《生物酶解技術(shù)》PPT課件.ppt

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1、第二章生物酶解技術(shù)細胞壁的層次胞間層（中層）(middlelamella):果膠類物質(zhì)組成，具強的親水性和可塑性。初生壁(primarywall)：細胞生長過程中，原生質(zhì)分泌，有纖維素、半纖維素和果膠，還含有酶和糖蛋白。次生壁(secondarywall)：細胞停止生長，原生質(zhì)產(chǎn)生的壁物質(zhì)沉積在初生壁內(nèi)側(cè)。由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素構(gòu)成。分內(nèi)層(S3)、中層(S2)和外層S1)。生物酶解技術(shù)在中藥提取中的應(yīng)用細胞壁的化學(xué)組成纖維素(cellulose):由葡萄糖分子串聯(lián)而成。結(jié)構(gòu)單位：微團(micelle)、微纖絲(microfibre)、大纖絲(macrofibre)

2、纖維素的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中交聯(lián)半纖維素和果膠類物質(zhì)。目前，生物酶技術(shù)在現(xiàn)代中藥提取中正展示著其獨特的優(yōu)勢，引起了許多企業(yè)和科研單位的關(guān)注，并已經(jīng)開始了在這一領(lǐng)域的探索和應(yīng)用。世界上廣泛開展了有關(guān)酶的性質(zhì)的研究，至今已從動物，植物中發(fā)現(xiàn)了兩千多種酶，并有兩百多種酶已得到結(jié)晶。第一節(jié)概述一、酶的概念酶的概念—酶是由生物細胞產(chǎn)生的以蛋白質(zhì)為主要成分的生物催化劑。生物體內(nèi)的反應(yīng)是在很溫和的條件（如溫和的溫度、接近中性的pH）下進行的，而同樣的反應(yīng)若在非生物條件下進行，則需要高溫、高壓、強酸、強堿等劇烈的條件。酶的專一性每一種酶只能催化一種或一類的化學(xué)反應(yīng)酶的催化效率是無機催化劑的107

3、~1013倍酶的高效性酶的作用條件較溫和酶所催化的反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進行的。第二節(jié)酶反應(yīng)的特點與影響酶活性的因素一、酶反應(yīng)的特點酶活力:是酶促反應(yīng)的能力。酶活力大小就是指在一定條件所催化的某一化學(xué)反應(yīng)速度的快慢，即酶催化的反應(yīng)速度越快，酶活力越高，反之則表示該酶活力低。二、酶活力與酶單位酶的定量并非對其蛋白質(zhì)進行定量，而是對它的催化能力進行定量。所以，酶的定量就是測定酶的活力，也即測定酶促反應(yīng)的速度。1.酶活力概念A(yù).國際單位(U)這種單位是由國際酶學(xué)委員會規(guī)定的。在標(biāo)準(zhǔn)條件(25℃、最適pH、最適底物濃度)下，酶每分鐘催化1mmol底物轉(zhuǎn)化，這樣的速度所代表

4、的酶的活力即酶的量定義為1個國際單位(IU)。2.酶活力與單位指每毫克酶蛋白所含的酶活力單位數(shù)比活力是酶制劑純度的常用指標(biāo)——比活力越大，表示酶越純比活力＝酶活力單位數(shù)（U）酶蛋白質(zhì)量（mg）3.酶的比活力三、影響酶活性的因素酶解提取中藥有效成分，均有較高收率，具有較大應(yīng)用潛力，但該技術(shù)也存在著局限性。酶法提取對生產(chǎn)條件要求較高，為使酶發(fā)揮最大作用，并將其用于工業(yè)化時，必須綜合考慮酶的濃度和底物濃度，溫度，pH，作用時間等對提取物的影響。溫度對酶反應(yīng)速度的影響具有雙重性：隨著溫度的升高，酶蛋白會失活，使反應(yīng)速度下降隨著溫度的升高，反應(yīng)速度會加快1.溫度對酶反應(yīng)速度的影響

5、因此，在這雙重因素的綜合作用下，酶促反應(yīng)具有一最適溫度。四.溫度對酶反應(yīng)速度的影響不同酶的最適溫度也不一樣。動物酶的最適溫度一般在35~40℃，植物酶為40~50℃。酶的最適溫度并非酶的特征性常數(shù)，它與底物、作用時間等因素有關(guān)。2.pH對酶反應(yīng)速度的影響pH對酶反應(yīng)速度的影響較大。其原因有：極端pH的條件引起酶蛋白的變性。pH影響底物的解離，從而影響酶與底物的結(jié)合。pH影響酶分子解離狀態(tài)。每種酶只能在一定的pH范圍內(nèi)表現(xiàn)出它的活性，且在某一pH值范圍內(nèi)活性最高，其兩側(cè)活性都下降?！嗝复俜磻?yīng)具有一最適pH。反應(yīng)速度和pH的關(guān)系見下圖：酶的最適pH一般在7左右。也有很多例外

6、，如胃蛋白酶的最適pH只有1.5，木瓜蛋白酶(5.6)，胰蛋白酶(7.8)。酶的最適pH并非酶的特征性常數(shù)，它與底物的種類、濃度等因素有關(guān)。2.pH對酶反應(yīng)速度的影響對于簡單的酶反應(yīng)，當(dāng)酶濃度和其他條件恒定時：v[S]0Vmax零級反應(yīng)一級反應(yīng)混合級反應(yīng)該曲線可以用米氏方程來描述3.底物濃度的影響4.酶濃度對酶反應(yīng)速度的影響在一般的酶促反應(yīng)中，常常[S]>>[E]，酶反應(yīng)速度達到最大反應(yīng)速度。當(dāng)[S]>>[E]，由于Vmax=k[E]0，∴反應(yīng)速度與酶濃度成正比。酶濃度曲線某些物質(zhì)能使酶的活性增強，成為酶的激活劑，某些物質(zhì)能使酶的活性降低，成為酶的抑制劑。再如一些金屬螯

7、合劑如EDTA（乙二胺四乙酸）等能除去重金屬離子對酶的抑制作用，也可視為酶的激活劑。5.激活劑對酶反應(yīng)速度的影響激活劑：能提高酶活性的物質(zhì)。無機離子：主要是金屬離子，它們有的本身就是酶的輔助因子，有的是酶的輔助因子的必要成分。如:激酶需要Mg2+激活唾液淀粉酶需要Cl-激活主要的激活劑有：5.激活劑對酶反應(yīng)速度的影響有機小分子：一些還原劑，如抗壞血酸、半胱氨酸，使含-SH的酶處于還原態(tài)金屬螯合劑，如EDTA(乙二胺四乙酸)，可絡(luò)合一些重金屬雜質(zhì)，解除它們對酶的抑制，從而使酶活升高。抑制作用：有些物質(zhì)與酶結(jié)合后，引起酶的活性中心或必需基團的