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生物酶工程

發布時間: 2021-08-01 10:20:20

A. 什麼生物酶工程

  1. 生物酶工程就是將酶或者微生物細胞,動植物細胞,細胞器等在一定的生物反應裝置中,利用生物酶所具有的生物催化功能,藉助工程手段將相應的原料轉化成有用物質並應用於社會生活的一門科學技術。

  2. 在全世界開發新型能源的大趨勢下,利用微生物或酶工程技術從生物體中生產燃料也是人們正在探尋的一條新路。

  3. 實際上,人類有意識地利用酶已經有好多年歷史了,也經歷了幾個發展階段,開始的時候,人們直接從動植物或微生物體內提取酶做成酶制劑,用於產品生產,這種方法直到現在仍被誕用。

  4. 生物酶工程:又稱蛋白質工程,是指工業上有目的的設置一定的反應器和反應條件,將酶或者微生物細胞,動植物細胞,細胞器等在一定的生物反應裝置中,利用酶所具有的生物催化功能,藉助工程手段將相應的原料轉化成人類需要的產品或服務於其它目的的一門應用技術。

B. 生物技術五大工程:基因工程、細胞工程、蛋白質工程、酶工程、發酵工程,這五大工程之間的關系。

這五大工程互相聯系、相互滲透, 構成了一個不可分割的整體。作為生物技術核心內容的基因工程 和細胞工程為發酵工程的菌種選育、酶工程與蛋白質工程中酶蛋 白的改造等領域提供技術支持;而發酵工程則為基因工程、細胞工程、酶工程和蛋白工程等領域的高科技成果實現產業化關鍵。

這五大工程基本原理和方法建立完整的生物技術結構體系和理論 基礎,介紹了現代生物技術手段和方法,它們在改善食品品質、 提高食品產量和質量、開發食品新資源、以及對食品品質和安全 進行有重要的作用和應用潛力。

(2)生物酶工程擴展閱讀:

一、基因工程

基因工程(genetic engineering)又稱基因拼接技術和DNA重組技術,是以分子遺傳學為理論基礎,以分子生物學和微生物學的現代方法為手段,將不同來源的基因按預先設計的藍圖。

在體外構建雜種DNA分子,然後導入活細胞,以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、生產新產品。基因工程技術為基因的結構和功能的研究提供了有力的手段。

二、細胞工程

細胞工程是生物工程的一個重要方面。總的來說,它是應用細胞生物學和分子生物學的理論和方法,按照人們的設計藍圖,進行在細胞水平上的遺傳操作及進行大規模的細胞和組織培養。

當前細胞工程所涉及的主要技術領域有細胞培養、細胞融合、細胞拆合、染色體操作及基因轉移等方面。通過細胞工程可以生產有用的生物產品或培養有價值的植株,並可以產生新的物種或品系。

三、蛋白質工程

蛋白質工程就是通過對蛋白質化學、蛋白質晶體學和蛋白質動力學的研究,獲得有關蛋白質理化特性和分子特性的信息,在此基礎上對編碼蛋白質的基因進行有目的的設計和改造。

通過基因工程技術獲得可以表達蛋白質的轉基因生物系統,這個生物系統可以是轉基因微生物、轉基因植物、轉基因動物,甚至可以是細胞系統

四、酶工程

酶工程(英語:Enzyme engineering)又稱蛋白質工程學,是指工業上有目的的設置一定的反應器和反應條件,利用酶的催化功能,在一定條件下催化化學反應,生產人類需要的產品或服務於其它目的的一門應用技術。

五、發酵工程

發酵工程,是指採用現代工程技術手段,利用微生物的某些特定功能,為人類生產有用的產品,或直接把微生物應用於工業生產過程的一種新技術。發酵工程的內容包括菌種的選育、培養基的配製、滅菌、擴大培養和接種、發酵過程和產品的分離提純等方面。

C. 什麼是酶工程

酶工程(英語:Enzyme engineering)又稱蛋白質工程學,是指工業上有目的的設置一定的反應器和反應條件,利用酶的催化功能,在一定條件下催化化學反應,生產人類需要的產品或服務於其它目的的一門應用技術

酶工程就是將酶或者微生物細胞,動植物細胞,細胞器等在一定的生物反應裝置中,利用酶所具有的生物催化功能,藉助工程手段將相應的原料轉化成有用物質並應用於社會生活的一門科學技術。它包括酶制劑的制備,酶的固定化,酶的修飾與改造及酶反應器等方面內容。酶工程的應用,主要集中於食品工業,輕工業以及醫葯工業中。
催化特性
高效率 :比非催化高108-1020倍; 比非酶催化高107-1013倍
高度專一性
反應條件溫和
酶催化是可調控的
化學本質
Enzyme Proteins
Ribozyme RNAs

D. 酶工程的發展歷史

簡而言之,酶工程就是將酶或者微生物細胞,動植物細胞,細胞器等在一定的生物反應裝置中,利用酶所具有的生物催化功能,藉助工程手段將相應的原料轉化成有用物質並應用於社會生活的一門科學技術。它包括酶制劑的制備,酶的固定化,酶的修飾與改造及酶反應器等方面內容。酶工程的應用,主要集中於食品工業,輕工業以及醫葯工業中。
實際上,人類有意識地利用酶已經有好多年歷史了,也經歷了幾個發展階段,開始的時候,人們直接從動植物或微生物體內提取酶做成酶制劑,用於產品生產,這種方法直到現在仍被誕用。
比如說,現在我們使用的洗滌劑,大部分是加酶的,其去污力大大加強了。此外,在製造乳酪、水解澱粉、釀造啤酒及硯烤制中,酶制劑都可以得到直接的應用。
由於從動植物中撮酶化較麻煩,數量也有限,人們普遍看好通過微生物大規模培養,然後從中提取酶,以獲取大量酶制劑的方法。目前,很多的商品酶,如澱粉酶、糖化酶、蛋白酶等等,主要是來自於微生物的。所以酶工程離不開微生物發酵工程,也可以說是發酵工程的產物。
在七十年代以後,伴隨著第二代酶——固定化酶及其相關技術的產生,酶工程才算真正登上了歷史舞台。固定化酶正日益成為工業生產的主力軍,在化工醫葯、輕工食品、環境保護等領域發揮著巨大的作用。不僅如此,還產生了威力更大的第三代酶,它是包括輔助因子再生系統在內的固定化多酶系統,它正在成為酶工程應用的主角。
我們知道,酶在生物體內的含量是有限的,不管是哪種酶,在細胞中的濃度都不會是很高的,這也是出於生物機體生命活動平衡調節的需要。可是這樣一來,就限制了直接利用天然酶更有效地解決很多化學反應的可能性。
利用基因工程的方法可以解決這一難題。
只要在生物體內找到了某種有用的酶,即使含量再低,只要應用基因重組技術,通過基因擴增與增強表達,就可能建立高效表達特定酶制劑的基因工程菌或基因工程細胞了。把基因工程菌或基因工程細胞固定起來,就可構建成新一代的生物催化劑——固定化工程菌或固定化工程細胞了。人們也把這種新型的生物催化劑稱為基因工程酶制劑。
新一代基因工程酶制劑的開發研製,無疑是使酶工程如虎添翼。固定化基因工程菌、基因工程細胞技術將使酶的威力發揮得更出色,科學家們預言,如果把相關的技術與連續生物反應器巧妙結合起來,將導致整個發酵工業和化學合成工業的根本性變革。
對酶進行改造和修飾也是酶工程的一項重要內容。
酶的作用力雖然很強,尤其是被固定起來之後,力量就更大了,但並不是所有的酶制劑都適合固定化的,即使是用於固定化的天然酶,其活性也往往不能滿足人們的要求,需要改變其某些性質、提高其活性,以便更好地發揮其催化功能。
於是,酶分子修飾和改造的任務就被提出來了。
一般來說,科學家們是通過對酶蛋白分子的主鏈進行「切割」、「剪切」以及在側鏈上進行化學修飾來達到改造酶分子的目的的。被修飾、改造的酶分子,無論是物化性質,還是生物活性都得到了改善,甚至被賦予了新的功能。
人工設計和合成具有生物活性的非天然大分子物質,是科學家們共同努力的目標。

E. 什麼是生物酶工程

簡而言之,酶工程就是將酶或者微生物細胞,動植物細胞,細胞器等在一定的生物反應裝置中,利用酶所具有的生物催化功能,藉助工程手段將相應的原料轉化成有用物質並應用於社會生活的一門科學技術。它包括酶制劑的制備,酶的固定化,酶的修飾與改造及酶反應器等方面內容。酶工程的應用,主要集中於食品工業,輕工業以及醫葯工業中。

實際上,人類有意識地利用酶已經有好多年歷史了,也經歷了幾個發展階段,開始的時候,人們直接從動植物或微生物體內提取酶做成酶制劑,用於產品生產,這種方法直到現在仍被誕用。

比如說,現在我們使用的洗滌劑,大部分是加酶的,其去污力大大加強了。此外,在製造乳酪、水解澱粉、釀造啤酒及硯烤制中,酶制劑都可以得到直接的應用。

由於從動植物中撮酶化較麻煩,數量也有限,人們普遍看好通過微生物大規模培養,然後從中提取酶,以獲取大量酶制劑的方法。目前,很多的商品酶,如澱粉酶、糖化酶、蛋白酶等等,主要是來自於微生物的。所以酶工程離不開微生物發酵工程,也可以說是發酵工程的產物。

在七十年代以後,伴隨著第二代酶——固定化酶及其相關技術的產生,酶工程才算真正登上了歷史舞台。固定化酶正日益成為工業生產的主力軍,在化工醫葯、輕工食品、環境保護等領域發揮著巨大的作用。不僅如此,還產生了威力更大的第三代酶,它是包括輔助因子再生系統在內的固定化多酶系統,它正在成為酶工程應用的主角。

我們知道,酶在生物體內的含量是有限的,不管是哪種酶,在細胞中的濃度都不會是很高的,這也是出於生物機體生命活動平衡調節的需要。可是這樣一來,就限制了直接利用天然酶更有效地解決很多化學反應的可能性。

利用基因工程的方法可以解決這一難題。

只要在生物體內找到了某種有用的酶,即使含量再低,只要應用基因重組技術,通過基因擴增與增強表達,就可能建立高效表達特定酶制劑的基因工程菌或基因工程細胞了。把基因工程菌或基因工程細胞固定起來,就可構建成新一代的生物催化劑——固定化工程菌或固定化工程細胞了。人們也把這種新型的生物催化劑稱為基因工程酶制劑。

新一代基因工程酶制劑的開發研製,無疑是使酶工程如虎添翼。固定化基因工程菌、基因工程細胞技術將使酶的威力發揮得更出色,科學家們預言,如果把相關的技術與連續生物反應器巧妙結合起來,將導致整個發酵工業和化學合成工業的根本性變革。

對酶進行改造和修飾也是酶工程的一項重要內容。

酶的作用力雖然很強,尤其是被固定起來之後,力量就更大了,但並不是所有的酶制劑都適合固定化的,即使是用於固定化的天然酶,其活性也往往不能滿足人們的要求,需要改變其某些性質、提高其活性,以便更好地發揮其催化功能。

於是,酶分子修飾和改造的任務就被提出來了。

一般來說,科學家們是通過對酶蛋白分子的主鏈進行「切割」、「剪切」以及在側鏈上進行化學修飾來達到改造酶分子的目的的。被修飾、改造的酶分子,無論是物化性質,還是生物活性都得到了改善,甚至被賦予了新的功能。

人工設計和合成具有生物活性的非天然大分子物質,是科學家們共同努力的目標。

F. 什麼是酶工程

在學習化學時,你一定學到「催化劑」這個詞,催化劑的作用是能加速化學反應的速度。隨著科學技術的發展,人們發現可用「酶」作催化劑,取代以往的化學催化劑。那麼,「酶」究竟是什麼東西呢?酶是存在於生物體內,由細胞製造的具有催化功能的蛋白質。任何生物體都像一個復雜而完善的「化工廠」,生物體內的一切化學反應都是在酶的作用下完成的。

那麼,什麼是酶工程呢?酶工程是指用生物酶代替化學催化劑進行工業化生產的技術體系。酶比化學催化劑的催化速度要快1000萬到100億倍,而且不需要高溫、高壓等苛刻條件,只要在常溫常壓條件下,就能進行生物化學反應。因此,利用酶的這些特性建立起來的酶工程,有著其他化學工程技術無法與之相比的優點。一旦酶能夠在工業上得到廣泛應用,就可以達到簡化工藝、降低能源消耗、節省設備投資和減少環境污染等目的,使工業面貌明顯改觀。

酶的主要來源是微生物。因此,酶工程的一大任務就是利用微生物生產酶。為此,許多國家都建立了生產酶的產業。現在,科學家從微生物中發現的酶已有2500多種。

酶工程是生物工程中的重要領域之一,它能達到高效高產的目的,有著十分廣闊的發展前景。

G. 為什麼說生物酶工程是生命科學最終的「救命工程」

生物酶工程:又稱蛋白質工程,是指工業上有目的的設置一定的反應器和反應條件,將酶或者微生物細胞,動植物細胞,細胞器等在一定的生物反應裝置中,利用酶所具有的生物催化功能,藉助工程手段將相應的原料轉化成人類需要的產品或服務於其它目的的一門應用技術。
生物酶工程包括酶制劑的制備,酶的固定化,酶的修飾與改造及酶反應器等方面內容。酶作為一種生物催化劑,已廣泛地應用於輕工業的各個生產領域。近幾十年來,隨著生物酶工程不斷的技術性突破,在工業、農業、醫葯衛生、能源開發及環境工程等方面的應用越來越廣泛。

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