強(qiáng)的抗原性，而小分子的蛋白質(zhì)或肽段的抗原性較低或無(wú)抗原性。若採(cǎi)用適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ姑阜肿拥碾逆溤谔囟ǖ奈稽c(diǎn)斷裂，其相對(duì)分子品質(zhì)減少，就可以在基本保持酶活力的同時(shí)使酶的抗原性降低或消失，這種修飾方法又稱(chēng)為肽鏈有限水解修飾。例如，木瓜蛋白酶用亮氨酸氨肽酶進(jìn)行有限水解，除去其肽鏈的三分之二，該酶的活力基本保持，其抗原性卻大大降低；又如，酵母的烯醇化酶經(jīng)肽鏈有限水解，除去由150個(gè)氨基酸殘基組成的肽段後，酶活力仍然可以保持，抗原性卻顯著降低。③若主鏈的斷裂有利於酶活性中心的形成，則可使酶分子顯示其催化功能或使酶活力提高。例如，胰蛋白酶原用胰蛋白酶進(jìn)行修飾，除去一個(gè)六肽，從而顯示胰蛋白酶的催化功能；天冬氨酸酶通過(guò)胰蛋白酶修飾，從其羧基末端切除10多個(gè)氨基酸殘基的肽段，可以使天冬氨酸酶的活力提高4~5倍；線(xiàn)性間隔序列LIVS的5′-末端切除19個(gè)核苷酸殘基後，形成多功能核酸類(lèi)酶L-19IVS。第四節(jié)酶蛋白的側(cè)鏈基團(tuán)修飾採(cǎi)用一定的方法（一般為化學(xué)法）使酶蛋白的側(cè)鏈基團(tuán)發(fā)生改變，從而改變酶分子的特性和功能的修飾方法稱(chēng)為側(cè)鏈基團(tuán)修飾。酶蛋白的側(cè)鏈基團(tuán)修飾可以用於研究各種基團(tuán)在酶分子中的作用及其對(duì)酶的結(jié)構(gòu)、特性和功能的影響，在研究酶的活性中心中的必需基團(tuán)時(shí)經(jīng)常採(cǎi)用。如果某基團(tuán)修飾後不引起酶活力的變化，則可以認(rèn)為此基團(tuán)是非必需基團(tuán)；如果某基團(tuán)修飾後使酶活力顯著降低或喪失，則此基團(tuán)很可能是酶催化的必需基團(tuán)。酶蛋白的側(cè)鏈基團(tuán)是指組成蛋白質(zhì)的氨基酸殘基上的功能團(tuán)，主要包括氨基、羧基、巰基、胍基、酚基等。這些基團(tuán)可以形成各種副鍵，對(duì)酶蛋白空間結(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定有重要作用。側(cè)鏈基團(tuán)一旦改變將引起酶蛋白空間構(gòu)象的改變，從而改變酶的特性和功能。1.氨基修飾採(cǎi)用某些化合物使酶蛋白側(cè)鏈上的氨基發(fā)生改變，從而改變酶蛋白的空間構(gòu)象的方法稱(chēng)為氨基修飾。凡能夠使蛋白質(zhì)側(cè)鏈上的氨基發(fā)生改變的化合物，稱(chēng)為氨基修飾劑