学术讨论—第五章-酶与细胞的固定化不考.ppt

第五章第五章 酶与细胞酶与细胞(xbo)的固定化的固定化游离游离(yul)酶使用中的局限性酶使用中的局限性:1.提取纯化繁琐提取纯化繁琐(fn su),价格昂贵价格昂贵2.难以重复使用难以重复使用3.稳定性差稳定性差第一页，共三十二页。克服克服(kf)游离酶缺点的方法游离酶缺点的方法:1.人工人工(rngng)合成酶合成酶 使用有机合成使用有机合成(yuj hchng)以及聚合物化学中的最新技以及聚合物化学中的最新技术来合成具有像酶那样活性的催化剂。术来合成具有像酶那样活性的催化剂。2.酶的改性、修饰酶的改性、修饰 凡限制在一定的空间范围内并能连续反复地使用凡限制在一定的空间范围内并能连续反复地使用的酶都称为固定化酶。通过适当方法制成的不溶于水的酶都称为固定化酶。通过适当方法制成的不溶于水的酶都能满足这一定义。的酶都能满足这一定义。固定化酶的优点：固定化酶的优点：可连续重复使用可连续重复使用稳定性高稳定性高第二页，共三十二页。第一节第一节 酶与细胞酶与细胞(xbo)的固定化方的固定化方法法一一.固定化酶与细胞固定化酶与细胞(xbo)定义：固定化酶或细胞是被限制或固定在某一局定义：固定化酶或细胞是被限制或固定在某一局部的空间或特定的固体载体部的空间或特定的固体载体(zit)上并能发挥作用上并能发挥作用的一类酶或细胞。的一类酶或细胞。第三页，共三十二页。(1)氨基酸生产，利用固定化细胞生产氨基酸生产，利用固定化细胞生产L-天冬氨酸、天冬氨酸、L-谷氨酸、谷氨酸、L-异亮氨酸、异亮氨酸、L-赖氨酸、赖氨酸、L-色氨酸、色氨酸、L-精氨酸。精氨酸。(2)抗生素生产，用固定化细胞生产杆菌素、四环抗生素生产，用固定化细胞生产杆菌素、四环素、头孢菌素素、头孢菌素(tu bo jn s)等。等。(3)利用固定化细胞生产单克隆抗体、生长因子利用固定化细胞生产单克隆抗体、生长因子等、活性蛋白质药物、还可生产维生素等、活性蛋白质药物、还可生产维生素B、维生、维生素素C中间体、山梨糖、氢化可的松等维生素和甾中间体、山梨糖、氢化可的松等维生素和甾体激素系物质体激素系物质。应用应用(yngyng)：第四页，共三十二页。二二 固定化方法固定化方法(fngf)酶的催化活性主要依赖于它的特殊的酶的催化活性主要依赖于它的特殊的高级结构高级结构活性中心活性中心。因此在制备固定。因此在制备固定化酶时必须严格操作条件化酶时必须严格操作条件(tiojin)，尽可能避，尽可能避免酶的高级结构受到损害。免酶的高级结构受到损害。酶的固定化酶的固定化方法方法(fngf)：吸附法、包埋法、交联法、化学共价法以及吸附法、包埋法、交联法、化学共价法以及酶的逆胶束包囊法。酶的逆胶束包囊法。第五页，共三十二页。1.吸附吸附(xf)法法原理原理(yunl)：将酶液或细胞悬浮液吸附结合到吸将酶液或细胞悬浮液吸附结合到吸附剂表面。附剂表面。蛋白质与载体之间的结合力相当弱。而且在蛋白质与载体之间的结合力相当弱。而且在很多情况下、酶的非特异性吸附常常会引起很多情况下、酶的非特异性吸附常常会引起(ynq)部分或全部失活，高浓度的盐溶液或底物溶液部分或全部失活，高浓度的盐溶液或底物溶液又将加速蛋白质的脱附。因此，当要求的固定又将加速蛋白质的脱附。因此，当要求的固定绝对牢固时，采用吸附法是很不可靠的。绝对牢固时，采用吸附法是很不可靠的。可分为物理吸附法和离子交换吸附法。可分为物理吸附法和离子交换吸附法。第六页，共三十二页。酶的吸附剂酶的吸附剂 各种矿物质和其他各种矿物质和其他(qt)无机载体（如：无机载体（如：高岭土、皂土、氧化铝、氧化铁高岭土、皂土、氧化铝、氧化铁,氧化钛、氧化钛、磷酸钙凝胶）纤维素粉磷酸钙凝胶）纤维素粉例如高岭土能吸附胰凝乳蛋白酶，皂土能吸附过例如高岭土能吸附胰凝乳蛋白酶，皂土能吸附过氧化氢酶和氧化氢酶和-淀粉酶，磷酸钙凝胶能吸附亮氨酸氨淀粉酶，磷酸钙凝胶能吸附亮氨酸氨肽酶、淀粉酶，多孔玻璃能吸附胰蛋白酶，核糖核肽酶、淀粉酶，多孔玻璃能吸附胰蛋白酶，核糖核酸酶，能吸附葡萄糖氧化酶，覆盖有卵磷脂或脑磷酸酶，能吸附葡萄糖氧化酶，覆盖有卵磷脂或脑磷脂的二氧化硅脂的二氧化硅(r yng hu gu)能吸附酸性磷酸酯酶、磷能吸附酸性磷酸酯酶、磷酸葡萄糖变位酶等。酸葡萄糖变位酶等。纤维素粉也可以作为吸附剂，酶蛋白主要纤维素粉也可以作为吸附剂，酶蛋白主要吸附在纤维素微晶结构发生部分断裂的表面吸附在纤维素微晶结构发生部分断裂的表面(biomin)处。糖苷水解酶在纤维素上有较强的吸附，处。糖苷水解酶在纤维素上有较强的吸附，这可能是由于纤维素的多糖结构与这些水解酶这可能是由于纤维素的多糖结构与这些水解酶的底物的底物(糖类物质糖类物质)结构有些相似的缘故。结构有些相似的缘故。目前最常用的吸附剂是离子交换剂。目前最常用的吸附剂是离子交换剂。如，羧甲基纤维素、如，羧甲基纤维素、DEAE纤维素，纤维素，DEAE葡葡聚糖以及合成的阴离子和阳离子交换剂。多糖类聚糖以及合成的阴离子和阳离子交换剂。多糖类离子交换剂的蛋白质结合量很高，达到离子交换剂的蛋白质结合量很高，达到50150 mg酶蛋白酶蛋白/g 载体。载体。离子交换剂对酶的吸附主要靠静电吸引离子交换剂对酶的吸附主要靠静电吸引力。缺点是当离子强度增加或介质的力。缺点是当离子强度增加或介质的pH、温、温度变化时度变化时,这种结合发生分解。这种结合发生分解。考虑到生物体内酶的天然环境主要是由蛋白考虑到生物体内酶的天然环境主要是由蛋白质组成，因此，人们尝试用蛋白质做载体固定所质组成，因此，人们尝试用蛋白质做载体固定所需的酶。最常用的蛋白质载体是胶原蛋白。需的酶。最常用的蛋白质载体是胶原蛋白。第七页，共三十二页。一般胶原蛋白载体预先制成膜状一般胶原蛋白载体预先制成膜状(胶原膜胶原膜)，胶原膜溶胀、然后浸入酶溶液，酶渗入，胶原膜溶胀、然后浸入酶溶液，酶渗入(shnr)膜内并被吸附，制成酶膜。也可以通过含有酶膜内并被吸附，制成酶膜。也可以通过含有酶的胶原分散液进行电沉积制得。由这些方法制的胶原分散液进行电沉积制得。由这些方法制得的两膜每克胶原可含有得的两膜每克胶原可含有550 mg酶。酶。具体方法具体方法第八页，共三十二页。2.包埋法包埋法原理：将酶包裹于凝胶格子或聚合物半透膜原理：将酶包裹于凝胶格子或聚合物半透膜微胶囊中的方法称为微胶囊中的方法称为(chn wi)包埋法。酶被包埋包埋法。酶被包埋后不再扩散到周围介质中去而底物和产物却后不再扩散到周围介质中去而底物和产物却能自由扩散。能自由扩散。优点优点(yudin):具有普适性具有普适性,酶在包埋过程中其分子酶在包埋过程中其分子(fnz)本身并不直接参加本身并不直接参加反应，除了包埋过程中的化学反应可能对酶有不利反应，除了包埋过程中的化学反应可能对酶有不利影响或者作为包埋材料的聚合物会引起酶的变性外，影响或者作为包埋材料的聚合物会引起酶的变性外，基本上大多数酶都能用包埋法固定。基本上大多数酶都能用包埋法固定。条件较温和、酶活力回收较高。条件较温和、酶活力回收较高。第九页，共三十二页。缺点缺点:包埋法对底物分子和产物分于的大小有所包埋法对底物分子和产物分于的大小有所限制。当底物和产物的相对分子质量限制。当底物和产物的相对分子质量(zhling)小时，小时，则扩散阻力小。则扩散阻力小。常用的格子型包埋法常用的格子型包埋法载体载体有：海藻酸盐、有：海藻酸盐、K角角叉菜、琼脂叉菜、琼脂(qingzh)、三醋酸纤维素和聚丙烯酰胺凝、三醋酸纤维素和聚丙烯酰胺凝胶等。胶等。第十页，共三十二页。1.海藻海藻(hi zo)酸盐包埋酶或细胞的一般操作方法酸盐包埋酶或细胞的一般操作方法 先将海藻酸盐溶于水中，使其具有一定黏度，先将海藻酸盐溶于水中，使其具有一定黏度，然后加入一定量的细胞菌体达到然后加入一定量的细胞菌体达到0.3克湿菌体毫克湿菌体毫升左右，并且充分搅拌，使之分散均匀，通过注升左右，并且充分搅拌，使之分散均匀，通过注射器或毛细管将此菌体悬浮液注入含有射器或毛细管将此菌体悬浮液注入含有Ca2+、Zn2+、Al3+等多价离子的溶液中，由于等多价离子的溶液中，由于(yuy)离子离子转移的胶凝作用海藻酸盐液滴便形成珠状的转移的胶凝作用海藻酸盐液滴便形成珠状的固定化细胞颗粒。待颗粒经过一定时间的硬化固定化细胞颗粒。待颗粒经过一定时间的硬化后洗净，即可用于催化反应。后洗净，即可用于催化反应。第十一页，共三十二页。缺点缺点(qudin):其一其一,在高浓度的电介质在高浓度的电介质(K+、Na+)等溶液中，等溶液中，固定化颗粒会变得不稳定；固定化颗粒会变得不稳定；其二其二,Ca+等多价离子在磷酸缓冲液中会沉淀，等多价离子在磷酸缓冲液中会沉淀，固定化颗粒的机械强度将降低，最后重新溶解。固定化颗粒的机械强度将降低，最后重新溶解。因此，用海藻酸盐包埋的固定化酶或细胞因此，用海藻酸盐包埋的固定化酶或细胞(xbo)不能用于磷酸缓冲溶液中。不能用于磷酸缓冲溶液中。优点优点(yudin)：海藻酸盐价格便宜、来源丰富又无毒性，且操海藻酸盐价格便宜、来源丰富又无毒性，且操作简便、条件温和，目前仍是应用较广的包埋作简便、条件温和，目前仍是应用较广的包埋载体之一。载体之一。第十二页，共三十二页。（2）K-角叉菜糖包埋法角叉菜糖包埋法 K-角叉菜是一种含有许多硫酸根基团的多角叉菜是一种含有许多硫酸根基团的多糖化合物糖化合物.在在K+离子存在离子存在(cnzi)下，它能立即生下，它能立即生成凝胶成凝胶.缺点缺点(qudin)：对高浓度的对高浓度的Na+离子敏感离子敏感(mngn)固定化温度高固定化温度高,需要在需要在3755。第十三页，共三十二页。（3）聚丙烯酰胺凝胶）聚丙烯酰胺凝胶 方法：方法：在含酶在含酶(或细胞或细胞)的水溶液中，加入一定的水溶液中，加入一定比例的单体丙烯酰胺和交联剂比例的单体丙烯酰胺和交联剂N，N甲撑双丙甲撑双丙烯酰胺。然后在催化剂烯酰胺。然后在催化剂(二甲二甲(r ji)氨基丙腈氨基丙腈)和和引发剂引发剂(过硫酸钾过硫酸钾)的作用下低温的作用下低温(冰浴冰浴)聚合。聚合。产生的聚合物凝胶便是固定化酶，它可通过机产生的聚合物凝胶便是固定化酶，它可通过机械方法分散成一定大小的粒子以供应用。械方法分散成一定大小的粒子以供应用。优点优点(yudin)：用聚丙烯胺凝胶包埋酶，其蛋白质：用聚丙烯胺凝胶包埋酶，其蛋白质的固定量较高，可达的固定量较高，可达10-100 mgg单体。单体。缺点缺点(qudin):丙烯酰胺对酶具有变性作用丙烯酰胺对酶具有变性作用第十四页，共三十二页。调节单体和交联剂的用量可以改善聚丙烯调节单体和交联剂的用量可以改善聚丙烯酰胺凝胶的渗透性。酰胺凝胶的渗透性。在单体丙烯酰胺浓度不变时，在单体丙烯酰胺浓度不变时，交联剂用量以交联剂用量以5为最好。为最好。此时，凝胶的有效孔径最小，因此时，凝胶的有效孔径最小，因而渗透性最小。如交联剂含量高于而渗透性最小。如交联剂含量高于5，渗透，渗透性反而增加，不利于酶的固定。这现象可能性反而增加，不利于酶的固定。这现象可能(knng)是由于聚合时一些线性纤维被堆积成为一是由于聚合时一些线性纤维被堆积成为一股股的纤维束，因而纤维束之间的距离变宽。股股的纤维束，因而纤维束之间的距离变宽。如果单体浓度增加则被包埋的蛋白质的量如果单体浓度增加则被包埋的蛋白质的量将增加。但是，当单体浓度高于将增加。但是，当单体浓度高于15时，被时，被包埋的酶的活性却急剧下降。这显然是因为包埋的酶的活性却急剧下降。这显然是因为丙烯酰胺对酶起着变性剂的作用。丙烯酰胺对酶起着变性剂的作用。第十五页，共三十二页。3.交联法交联法原理：原理：交联法是利用双功能基团交联法是利用双功能基团(j tun)试剂或多功能试剂或多功能基团基团(j tun)试剂使酶发生分子间交联因而得到固定的试剂使酶发生分子间交联因而得到固定的方法。方法。常用的试剂：常用的试剂：戊二醛、戊二醛、16亚己基二异氰酸酯、双亚己基二异氰酸酯、双重氮联苯胺和乙烯重氮联苯胺和乙烯(y x)马来酸酐共聚物等。马来酸酐共聚物等。例如：戊二醛可直接参与酶蛋白的文联例如：戊二醛可直接参与酶蛋白的文联(wn lin)或者酶蛋白或者酶蛋白分子与其他惰性蛋白分子的交联，便形成酶的蛋白质聚分子与其他惰性蛋白分子的交联，便形成酶的蛋白质聚结态。戊二醛也可以先与含伯胺的聚合物缩合形成多醛结态。戊二醛也可以先与含伯胺的聚合物缩合形成多醛基聚合物载体。基聚合物载体。缺点：缺点：双功能基团试剂与菌蛋白的交联作用，常引双功能基团试剂与菌蛋白的交联作用，常引起蛋白质高级结构的改变，使酶失活。起蛋白质高级结构的改变，使酶失活。常在被交联的酶蛋白溶液中添加一定量的辅常在被交联的酶蛋白溶液中添加一定量的辅助蛋白助蛋白，避免或减少菌在交联过程中因化学修饰造成避免或减少菌在交联过程中因化学修饰造成的失活。的失活。例如牛血清蛋白和明胶等蛋白质的加人往往能例如牛血清蛋白和明胶等蛋白质的加人往往能够提高固定化酶的稳定性。够提高固定化酶的稳定性。第十六页，共三十二页。4.化学化学(huxu)共价法共价法原理原理(yunl)：共价法就是使非水溶性载体与酶以：共价法就是使非水溶性载体与酶以共价键的形式结合。共价键的形式结合。优点优点：用共价法固定酶，载体：用共价法固定酶，载体(zit)与酶的结合牢与酶的结合牢 固、半衰期较长固、半衰期较长。缺点：缺点：由于化学共价法结合时反应剧烈，常常引起由于化学共价法结合时反应剧烈，常常引起酶蛋白高级结构发生变化，因此一般活性回收较低。酶蛋白高级结构发生变化，因此一般活性回收较低。第十七页，共三十二页。能够能够(nnggu)用于共价法固定的酶蛋白上的功能基团有：用于共价法固定的酶蛋白上的功能基团有：1.氨基氨基-赖氨酸上的赖氨酸上的-氨基以及多肽链氨基以及多肽链N末端氨基酸上的末端氨基酸上的-氨基氨基;2.羧基羧基-双羧基氨基酸双羧基氨基酸:门冬氨基酸和谷氨酸上的游离门冬氨基酸和谷氨酸上的游离羧基羧基,以及多肽链末端的以及多肽链末端的-羧基羧基;3.酪氨酸上的苯酚环酪氨酸上的苯酚环;4.半胱氨酸上的巯基半胱氨酸上的巯基;5.羟基羟基(qingj)-丝氨酸丝氨酸,苏氨酸以及酪氨酸上的羟基苏氨酸以及酪氨酸上的羟基(qingj)6.组氨酸上的咪唑基组氨酸上的咪唑基;7.色氨酸上的吲哚基色氨酸上的吲哚基其中以其中以氨基和羧基氨基和羧基为最常用为最常用第十八页，共三十二页。对于共价偶联反应的选择一般应考虑到对于共价偶联反应的选择一般应考虑到酶蛋白上供共价结合的功能基团必须不影响酶蛋白上供共价结合的功能基团必须不影响酶的催化活性；反应条件必须尽可能温和；酶的催化活性；反应条件必须尽可能温和；而且最好能在水溶液中进行反应。偶联反应而且最好能在水溶液中进行反应。偶联反应应该应该(ynggi)对酶蛋白上某一类功能基团有很高对酶蛋白上某一类功能基团有很高的专一性，而对其他功能基团或水溶液几乎的专一性，而对其他功能基团或水溶液几乎无副反应。无副反应。共价法的主要共价法的主要(zhyo)方法方法：酰化反应、芳化和：酰化反应、芳化和烷基化反应、溴化氰法、重氮化反应以及硅烷基化反应、溴化氰法、重氮化反应以及硅烷基化法等。烷基化法等。第十九页，共三十二页。A 酰化反应酰化反应(fnyng)酶蛋白上的氨基能够与含有酰化基团，如酰酶蛋白上的氨基能够与含有酰化基团，如酰化叠氮、酸酐等聚合物发生化叠氮、酸酐等聚合物发生(fshng)偶联，从而使偶联，从而使酶固定。酶固定。第二十页，共三十二页。B芳化和烷基化反应芳化和烷基化反应(fnyng)酶蛋白与某些含有卤代芳环或者卤代杂环的酶蛋白与某些含有卤代芳环或者卤代杂环的聚合物相互作用，酶蛋白上的氨基通过芳化而聚合物相互作用，酶蛋白上的氨基通过芳化而偶联。芳化聚合物为偶联。芳化聚合物为3氟氟-4，6二硝基苯基二硝基苯基时时第二十一页，共三十二页。C 溴化氢法溴化氢法 在碱性在碱性(PH10.0一一11.5）下用溴化氰使多糖）下用溴化氰使多糖类物质类物质(wzh)活化形成环化的亚氨碳酸盐，然后此活化形成环化的亚氨碳酸盐，然后此活性聚合物能在温和的活性聚合物能在温和的PH下与酶蛋白中氨基偶联下与酶蛋白中氨基偶联并使酶固定；并使酶固定；偶联反应通常产生三种不同偶联反应通常产生三种不同(b tn)的结构的结构 1)在在N位与酶偶联的氨基甲酸酯，位与酶偶联的氨基甲酸酯，2)N位与酶偶联的亚氨碳酸位与酶偶联的亚氨碳酸(tn sun)酯，酯，3)N位与酶偶联的异脲。位与酶偶联的异脲。第二十二页，共三十二页。D 重氮化反应重氮化反应 带有芳氨基侧链的聚合物用亚硝酸处理后可带有芳氨基侧链的聚合物用亚硝酸处理后可以以(ky)得到含芳香族重氮化基团的活性载体当这种得到含芳香族重氮化基团的活性载体当这种活性载体与酶在活性载体与酶在pH 89下作用时，通过酶蛋白下作用时，通过酶蛋白酪氨酸残基上的酚羟基以及组氨酸残基上的咪唑酪氨酸残基上的酚羟基以及组氨酸残基上的咪唑基发生偶联，形成相应的偶联化合物，从而使酶基发生偶联，形成相应的偶联化合物，从而使酶固定。固定。第二十三页，共三十二页。5.逆胶束酶反应逆胶束酶反应(fnyng)系统系统 除了用固体作载体将没固定外，近来利用逆胶束菌除了用固体作载体将没固定外，近来利用逆胶束菌没没酶反应系统进行有机相合成反应生产具有工业意没没酶反应系统进行有机相合成反应生产具有工业意义的有机化合物已成为一种重要的酶技术。在这种系义的有机化合物已成为一种重要的酶技术。在这种系统中，酶以逆胶束的形式被统中，酶以逆胶束的形式被“固定固定”，并在有机溶剂，并在有机溶剂中参与反应。因此与过去认为中参与反应。因此与过去认为(rnwi)酶只能在水溶液中酶只能在水溶液中进行反应的传统观点相反，逆胶束酶作为有机相反应进行反应的传统观点相反，逆胶束酶作为有机相反应的催化剂大大扩大了酶的工业应用。的催化剂大大扩大了酶的工业应用。1969年日本千烟年日本千烟一郎等通过离子交换法将氨基酰化酶固定在一郎等通过离子交换法将氨基酰化酶固定在DEAE葡葡聚糖载体上，从而制得了世界上第一个适用于工业生聚糖载体上，从而制得了世界上第一个适用于工业生产的固定化酶。他们制得的固定化氨基酰化酶活性高，产的固定化酶。他们制得的固定化氨基酰化酶活性高，稳定性好，可用于连续拆分酰化稳定性好，可用于连续拆分酰化DL氨基酸。氨基酸。第二十四页，共三十二页。第二节第二节 固定化酶和固定化细胞固定化酶和固定化细胞(xbo)的应用的应用一一.利用利用(lyng)固定化氨基酰化酶生产固定化氨基酰化酶生产L氨基酸氨基酸1.氨基酸的应用氨基酸的应用(yngyng)：目前氨基酸在医药、食品以及工农业生产中的应用目前氨基酸在医药、食品以及工农业生产中的应用越来越广。以适当比例配成的混合液可以直接注射到人越来越广。以适当比例配成的混合液可以直接注射到人体内，用以补充营养，各种体内，用以补充营养，各种“必需氨基酸必需氨基酸”对人体的正对人体的正常发育有保健作用。有些氨基酸可以作为药物治疗某些常发育有保健作用。有些氨基酸可以作为药物治疗某些特殊疾病。氨基酸可用作增昧剂，增加香味，促进食欲；特殊疾病。氨基酸可用作增昧剂，增加香味，促进食欲；可用作禽蓄的饲料；可用来制造人造纤维、塑料等。因可用作禽蓄的饲料；可用来制造人造纤维、塑料等。因此氨基酸的生产对人类的生活具有重要意义。此氨基酸的生产对人类的生活具有重要意义。2.工业上用化学合成法生产工业上用化学合成法生产L-氨基酸氨基酸 工业上生产工业上生产L氨基酸的一种方法是化学合成法。氨基酸的一种方法是化学合成法。但是由化学合成法得到的氨基酸都是天光学活性的但是由化学合成法得到的氨基酸都是天光学活性的DL型外消旋混合物，所以必须将它进行光学拆分，以获得型外消旋混合物，所以必须将它进行光学拆分，以获得L型氨基酸。外消旋氨基酸拆分的方法有物理化学法、型氨基酸。外消旋氨基酸拆分的方法有物理化学法、酶法等，其中以酶法最有效，能够产生纯度较高的酶法等，其中以酶法最有效，能够产生纯度较高的L氨基酸。氨基酸。第二十五页，共三十二页。3.游离酶进行分批式水解在工业游离酶进行分批式水解在工业(gngy)上的缺点：上的缺点：1)溶液中游离酶的存在给产物溶液中游离酶的存在给产物L氨基酸的分离氨基酸的分离带来困难因此带来困难因此L氨基酸的得率较低。氨基酸的得率较低。2)反应后的酶难以回收使用。反应后的酶难以回收使用。3)分批式操作分批式操作(cozu)劳动强度大。劳动强度大。第二十六页，共三十二页。4.固定化酶的应用固定化酶的应用(yngyng)利用利用(lyng)固定氨基酰化酶拆分固定氨基酰化酶拆分DL-氨基氨基酸是固定化酶在工业上的第一项应用，我国酸是固定化酶在工业上的第一项应用，我国研制的固定化酶不仅可拆分天然蛋白组分研制的固定化酶不仅可拆分天然蛋白组分-氨基酸、而且还可拆分其他氨基酸、而且还可拆分其他-氨基酸，例如氨基酸，例如可拆分乙酰可拆分乙酰-DL-氨基丁为生产乙胺丁酸酸。氨基丁为生产乙胺丁酸酸。第二十七页，共三十二页。二二.在抗生素生产方面在抗生素生产方面(fngmin)的应用的应用1.生产生产(shngchn)青霉素青霉素G 将青霉素将青霉素G酰化酶采用酰化酶采用(ciyng)包埋法或交包埋法或交联法进行固定来生产青霉素联法进行固定来生产青霉素G。也可将含有。也可将含有青霉素青霉素G酰化酶的大肠杆菌细胞直接固定在酰化酶的大肠杆菌细胞直接固定在载体上来生产青霉素载体上来生产青霉素G。2.生产头孢菌素生产头孢菌素第二十八页，共三十二页。三三.生产生产(shngchn)葡萄糖和果葡萄糖和果葡糖浆葡糖浆固定淀粉酶、糖化酶来生产固定淀粉酶、糖化酶来生产(shngchn)葡萄糖葡萄糖（用于医药）（用于医药）葡萄糖的甜度仅有蔗糖葡萄糖的甜度仅有蔗糖(zhtng)的的74%，但其异构，但其异构体果糖的甜度为蔗糖体果糖的甜度为蔗糖(zhtng)的的173.3%。利用微生物的葡萄糖异购酶可将葡萄糖异构化，得利用微生物的葡萄糖异购酶可将葡萄糖异构化，得到到40%-50%转化率的果葡糖浆（葡萄糖和果糖的混合转化率的果葡糖浆（葡萄糖和果糖的混合物）。如：美国物）。如：美国Miles公司固定葡萄糖异购酶生产果葡公司固定葡萄糖异购酶生产果葡糖浆，每糖浆，每1固定化酶可生产固定化酶可生产2000的果葡糖浆。的果葡糖浆。第二十九页，共三十二页。四四.分析化学分析化学(fn x hu xu)方面的应用方面的应用1.酶试纸酶试纸(shzh)的应用的应用 将酶固定在纸片上，制成能测定某些将酶固定在纸片上，制成能测定某些(mu xi)物质含量的试纸，用于诊断，具有简物质含量的试纸，用于诊断，具有简便、迅速的特点。如：检糖试纸（用于糖便、迅速的特点。如：检糖试纸（用于糖尿病）尿病）2.酶电极酶电极 将固定化酶与电化学传感器组成一个电化学将固定化酶与电化学传感器组成一个电化学换能器，开辟一种新型自动化分析仪器。酶电极换能器，开辟一种新型自动化分析仪器。酶电极可测量电流变化和电压变化可测量电流变化和电压变化 3.酶柱酶柱4.酶管酶管第三十页，共三十二页。五五.应用于环境应用于环境(hunjng)检测中检测中应用应用(yngyng)固定化酶布、酶粒、酶片等。固定化酶布、酶粒、酶片等。如：固定多酚氧化酶测水中的酚。如：固定多酚氧化酶测水中的酚。第三十一页，共三十二页。内容(nirng)总结第五章 酶与细胞的固定化。定义：固定化酶或细胞是被限制或固定在某一局部的空间或特定(tdng)的固体载体上并能发挥作用的一类酶或细胞。(3)利用固定化细胞生产单克隆抗体、生长因子等、活性蛋白质药物、还可生产维生素B、维生素C中间体、山梨糖、氢化可的松等维生素和甾体激素系物质。可分为物理吸附法和离子交换吸附法。各种矿物质和其他无机载体（如：高岭土、皂土、氧化铝、氧化铁,氧化钛、磷酸钙凝胶）纤维素粉第三十二页，共三十二页。