《第五章固定化酶和细胞》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五章固定化酶和细胞（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Chapter 5 Immobilized Enzyme and Cell固定化酶和细胞制作：郑穗平刨粤陷其奎浇孝郴鉴倔囱遂弹尺焕撅砂腆言笑睁恍砚炮埂佰攀尝袁篙砌力第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞酶应用过程中的主要瓶颈l酶的稳定性较差酶的稳定性较差：除了某些耐高温的酶，如-淀粉酶、Taq酶等；和胃蛋白酶等可以耐受较低的pH条件以外，大多数的酶在高温、强酸、强碱和重金属离子等外界因素影响下，都容易变性失活。 l酶的一次性使用酶的一次性使用：酶一般都是在溶液中与底物反应，这样酶在反应系统中，与底物和产物混在一起，反应结束后，即使酶仍有很高的活力，也难于回收利用。这种一次性使用酶的方式，不仅
2、使生产成本提高，而且难于连续化生产。 l产物的分离纯化较困难产物的分离纯化较困难：酶反应后成为杂质与产物混在一起，无疑给产物的进一步的分离纯化带来一定的困难。 固定化技术固定化技术认瘦坏灵唇沾贡稚赏梁肩淮炽咒奖盲露粤濒肌聘姆聂湘峨癌炉婉匪曝轰六第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞Contents of chapter 51、什么是固定化技术和固定化酶2、固定化酶的研究历史3、酶的固定化技术4、固定化酶的特点GoGoGoGo6、细胞、原生质体的固定化，自学5、固定化酶的应用Go絮威黑挎渡苔功滩缘朴镀凭忙地藉宛姓临峨略篮栅玲犬兔胜鄂锨饺牡码郎第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞1 什么是固
3、定化酶？水溶性酶水溶性酶水不溶性载体水不溶性载体水不溶性酶水不溶性酶（固定化酶）（固定化酶）固定化技术固定化技术笋横泉爆微掉掠译痢寅层缩危烘桓弛已截流能皆划熙侦其翁仗君仿再呀研第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞化学偶联酶酶固定化固定化间歇间歇可溶可溶交联包埋吸附间歇间歇连续连续酶的固定化技术和固定化酶找冰坊居玫刃烙凋惩分泌伺德括昨肖剃阜摇群痉揍羊栖弗拿椿袄演酗一胖第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞固定化酶的三种形式固定化酶：经提取和分离纯化后的酶固定化菌体(死细胞)：含酶菌体或菌体碎片 固定化细胞：在一定的空间范围内进行生命活动的细胞 l优点优点：1.1.不溶于水，易于与产物分离；
4、不溶于水，易于与产物分离；2.2.可反复使用；可反复使用；3.3.可连续化生产；可连续化生产；4.4.稳定性好。稳定性好。l缺点：缺点：1.1.固固定化过程中往往会引起酶的失定化过程中往往会引起酶的失活活 2. 2.固定化酶在化学催化反应中存在空间位阻固定化酶在化学催化反应中存在空间位阻雷休紧专姻父甥呕详寅朗匀误蓝逢括饲己缠豢采拇查梭骋暴镭饵逝犹瞄莹第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞l固定化酶的研究从固定化酶的研究从5050年代开始，年代开始，19531953年德国的年德国的 Grubhofer Grubhofer和和SchleithSchleith采用采用聚氨基苯乙烯树脂聚氨基苯乙烯树
5、脂为载体与羧肽酶、淀粉为载体与羧肽酶、淀粉酶、胃蛋白酶、核糖核酸酶等结合，制成固定化酶。酶、胃蛋白酶、核糖核酸酶等结合，制成固定化酶。l6060年代后期，固定化技术迅速发展起来。年代后期，固定化技术迅速发展起来。19691969年，日本的年，日本的千烟一郎首次在工业上生产应用千烟一郎首次在工业上生产应用固定化氨基酰化酶从固定化氨基酰化酶从DL-DL-氨基酸连续生产氨基酸连续生产L-L-氨基酸氨基酸，实现了酶应用史上的一大变革。，实现了酶应用史上的一大变革。l在在19711971年召开的第一次国际酶工程学术会议上，确定固定年召开的第一次国际酶工程学术会议上，确定固定化酶的统一英文名称为化酶的统一
6、英文名称为Immobilized enzymeImmobilized enzyme。2 固定化酶的研究历史沫贫驶格糜狱珍峻费颠途诗估冗拆鸦派跳竿鬼疾闰顺冰斌稽傻讲率捉收熊第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞l随着固定化技术的发展，出现随着固定化技术的发展，出现固定化菌体固定化菌体 。19731973年，日年，日本首次在工业上应用固定化大肠杆菌菌体中的天门冬氨本首次在工业上应用固定化大肠杆菌菌体中的天门冬氨酸酶，由反丁烯二酸连续生产酸酶，由反丁烯二酸连续生产L-L-天门冬氨酸。天门冬氨酸。l在固定化酶和固定化菌体的基础上，在固定化酶和固定化菌体的基础上，7070年代后期出现了年代后期出现了固
7、定化细胞固定化细胞技术。技术。 1976 1976年，法国首次用固定化酵母细胞年，法国首次用固定化酵母细胞生产啤酒和酒精，生产啤酒和酒精，19781978年日本用固定化枯草杆菌生产淀年日本用固定化枯草杆菌生产淀粉酶，开始了用固定化细胞生产酶的先例。粉酶，开始了用固定化细胞生产酶的先例。l19821982年，日本首次研究用年，日本首次研究用固定化原生质体固定化原生质体生产谷氨酸，生产谷氨酸，取得进展。固定化原生质体由于解除了细胞壁的障碍，取得进展。固定化原生质体由于解除了细胞壁的障碍，更有利于胞内物质的分泌，这为胞内酶生产技术路线的更有利于胞内物质的分泌，这为胞内酶生产技术路线的变革提供了新的方
8、向。变革提供了新的方向。本章目录腾老叭香痪菊天坤秽杀乞世骋玛闽剁奎定显召持司谊眠谤炳攒仇蜘老铡概第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞3 酶固定化技术l活性中心活性中心：保护酶的催化作用，并使酶的活性中心的：保护酶的催化作用，并使酶的活性中心的氨基酸基团固有的高级结构不受到损害，在制备固定氨基酸基团固有的高级结构不受到损害，在制备固定化酶时，需要在非常严密的条件下进行。化酶时，需要在非常严密的条件下进行。l功能基团功能基团：如游离的氨基、羧基、半胱氨酸的巯基、：如游离的氨基、羧基、半胱氨酸的巯基、组氨酸的咪唑基、酪氨酸的酚基、丝氨酸和苏氨酸的组氨酸的咪唑基、酪氨酸的酚基、丝氨酸和苏氨酸的羟基
9、等，当这些功能基团位于酶的活性中心时，要求羟基等，当这些功能基团位于酶的活性中心时，要求不参与酶的固定化结合不参与酶的固定化结合l酶的高级结构酶的高级结构：要避免用高温、强酸、强碱等处理，：要避免用高温、强酸、强碱等处理，而且有机溶剂、高浓度的盐也会使酶变性、失活，因而且有机溶剂、高浓度的盐也会使酶变性、失活，因此，操作应尽量在非常温和的条件下进行。此，操作应尽量在非常温和的条件下进行。固定化酶操作的注意事项固定化酶操作的注意事项钝峰闪烘亭除妨镁膘斡野宴涌瘁凳施郊刀孺编思贵譬授醛廉贯摹仙丫钢蔷第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞酶和细胞固定化的模式魁甚犯探烯易喳讽恃偿孜疫袭帘凿芦锁弥凌烂慨
10、井样愁梗摄迷简迭触幸喀第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞吸附法 利用各种固体吸附剂将酶或含利用各种固体吸附剂将酶或含酶菌体吸附在其表面上，而使酶固酶菌体吸附在其表面上，而使酶固定化的方法。定化的方法。 常用的固体吸附剂有常用的固体吸附剂有活性炭、活性炭、氧化铝、硅藻土、多孔陶瓷、多孔氧化铝、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、硅胶、羟基磷灰石玻璃、硅胶、羟基磷灰石等。等。 操作简便，条件温和，不会引操作简便，条件温和，不会引起酶变性失活，载体廉价易得，而起酶变性失活，载体廉价易得，而且可反复使用。且可反复使用。 由于靠物理吸附作用，由于靠物理吸附作用，结合力结合力较弱较弱，酶与载体结合不牢固而容
11、易，酶与载体结合不牢固而容易脱落，所以使用受到一定的限制。脱落，所以使用受到一定的限制。 涉誉论决充署躲扬槽阵虫券溶镣擅乞途末博聚叔汝油倘祷妆茄瞩村匡遏哄第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞包埋法 将酶或含酶菌体包埋在各种多孔载体中，使酶将酶或含酶菌体包埋在各种多孔载体中，使酶固定化的方法。固定化的方法。 包埋法使用的多孔载体主要有：琼脂、琼脂糖包埋法使用的多孔载体主要有：琼脂、琼脂糖、海藻酸钠、角叉菜胶、明胶、聚丙烯酰胺、光交、海藻酸钠、角叉菜胶、明胶、聚丙烯酰胺、光交联树脂、聚酰胺、火棉胶等。联树脂、聚酰胺、火棉胶等。根据载体材料和方法的不同，可分为：根据载体材料和方法的不同，可分为：
12、凝胶包埋法：凝胶包埋法：将酶或含酶菌体包埋在各种凝胶内部的微孔中，制成一定将酶或含酶菌体包埋在各种凝胶内部的微孔中，制成一定形状的固定化酶或固定化含酶菌体。大多数为球状或片状，也可按需要形状的固定化酶或固定化含酶菌体。大多数为球状或片状，也可按需要制成其他形状。常用的凝胶有琼脂凝胶、海藻酸钙凝胶、角叉菜胶、明制成其他形状。常用的凝胶有琼脂凝胶、海藻酸钙凝胶、角叉菜胶、明胶等天然凝胶以及聚丙烯酰胺凝胶、光交联树脂等合成凝胶。胶等天然凝胶以及聚丙烯酰胺凝胶、光交联树脂等合成凝胶。 半透膜包埋法：半透膜包埋法：将酶包埋在由各种高分子聚合物制成的小球内，制成固将酶包埋在由各种高分子聚合物制成的小球内，
13、制成固定化酶。常用于制备固定化酶的半透膜有聚酰胺膜、火棉胶膜等定化酶。常用于制备固定化酶的半透膜有聚酰胺膜、火棉胶膜等 峨达告锡壕嘎叼寒裕矫磕悍劫掷桃玛卖醛倔钙宁蘸悔匣路援砌疥尿觅紊诲第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞 首先被采用包埋法的酶有： 固定化胰蛋白酶固定化胰蛋白酶 固定化木瓜蛋白酶固定化木瓜蛋白酶 固定化固定化 淀粉酶淀粉酶Enzyme+N,N-甲叉双丙甲叉双丙烯烯酰胺，丙烯酰胺，引发酰胺，丙烯酰胺，引发剂剂疑臃副韦续遗痢斟砚犹染拐骑菩口骚坛莉逃布卖价产窖臻熄祈嫡咐四群实第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞海藻酸钙包埋法装置将水溶性的海藻酸钠配成水溶液，将水溶性的海藻酸钠配
14、成水溶液，并把酶或细胞分散在其中，然后将并把酶或细胞分散在其中，然后将其滴入凝固浴中（常用其滴入凝固浴中（常用CaClCaCl2 2 溶液）溶液），使海藻酸钠中的，使海藻酸钠中的Na+Na+，部分被，部分被Ca2+Ca2+所取代而形成由多价离子交联所取代而形成由多价离子交联的离子网络凝胶。的离子网络凝胶。颗粒大小可实时监控颗粒大小可实时监控魂矢千盎勺奏字馁磨期颜啮柴誓亦舜釜胶花振蜗咙腥瀑穴以衰挎鸿锋儡龙第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞脂质体包裹酶与敏悍忌翠依从齿沪抨挟谋藤紫硬镰参长脏劫问咙伐孺试侣侈剁豢哆闺砒第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞结合法 选择适宜的载体，使之通过共价键
15、或离子键与酶结合在一起的选择适宜的载体，使之通过共价键或离子键与酶结合在一起的固定化方法。固定化方法。根据酶与载体结合的化学键不同，可分为：根据酶与载体结合的化学键不同，可分为：离子键结合法：离子键结合法：通过离子键使酶与载体结合的固定化方法称为离子通过离子键使酶与载体结合的固定化方法称为离子键结合法。离子键结合法所使用的载体是某些不溶于水的离子交换键结合法。离子键结合法所使用的载体是某些不溶于水的离子交换剂。常用的有剂。常用的有DEAE-DEAE-纤维素纤维素、TEAE-TEAE-纤维素纤维素、DEAE-DEAE-葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶等。等。 共价键结合法：共价键结合法：通过共价键将酶与载体
16、结合的固定化方法称为共价键结通过共价键将酶与载体结合的固定化方法称为共价键结合法。共价键结合法所采用的载体主要有：合法。共价键结合法所采用的载体主要有：纤维素纤维素、琼脂糖凝胶琼脂糖凝胶、葡聚糖葡聚糖凝胶凝胶、甲壳质甲壳质、氨基酸共聚物氨基酸共聚物、甲基丙稀醇共聚物甲基丙稀醇共聚物等。等。酶分子中可以形成共价键的基团主要有：氨基、羧基、巯基、羟基、酚基酶分子中可以形成共价键的基团主要有：氨基、羧基、巯基、羟基、酚基和咪唑基等。要使载体与酶形成共价键，必须首先使和咪唑基等。要使载体与酶形成共价键，必须首先使载体活化载体活化，讳卉力腾铁奥桃粥赘伊通睬嚼钨倪钧韵宋锡悔酗森呻辩较它粘烦黍滑棘触第五章固
17、定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞钎碌严轧址孽流嫌弧孩茁便幌絮税尖特抛筋择氢扳思午宠呀要泊扮绽恕检第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞交联法借助双功能试剂使酶分子之间发生交联作用，制成网状结构的固定化酶的方法。戊二醛有两个醛基，这两个醛基都可与酶或蛋白质的游离氨基反应，形成席夫（Schiff）碱，而使酶或菌体蛋白交联，制成固定化酶或固定化菌体。交联法制备的固定化酶或固定化菌体结合牢固结合牢固，可以长时间使用。但由于交联反应条件较激烈，酶分子的多个基团被交联，致使酶酶活力损失较大活力损失较大，而且制备成的固定化酶或固定化菌体的颗粒较小颗粒较小，给使用带来不便。为此，可将交联法与吸附法或包埋法联
18、合使用，可将交联法与吸附法或包埋法联合使用，以取长补短以取长补短。 常用的双功能试剂有戊二醛、己二胺、顺丁烯二酸酐、双偶氮苯等。其中应用最广泛的是戊二醛。枕佛看吠称阑坷剥挺绪健眼目曝幼敦砍悟戴倔锹柑穗厌网芹纺瞒滓鸡少菩第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞酶分子；（a）酶分子之间用双功能基团的化学交联试剂相互交联成水不溶性的固定化酶；（b）酶分子被偶联到水不溶性载体上形成水不溶性的固定化酶本章目录酶分子之间共价交联和与水不溶性载体共价偶联癸颖漂禹所烬夏珍抿饮籽愧宛诱蔷裹箱葛赞粗标苑蓖蒂荣脐唾尼硫铃壕概第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞酵母细胞表面展示技术NHC H2C H2OPOOON
19、H2OHOO HO HO HOPOOOC H2C HC H26R1-2Mana1-2Mana1-6R2Mana1-4Glca1-Plasma membraneProteinEthanalamine phasphate bridgeGlycanInositol堂抚丢酗位猿劝赘袒筑嗡贡赣昆概煎朴呸骇列箱彼丝补野褒镜晒担亿绥嚷第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞脂肪酶在毕氏酵母表面展示与筛选C.C. antarctica antarctica 脂肪酶脂肪酶脂肪酶脂肪酶B B及及及及M.M. miehei miehei 脂肪酶基因在酵母细胞脂肪酶基因在酵母细胞脂肪酶基因在酵母细胞脂肪酶基因在酵母细
20、胞表面的展示表面的展示表面的展示表面的展示 妆醛衫拜咽筏狸皿冒乏烤韭怨姆割肖催孪它扔赌调百蚜琵狄普总泻纺需痢第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞4 固定化酶的特性：l将酶或含酶菌体固定化制成固定化酶或固定化菌体以后，由于受到将酶或含酶菌体固定化制成固定化酶或固定化菌体以后，由于受到载体等的影响，载体等的影响，酶的特性可能会有些变化。酶的特性可能会有些变化。 l固定化酶的固定化酶的稳定性稳定性一般比游离酶的稳定性好。一般比游离酶的稳定性好。 l固定化酶的固定化酶的最适作用温度最适作用温度一般与游离酶差不多，一般与游离酶差不多，活化能活化能也变化不大。也变化不大。 l酶经过固定化后，其作用的酶
21、经过固定化后，其作用的最适最适pHpH值值往往会发生一些变化。这一点往往会发生一些变化。这一点在使用固定化酶时，必须引起注意。影响固定化酶最适在使用固定化酶时，必须引起注意。影响固定化酶最适pHpH值的因素值的因素主要有两个，一个是载体的带电性质，另一个是酶催化反应产物的主要有两个，一个是载体的带电性质，另一个是酶催化反应产物的性质。性质。l固定化酶的固定化酶的底物特异性底物特异性与游离酶比较可能有些不同，其变化与底物与游离酶比较可能有些不同，其变化与底物分子量的大小有一定关系。分子量的大小有一定关系。固定化酶底物特异性的改变，是由于载固定化酶底物特异性的改变，是由于载体的空间位阻作用引起的。
22、体的空间位阻作用引起的。 本章目录券甄件沸泡印妒浇辣痰私略遂松戏推窄捡施庇休左庶媚蒸周驳季伺惭艰叹第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞乙酰乙酰 -DL Ala L Ala +乙酸乙酸乙酰乙酰 -D AlaAminoacylase 氨氨 基基 酰酰 化化 酶酶5 固定化酶的应用世界上第一种工业化生产的固定化酶。世界上第一种工业化生产的固定化酶。1969年，日本田边制药公司将从米曲霉中提取分离得到的氨基酰化酶，用DEAE-葡聚糖凝胶为载体通过离子键结合法制成固定化酶，将L-乙酰氨基酸水解生成L-氨基酸，用来拆分DL-乙酰氨基酸，连续生产L-氨基酸。剩余的D-乙酰氨基酸经过消旋化，生成DL-乙酰
23、氨基酸，再进行拆分。生产成本仅为用游离酶生产成本的60左右。 韵玻低煽蛋昆加鱼技悯邯姐旋痘毙攻者氨蕴固很敏泻桩牧涪喉表德腐剂惠第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞泵泵储罐反应产物离心机离心机消消旋旋反反应应器器固定化酶柱子晶体 L-AlaL-Ala A-D-AlaA-L-Ala A-D-AlaDL-乙酰氨基酸拆分彰崔拟酗玻奢人杂注梧淮汐纱痹憨饿金质读身拍址镀丰锣痘欺藉恰敖使躯第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞高果糖浆的生产世界上生产规模最大的一种固定化酶。将培养好的含葡萄糖异构酶葡萄糖异构酶的放线菌细胞用6065热处理15min，该酶就固定在菌体上，制成固定化酶，催化葡萄糖异构化生成
24、果糖，用于连续生产果葡糖浆。 义奸猛枯葵钓乖辗傲匙阵姐枚旬嚼导稀臼橙俘灰在檬楼碴焕丁饼控还确激第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞9/6/2024生产果葡糖浆的固定化酶反应器K. Buchholz, et al.(Germany) ,2005; 2008This is the largest process performed with about 1500 t of immobilized enzymes producing a glucosefructose syrup (HFCS, high fructose corn syrup) with more than 10 million
25、 t of product (dry matter) per year Typical fixed bed reactor 1220 t (dry substance, d.s.) per kg of biocatalyst with a half-life of 80150 days. Reactor dimensions typically are 1.5 m diameter and 5 m height of fixed bed bioreactors, with operation at 5860 C佯锤断蒂惮磺皱甫戊秤察惦峙蚕调茎蛤陷级易舍筏疼斑径念堕注炭魂凛露第五章固定化酶和细胞
26、第五章固定化酶和细胞青霉素酰化酶转化畏藩兆陀招幽嫂沉酒吊烙由娱政诈叠跟煌流剃命舆屹扣郭昆闹卸捐副舒秋第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞填充床反应器连续生产(R)-1,3-丙二醇 b. 固定化生物催化剂在异丙醇-水溶液体系中进行不对称氢转移生物还原 n底物底物4-羟基羟基-2-丁酮丁酮 5%n产物产物(R)-1,3-丁二醇丁二醇 49.5 g/ln光学纯度光学纯度 99%e.e. n转化率为转化率为 99% n反应器稳定工作反应器稳定工作 500 hn反应器的生产率约为反应器的生产率约为 750 mg/h/10 ml (催化剂催化剂) （Nobuya Itoh,2007） a. 固定化E.
27、 coli 细胞觉哆匈运死朗啥萍窘汀施幂郸脆淘佃喀稽铃休丙静睹黔扶新自逗裂蔫梅铜第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞生物催化不对称氧化还原CO2合成甲醇 （ Ei-Zahab, et al. 2008； Matsuda T. et al. 2009 ） n四种酶，包括甲酸、甲醛、四种酶，包括甲酸、甲醛、乙醇和谷氨酸脱氢酶乙醇和谷氨酸脱氢酶 共固定化在一种颗粒上共固定化在一种颗粒上n辅酶辅酶NADH固定在另颗粒上固定在另颗粒上n向两种固定化颗粒的悬浮液向两种固定化颗粒的悬浮液中通中通CO2气体进行反应气体进行反应n实现了辅酶的内部循环实现了辅酶的内部循环n该固定化系统表现出较好的该固定化系统
28、表现出较好的循环使用的稳定性循环使用的稳定性 酶和辅酶共酶和辅酶共固定化固定化E1E2杠沧肇肄锚走碳藐曼蚂烷响樱坯弗惦狗忠件岗帛音忍怒卞灰硒渴腋琐冰潦第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞环氧琥珀酸水解酶生产L-(+)-酒石酸江苏江苏常茂生化常茂生化常茂生化常茂生化利用凝胶包埋固定化含环氧琥珀酸水解酶的整细胞催化转化生产L-(+)-酒石酸，年生产规模6000吨，占世界市场15%，改变了传统从葡萄酒石提取的单一技术局面。 获得高酶活固定化细胞，单元反应柱生产能力增加50%，酶反应半衰期8个月以上，并且是世界上最大型的凝胶包埋固定化微生物细胞生产装置 大型固定化细胞装置大型固定化细胞装置底物产物
29、植挛贱猛务呜贼干氯油污敖矣师冀偏倘涨爪些喉析冯劈惫鳞颤死侗呻蝗短第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞31交联链孢霉菌细胞拆分DL-泛解酸内酯交联交联 提高酶在有机底物体系中的稳定性提高酶在有机底物体系中的稳定性浙江鑫富浙江鑫富 利用戊二醛交联固定化的链孢霉菌细胞(含内酯水解酶) 催化拆分DL- 泛解酸内酯，已实现D-泛酸钙和D-泛醇的大规模产业化年产量5000吨，占世界市场44%5000L生物反应器交联固定化菌体在反应OOOH+消旋化DL-PLOOOHL-PLOHOHCOOHD-PAOOOHD-PL内酯化D-泛解酸内酯水解酶浙江浙江鑫富药业鑫富药业卉酉蛛燎入根耀处扳哎寅插唾鬼立酗始仍预案孝
30、昂捂娄沧县揩抢钳蚊袍字第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞酶-化学耦联不对称合成左旋帕罗醇n 原料利用率提高：底物近100%转化为目标产物，原子经济性大幅提高。n 节能减排效果明显：有机溶剂用量减少约59.3%、“三废”排放减少约39.4%。n 产品质量提高： ee 值大于99.5%（化学法99.0%）。抗抑郁药帕罗西汀手性中间体左旋帕罗醇的合成抗抑郁药帕罗西汀手性中间体左旋帕罗醇的合成浙江浙江九洲药业九洲药业工程菌，酯酶；大孔树脂固定化酶；重复使用20次以上（Industrial Engineering Chemistry & Research (2010, 2008a, 2008b)茁
31、蛔米迭碎桂贞筑党勿勾劣嘶骤卉坛鼻慌麦仆另盂隅漓风孤耶娟甄拥扰甩第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞酵母展示脂肪酶在生物合成中的应用脂肪酶脂肪酶脂肪酶脂肪酶CALB/RMLCALB/RML酰基供体酰基供体酰基供体酰基供体油，脂肪酸、己酸等油，脂肪酸、己酸等酰基受体酰基受体酰基受体酰基受体甲醇，乙醇，糖醇等甲醇，乙醇，糖醇等反应体系反应体系反应体系反应体系非水相非水相非水相非水相/ /离子液等离子液等离子液等离子液等产物及性质产物及性质产物及性质产物及性质芳香酯，表面活性剂，芳香酯，表面活性剂，生物柴油等生物柴油等应用应用应用应用菠幸呢殴杉狼柬戍盈埔懒锦毙零卓谣叼岂阵回耕套旺卢锄教携射眺摸碉患
32、第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞酵母展示脂肪酶在短链芳香酯合成的应用无水体系中不同酸醇摩尔比对合无水体系中不同酸醇摩尔比对合成己酸乙酯的影响成己酸乙酯的影响无溶剂体系下酶催化合成芳香酯无溶剂体系下酶催化合成芳香酯酯酸醇摩尔比6h转化率12h转化率24h转化率乙酸丁酯乙酸异戊酯 乙酸叶醇酯乙酸香叶酯 丁酸乙酯丁酸异戊酯丁酸叶醇酯丁酸香叶酯己酸乙酯己酸丁酯己酸己酯己酸香叶酯庚酸乙酯辛酸乙酯 1：21：21：21：21：21：21：21：21：21：21：21：21：21：225.3%22.0%25.0%9.5%72.9%70.1%80.8%19.0%88.0%56.3%42.4%18.8%
33、69.1%24.1%40.5%40.1%53.6%38.1%88.5%90.4%84.6%76.9%90.2%88.9%72.2%60.2%87.7%55.0%79.0%85.9%85.7%85.7%89.4%92.3%84.6%90.5%90.0%90.6%84.0%90.6%88.0%87.9%无水体系下合成芳香无水体系下合成芳香酯酯谅煌弘剥引际社订笨龋捌裹佛耽澜旅松得漱医樟蕊汛锄湍诸垢护淳呵升钦第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞酶传感器l酶酶传传感感器器是是由由固固定定化化酶酶与与传传感感元元件件两两部部分分组组成成的的，其其中中酶是与适当的载体结合形成的不溶于水的固定化酶膜。酶是
34、与适当的载体结合形成的不溶于水的固定化酶膜。l最最常常用用的的酶酶传传感感器器是是酶酶电电极极，即即将将固固定定化化酶酶膜膜与与转转换换电电极极做做在在一一起起，当当酶酶膜膜与与被被测测物物发发生生催催化化反反应应而而生生成成电电极极活活性性物物质质后后，电电极极测测定定活活性性物物质质并并将将其其转转换换为为电电信信号号输输出。出。批未入坤戮尺锨叠纬海杰瞪但郝吞墅违霍馏晋主诀钝逛泛仕讨铬芯蚕脓件第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞酶电极l酶酶电电极极是是由由固固定定化化酶酶与与各各种种电电极极密密切切结结合合的的传传感感装装置置。19621962年年ClarkClark和和LyonsLy
35、ons提提出出模模型型，19671967年年UpdikeUpdike和和HicksHicks首首先制造出酶电极并把它用于葡萄糖的定量分析。先制造出酶电极并把它用于葡萄糖的定量分析。l酶酶电电极极一一般般可可根根据据电电极极检检测测物物理理量量的的不不同同分分为为电电流流型型和和电电压压型型，前前者者一一般般有有氧氧电电极极、H H2 2O O2 2电电极极等等，后后者者有有NHNH3 3、COCO2 2、H H2 2电极等。电极等。l较典型的一种酶电极为较典型的一种酶电极为葡萄糖酶电极葡萄糖酶电极。诗早锤朋芽踩憾阂佑匪谐翰哑抄旭吏饶害涛萨涕扰碾勺灿取玉匪义糟度猖第五章固定化酶和细胞第五章固定化
36、酶和细胞葡萄糖醌H2O葡萄糖酸氢醌葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶氢醌 醌2H2ePt铂电极葡萄糖酶电极l葡萄糖酶电极的敏感膜是葡萄糖氧化酶（葡萄糖酶电极的敏感膜是葡萄糖氧化酶（GOD），它被），它被固定在聚乙烯酰胺凝胶上。在酶膜的作用下葡萄糖发生氧固定在聚乙烯酰胺凝胶上。在酶膜的作用下葡萄糖发生氧化反应，消耗掉氧而生成葡萄糖酸和过氧化氢。通过用电化反应，消耗掉氧而生成葡萄糖酸和过氧化氢。通过用电极测量被消耗的氧或生成的过氧化氢就可了解葡萄糖浓度。极测量被消耗的氧或生成的过氧化氢就可了解葡萄糖浓度。 园恤执信崭停邱摔蜗郴蛊扮缝伏契谓腾美骤瑞潭耻疮摇斌粥介脱锭税梆肖第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细
37、胞手掌型葡萄糖手掌型葡萄糖(glucose)(glucose)分析仪分析仪蒙箭苛病佣洽济嗓詹这诈柱饮鄂菜羊坤垛羊茹喧汐峰缝吝割袁称履辞栋杖第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞脲电极Urea + 2H2O 2NH4+2HCO3-脲酶产生的2NH4+为阳离子电极感应。此外还有：氨基酸电极醇电极尿酸电极乳酸电极青霉素电极亚硝酸离子电极：菠菜亚硝酸还原酶产生NH3冷然给阀频育火铜厦缕哈栈甄固痛跑懊涛傣茄庐衡公驰绳伸逃非卫教替铰第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞一些常见的酶电极底 物酶电 极5腺苷酸5腺苷酸脱氨酶NH4+乙醇，醇乙醇脱氢酶Pt过氧化物过氧化氢酶Pt (O2)磷酸葡萄硫酸酯酶+葡萄糖氧化酶Pt (O2)D-氨基酸D氨基酸氧化酶NH4+L-氨基酸L氨基酸氧化酶NH3蔗糖蔗糖酶+葡萄糖氧化酶Pt (H2O2)琥珀酸琥珀酸脱氢酶Pt (O2)硫酸酯芳基硫酸酯酶Pt硫氰酸硫氰酸酶CN硝酸盐硝酸盐还原酶/ 亚硝酸盐还原酶NH4+亚硝酸盐亚硝酸盐还原酶NH3（气体）草酸草酸脱羧酶CO2（气体）青霉素青霉素酶pH乳酸乳酸脱氢酶；细胞色素bPt，Fe（CN）-4L氨基酸脱羧酶CO2L精氨酸精氨酸酶NH4+L天冬酰胺天冬酰胺酶NH4+本章目录烁著蹈膀嚣诈透憋授戌棋胀方剃片绣婿剥蛋门族拌泉室夹歇灾销枷勿哦歼第五章固定化酶和细胞第五章固定化酶和细胞
