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1、第七章 酶制剂的应用,酶为生活添姿彩,第一节 酶在食品加工方面的应用第二节 酶在轻工、化工业方面的应用 第三节 酶在医学中的应用第四节 酶在环境保护方面的应用 第五节 酶在分析检测方面的应用第六节 酶在生物技术领域的应用,第一节 酶制剂在食品加工方面的应用,一、酶在食品保鲜方面的应用1、除氧保鲜葡萄糖氧化酶（glucose oxidase，EC1.1.3.4）可以去除果汁、饮料、罐头制品和果蔬干制品中的氧气，防止产品氧化变质，抑制微生物生长，延长食品保质期。用葡萄糖氧化酶除去脱水蔬菜的糖分可防止贮藏过程中发生褐变。瓶装桔汁贮藏时因氧化而使色香味变劣，采用葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶去氧即可保持果汁
2、原有的色香味。水果冷冻保藏时，由于果实自身的酶作用而发酵变质，也可用葡萄糖氧化酶保鲜。,2、蛋类制品脱糖保鲜葡萄糖氧化酶,3、食品灭菌保鲜溶菌酶（lysozyme，EC3.2.1.17）可以杀灭存在于食品中的细菌，以达到防腐保鲜的效果。在干酪、水产品、清酒、鲜奶、奶粉、奶油、生面条等生产中广泛应用。,二、酶在食品生产方面的应用1、在淀粉类食品生产方面的应用（1）葡萄糖的生产以淀粉为原料，先经-淀粉酶液化成糊精，再用糖化酶（葡萄糖淀粉酶）催化生成葡萄糖。,糖化酶糖化,（2）果葡糖浆的生产果葡糖浆无色无嗅，常温下流动性好，使用方便，在饮料生产和食品加工中可以部分或全部取代蔗糖，而且，较其更具有醇厚
3、的风味，应用于饮料中可以保持果汁饮料的原果香味。果葡糖浆的优点，主要来自于其成分组成中的果糖，并随果糖含量的增加更为明显。果糖代谢过程中对胰岛素依赖小，故糖尿病者，摄取果糖仍可进行正常的能量代谢,故不会引起血糖升高，这对糖尿病患者有利。,在医药上，吡喃果糖可以加快乙醇的代谢作用，可用于治疗乙醇中毒。静脉注射500ml质量分数为40%的果糖溶液可达效果。美国果糖液也有取代葡萄糖大输液的迹象。果葡糖浆还能抑制体内蛋白质消耗，利于运动员和体力劳动者作营养补给。在体内与细胞的健结合能力强，能起到稳定地逐步释放能量的作用，故对能量消耗大的运动员，服用果糖饮料，可增加体能耐力，有利于运动员保持体力和迅速消
4、除疲劳等。在体内代谢转化的肝糖生成量是葡萄糖的3倍，具有保肝的功效。,果葡糖浆的生产,层析等精制,固定化酶技术生产果葡糖浆的图示：,酶 类 用 途-淀粉酶 制造糊精、麦芽糊精-淀粉酶+糖化酶 生产葡萄糖、发酵原料处理-淀粉酶+-淀粉酶 生产饴糖、麦芽糖、啤酒制造脱支酶 生产直链淀粉-淀粉酶+糖化酶 生产纯葡萄糖+脱支酶-淀粉酶、脱支酶 生产麦芽糖、高麦芽糖浆-淀粉酶、糖化酶 生产果糖、高果糖浆 葡萄糖异构酶,（3）饴糖、麦芽糖的生产,淀粉,-淀粉酶,糊精,麦芽糖,-淀粉酶,（4）糊精、麦芽糊精的生产糊精广泛应用于食品增稠剂、填充剂和吸收剂。DE值在1020之间的糊精称为麦芽糊精。（5）环糊精的
5、生产,淀粉,环糊精葡萄糖苷转移酶,-淀粉酶,-环糊精,环糊精能选择性地吸附小分子物质，起到稳定、乳化、缓释、提高溶解度和分散度等作用。,(6)降低淀粉类食品高温产生丙烯酰胺含量,自从2002年4月瑞典斯德哥尔摩大学Margareta Tornqvist教授首次发现，在油炸或焙烤的马铃薯和谷物类食品中存在具有神经毒性的潜在致癌物丙烯酰胺，有关丙烯酰胺的问题立即引起了全世界的广泛关注。随后英国、美国、加拿大等发达国家也开展了相关研究。许多国家和国际性机构对丙烯酰胺在食品中形成机理、危害评估和消除方法等方面进行广泛而深入研究。,目前，淀粉类食品在加工中丙烯酰胺的生成机理的研究已有突破性进展；在食品贮
6、藏和加工方法方面，欧美和日本等国对食物加工前的保存条件、加工温度对食品中丙烯酰胺含量的影响进行了研究，并提出减少丙烯酰胺的方法，如降低加工温度、体系pH值，减少原料中天门冬酰胺的含量等。瑞士科学家Vass等研究发现天门冬酰胺酶应用可降低薄脆饼干70丙烯酰胺含量，但作用机理还有待于进一步深入分析和研究。,2、在蛋白质类食品生产方面的应用（1）酶应用于豆酱的生产（2）酶应用于甜面酱的生产（3）酶应用于酱油的制造（4）酶应用于食醋的生产（5）酶应用于食醋的生产,3、在果蔬类食品生产方面的应用,（1）柑橘制品去除苦味柑桔类脱苦问题历来是果品加工中的一大问题。桔子中的柠檬苦素是引起桔汁产生苦味的原因，利
7、用球形节杆菌固定化细胞的柠檬酶处理即可消除苦味。柚苷酶用于分解柑桔类果实果肉和果汁中的柚皮苷，脱苦效果良好。（2）柑橘罐头防止白色浑浊橙皮苷酶分解橙皮苷，有效地防止柑桔类罐头出现白色浑浊.,（3）果蔬制品的脱色花青素酶用于分解花青素，防止果蔬制品的变色等。（4）在果汁生产中的应用果胶酶用于果汁提取利于压榨、提高出汁率，利于果汁澄清。果胶酶主要包括：果胶酯酶、聚半乳糖醛酸酶、聚甲基半乳糖醛酸酶、聚半乳糖醛酸裂合酶、聚甲基半乳糖醛酸裂合酶。（5）在果酒生产中的应用果胶酶利于果汁和果酒的澄清，效果很好。,1.保持混浊果汁稳定性（番茄汁、番茄酱）2.生产澄清果汁 3.提高果汁榨汁率4.加工水果罐头5.
8、防止果汁混浊,1.破坏果胶酶2.应用果胶酶3.应用果胶酶4.破坏果胶酶5.应用果胶酶,果胶酶的应用：,4、酶在烘烤食品中的应用,1、淀粉酶在面包中的应用2、淀粉酶在面粉中的应用,5、酶在啤酒工业中的应用,1、制浆过程中蛋白酶、-淀粉酶、-淀粉酶降解麦芽中的多糖和蛋白质。2、发酵结束后，蛋白酶和糖化酶降解蛋白和糊精。,三、酶在食品添加剂生产方面的应用,1、酸味剂（1）采用乳酸脱氢酶，催化丙酮酸还原为乳酸（2）采用2-卤代酸脱卤酶，催化2-氯丙酸水解生成乳酸。（3）采用延胡索酸酶催化反丁烯二酸水合，生成苹果酸。,2、增味剂（1）L-谷氨酸、L-天冬氨酸的生产（2）呈味核苷酸的生产5-肌苷酸、5-鸟
9、苷酸5-磷酸二酯化酶,3、甜味剂嗜热菌蛋白酶催化L-天冬氨酸与L-苯丙氨酸甲酯缩合生成天苯肽（阿斯巴甜）。葡萄糖基转移酶可催化蔗糖转化为帕拉金糖。4、乳化剂利用脂肪酶的作用，将甘油三酯水解生成甘油单酯（单甘酯）。5、营养强化剂 SOD,水果和蔬菜中的风味物，一些是由风味酶作用于风味前体，然后转化生成的。,蒜氨酸 蒜素 芥子苷 异硫氰酸酯 亚麻酸 黄瓜醛 香菇酸 香菇精,蒜氨酸酶,葡萄糖硫苷酶,脂肪氧合酶,S-烷基-L-半胱氨酸亚砜断裂酶,（1）风味酶,四、酶在改善食品品质和风味方面的应用,酶不仅广泛用于食品的制造与加工，而且在改善食品的品质和风味方面大有用场。风味酶的发现和应用，在食品风味的再
10、现、强化和改变方面有广阔应用前景。例如：用洋葱风味酶处理甘蓝等蔬菜，可使被处理的蔬菜呈现出洋葱的风味；用奶油风味酶作用于含乳脂的巧克力、冰淇淋，人造奶油等食品，可使这些食品增强奶油的风味。一些食品在加工或保藏过程中，可能会使原有的风味减弱或失去，若在这些食品中添加各自特有的风味酶，则可使它们恢复甚至强化原来的天然风味。,（2）面包生产-淀粉酶、蛋白酶、面粉中添加-淀粉酶可调节麦芽糖的生成量，使二氧化碳产生和面团气体保持力相平衡。添加蛋白酶可促进面筋软化，增加延伸性，减少揉面时间和动力，改善发酵效果。面包制作中适当添加脂肪酶可增进面包的香味，这是因为脂肪酶可使乳脂中微量的醇酸或酮酸的甘油酯分解，
11、从而生成-内脂或甲酮等香味物质。,（3）糕点、饮料用-淀粉酶强化面粉可防止糕点老化。糕点馅心常以淀粉为填料，添加-淀粉酶可以改善馅心风味。糕点制作使用转化酶可使蔗糖水解为转化糖，从而防止糖浆析晶。,（4）乳制品乳品加工时添加适量的脂肪酶可增加干酪和黄油的香味。在乳制品工厂中，脂肪酶被广泛的使用来水解牛奶脂肪。近来的应用包括奶酪风味的增强、加速奶酪的成熟、生产类似奶酪的产品以及对奶油脂肪和奶油进行脂解作用。加入脂肪酶可以释放出短链的脂肪酸（46个碳），这种短链的脂肪酸可以导致酸味及浓烈味道的产生，而中等长链脂肪酸的释放会对产品的味道具有有害的影响，此外，游离的脂肪酸还参与简单的化学反应，而这些反
12、应可以发动其他香味成分的合成。,水解牛乳中的乳糖低乳糖奶的生产牛奶中所含的乳糖是一种双糖，因为分子太大，要在小肠中消化成较小的葡萄糖及半乳糖才能穿过肠壁进入血管中被吸收。但当小肠中的乳糖酶未能发挥作用时，乳糖就在大肠内发酵，大约半小时至2小时内出现胀气、腹痛、呕吐或拉肚子等症状。乳糖不耐症是一种相当普遍的现象，特别是亚洲人的乳糖酶缺乏发生率高达90%以上。,酶法低乳糖牛乳的生产工艺,水解14-16h，水解率达50%以上,（5）去除食品中的抗营养因子,植酸以钙、镁和钾盐的形式存在于豆类和谷类中，易于同膳食中的铁、锌和其他金属离子形成难溶的络合物，因而使人体吸收这些元素变得困难。植酸酶能催化植酸水
13、解成磷酸和肌醇，显著降低植酸和寡糖的含量。近年植酸酶还用于酿造和饲料工业，以改善原料中磷的利用，以及用于去钾大豆蛋白食物的生产，成为肾脏病人蛋白质的来源。,一、酶在原料处理方面的应用,1、发酵原料的处理-淀粉酶、纤维素酶、戊聚糖酶,第二节 酶在轻工、化工方面的应用,2、纺织原料的处理-淀粉酶上浆、退浆纤维素酶在牛仔布返旧整理、棉织物的生物抛光、麻织物的风格改性、减量处理等方面有广泛的应用。,3、制浆、造纸原料的处理木质素酶提高纸的质量木聚糖酶、半纤维素酶、木质过氧化物素酶漂白纤维素酶再生纸处理,脱皮（酶法）,碎屑,化学法纸浆（生物酶纸浆）,机械法纸浆,漂白（生物法用木质素氧化酶）,造纸机（酶法
14、脱墨）,4、生丝的脱胶处理胰蛋白酶、木瓜蛋白酶或微生物蛋白酶生丝脱胶5、羊毛的除垢处理枯草杆菌蛋白酶去除羊毛表面上存在的鳞垢，提高着色率。6、皮革的脱毛处理碱性或中性蛋白酶除去毛囊中的蛋白质蛋白酶、脂肪酶除去去毛后的原料皮上的油脂和污垢7、甜菜糖蜜的处理蜜二糖酶催化棉子糖水解生成半乳糖和蔗糖,8、烟草原料的处理纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶处理烟梗和烟末,-淀粉酶、蛋白酶有机物的分解与转化,硝酸还原酶、蔗糖转化酶增香,二、酶在轻工、化工产品制造方面的应用,1、酶法生产L-氨基酸天冬氨酸的生产,丙氨酸的生产,3、酶法制造化工原料,2、酶法生产有机酸,苹果酸的生产,丙烯酰胺的生产,4、在发酵工业上的
15、应用5、在洗涤剂中的应用6、在造纸工业的应用7、在制革业中的应用,三、在饲料加工中的应用,1、酶制剂在饲料中飞添加效应补充动物消化酶的不足消除饲料中的抗营养因子,2、常用饲料酶制剂的种类及来源（1）内源性消化酶类淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶。（2）外源性分解酶类纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、植酸酶、-葡聚糖酶、复合酶。,一、酶在疾病诊断方面的应用（一）根据体内酶活力的变化来诊断疾病,第三节 酶在医药方面的应用,酶,疾 病 与 酶 活 力 变 化,淀粉酶 胰、肾病变时活力升高；肝病时活力下降胆碱酯酶 肝病、肝硬化、有机磷中毒、风湿等，活力下降酸性磷酸酶 前列腺癌、肝炎、红血球病变时，活力升高碱性磷酸酶
16、 佝偻病、软骨化病、骨瘤、甲状旁腺功能亢进时，活力升高；软骨发育不全等，活力下降谷丙转氨酶 肝病、心肌梗死等，活力升高谷草转氨酶 肝病、心肌梗死等，活力升高醛缩酶 急性传染性肝炎、心肌梗死，活力显著升高胃蛋白酶 胃癌，活力升高；十二指肠溃疡，活力下降碳酸酐酶 坏血病、贫血等，活力升高,1、酸性磷酸酶前列腺癌患者以及出现肝炎、甲状旁腺功能亢进、红血球病变时，患者血清中酸性磷酸酶活力都会升高。为了鉴别血清中增加的酸性磷酸酶是来源于前列腺还是其他组织器官，可采用某些抑制剂。乙醇和酒石酸对前列腺酸性磷酸酶有显著的抑制作用。铜离子和甲醛对红细胞的酸性磷酸酶抑制作用显著。测定方法：定磷法、测酚法、磷酸麝香
17、草酚呋法、硝基酚磷酸法,2、碱性磷酸酶佝偻病、软骨化病、骨瘤、甲状旁腺功能亢进、黄疸性肝炎患者，血清中碱性磷酸酶活力升高；软骨发育不全等，活力下降3、转氨酶血清中谷丙转氨酶（GPT，ALT）和谷草转氨酶（GOT，AST）活力的测定，已在肝病和心肌梗死等疾病诊断中得到广泛应用。急性传染性肝炎患者，GPT和GOT 活力急剧升高。心肌梗死患者，GOT活力升高尤为显著。测定方法：二硝基苯肼显色法,4、乳酸脱氢酶广泛存在于各种组织以及红细胞中。在肝癌、急性肝炎、心肌梗死等患者血清中，该酶活力显著升高。,5、乳酸脱氢酶同工酶心肌梗死、恶性贫血患者，血清中LDH1增高；白血病、肌肉萎缩患者，LDH2增高；白
18、血病、淋巴肉瘤、肺癌患者，LDH3增高；转移性肝癌、结肠癌患者，LDH4增高；肝炎、原发性肝癌、脂肪肝、心肌梗死、外伤、骨折患者，LDH5增高。用醋酸薄膜电泳或琼脂膜电泳方法进行分离。,6、葡萄糖磷酸异构酶急性肝炎患者，血清中葡萄糖磷酸异构酶活力极度升高；心肌梗死、急性肾炎、脑溢血患者，该酶活力明显升高。7、胆碱脂酶传染性肝炎、肝硬化、风湿、营养不良等，血清中胆碱脂酶活力下降。通常采用羟胺显色法测定。8、端粒酶通过测定体细胞内的端粒酶活性，诊断细胞是否发生癌变。测定方法：端粒重复序列扩增法（TRAP）。,1、用葡萄糖氧化酶检测葡萄糖含量，诊断糖尿病,（二）用酶测定体液中某些物质的变化诊断疾病,
19、葡萄糖+O2 葡萄糖酸+H2O2,葡萄糖氧化酶,监测,监测,2、用葡萄糖氧化酶和过氧化物酶检测葡萄糖含量，诊断糖尿病,葡萄糖+O2 葡萄糖酸+H2O2,葡萄糖氧化酶,H2O2+4-氨基安替吡啉 H2O+醌类化合物,过氧化物酶,无色,红色,OD500,3、用尿素酶彻底尿素含量，诊断肝、肾病变,尿素 二氧化碳+氨,尿素酶,监测,尿素在肝生成，通过肾排出体外。肾功能障碍时，尿液中尿素含量减少而血液中尿素含量增加。当肝有实质性病变时，尿素生成量减少，血液和尿液中尿素含量均减少。,4、用胆固醇氧化酶测定胆固醇含量，诊断高血脂症,胆固醇+O2 4-胆甾烯-3-酮,胆固醇氧化酶,华勃氏呼吸仪或氧电极,5、用
20、谷氨酰胺酶测定脑脊液中谷氨酰胺含量，诊断肝硬化、肝昏迷,谷氨酰胺 谷氨酸+氨,谷氨酰胺酶,硫酸,硫酸铵,铵显色剂,OD490,6、利用DNA聚合酶进行基因诊断、检测癌基因7、利用酶标免疫检测法测定抗体或抗原,二、酶在疾病治疗方面的应用,1、蛋白酶（proteinase）消化剂，用于治疗消化不良和食欲不振，使用时常常与淀粉酶、脂肪酶等一起制成复合酶制剂，以增加疗效消炎剂，对各种炎症有很好的疗效，它能分解一些蛋白质和多肽，使炎症部位的坏死组织溶解，增加组织的通透性，抑制浮肿，促进病灶附近组织积液的排出并抑制肉芽的形成。如：胰蛋白酶等可用于治疗消化不良和消炎。胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、菠萝蛋白酶、木瓜
21、蛋白酶等可用作消炎剂。蛋白酶经静脉注射可治疗高血压，由于蛋白酶催化运动迟缓素原及胰血管舒张素原的部分肽段水解生成运动迟缓素和胰血管舒张素，从而使血压下降。,2、-淀粉酶（-amylase）可用于治疗消化不良、食欲不振。常用的有：麦芽淀粉酶、胰淀粉酶、米曲霉淀粉酶（高峰淀粉酶）等。,3、脂肪酶（lipase）可用于治疗消化不良、食欲不振。常用的有：胰脂肪酶、酵母脂肪酶等。假单胞菌脂肪酶能分解血液中的低密度脂蛋白和乳糜微粒，可用于预防和治疗高血脂病。,4、溶菌酶（lysozyme）具有抗菌、抗病毒、消炎、镇痛等作用。常用于难以治愈的细菌性感染以及带状疱疹、腮腺炎、水痘、肝炎、流感等病毒性疾病的治疗
22、。,5、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）具有抗氧化、抗衰老、抗辐射等功效。对红斑狼疮、皮肌炎、结肠炎及氧中毒等疾病有显著疗效。,影响SOD临床应用的主要因素有体内半衰期短和有时对个别病人产生一定的致敏性。,为解决这些影响因素,国内外用化学修饰的方法对其进行改造,美国用聚乙二醇修饰的SOD已进入期临床试验。,6、L-天冬酰胺酶（L-asparaginase）可用于治疗癌症，特别是对于治疗白血病疗效显著。分解L-天冬酰氨,阻断依赖外源L-天冬酰氨的癌细胞的蛋白合成途径,临床应用于治疗急性淋巴细胞性白血病。该酶在体内具有免疫反应性质，且半衰期短、稳定性差mPEG2修
23、饰水溶性的N,O-羧甲基壳聚糖（NOCC）修饰,7、尿激酶（urokinase，UK）是一种具有溶解血栓功能的碱性蛋白酶。常用于治疗各种血栓性疾病，如心肌梗死、脑血栓、肺血栓、视网膜血管闭塞、风湿性关节炎等。,8、纳豆激酶（nattokinase）可催化血纤维蛋白水解，同时可以激活纤溶酶原成为纤溶酶。,纳豆激酶能够专一溶解血栓，对纤维蛋白原没有降解活性，大量使用不会引起出血，可以预防和辅助治疗以下病症：脑血栓、脑梗塞、心肌梗塞、血栓后遗症、血栓静脉炎、脉管炎等。,9、凝血酶（thrombin）可用于各种出血性疾病的治疗。10、组织纤溶酶原激活剂（plasminogen activator，PA
24、）在治疗心肌梗死、脑血栓等方面疗效显著。,11、乳糖酶（lactase）可用于乳糖不耐症等的治疗。12、核酸类酶（ribozyme）可阻断某些不良基因的表达，用于基因治疗或病毒性疾病的治疗。,三、酶在药物制造方面的应用1、青霉素酰化酶制造半合成抗生素青霉素酰化酶可催化青霉素或头孢霉素水解生成6-氨基青霉烷酸或7-氨基头孢霉烷酸。又可进一步催化酰基化反应，合成新型头孢霉素。,青霉素G或V 6-氨基青霉烷酸 氨苄青霉素,青霉素酰化酶,（6-APA）,青霉烷酸的生产,6-氨基青霉烷酸（6-APA）,2、-酪氨酸酶制造多巴,-酪氨酸酶可催化L-酪氨酸氧化，生成二羟苯丙氨酸（多巴）。多巴可用于治疗帕金森
25、氏症。,3、核苷磷酸化酶制造阿糖腺苷,阿糖尿苷+磷酸,尿苷磷酸化酶,尿嘧啶+阿拉伯糖-1-磷酸,嘌呤核苷磷酸化酶,阿糖腺苷,阿拉伯糖-1-磷酸+腺嘌呤,抗癌、抗病毒,4、无色杆菌蛋白酶制造人胰岛素可特异性地催化胰岛素B链羧基末端（第30位）上的氨基酸置换反应，由猪胰岛素（Ala-30）转变为人胰岛素(Thr-30)，以增加疗效。,猪胰岛素,人胰岛素,5、多核苷酸磷酸化酶生产聚肌胞RNAn+核苷二磷酸=RNAn+1+磷酸该酶还可催化肌苷酸聚合生成聚肌苷酸，也可催化胞苷酸聚合生成聚胞苷酸，还可催化肌苷酸和胞苷酸混合聚合生成聚肌胞。,抗病毒、抑癌、增强肌体免疫力,一、在环境监测方面的应用,1、利用胆
26、碱酯酶检测有机磷农药污染胆碱酯酶可以催化胆碱酯水解生成胆碱和有机酸。有机磷农药是胆碱酯酶的一种抑制剂，可以通过检测胆碱酯酶的活性变化，来判定是否受到有机磷农药的污染。,第四节 酶在环境保护方面的应用,通过检测家鱼血清乳酸同工酶（SLDH）的活性变化，可以检测水中重金属污染的情况及其危害程度。镉和铅的存在可以使SLDH5活性升高；汞污染使SLDH1活性升高；铜的存在则引起SLDH4的活性降低。,2、利用乳酸脱氢酶的同工酶监测重金属污染,3、通过-葡聚糖苷酸酶监测大肠杆菌污染将4-甲基香豆素基-葡聚糖苷酸掺入选择性培养基中，样品中如果有大肠杆菌存在，大肠杆菌中的-葡聚糖苷酸酶就会将其水解，生成甲基
27、香豆素。甲基香豆素在紫外光的照射下发出荧光。由此可以监测水或食品中是否污染大肠杆菌。4、利用亚硝酸还原酶检测水中亚硝酸盐浓度通过亚硝酸还原酶电极，可以检测水中亚硝酸盐的浓度。,二、在废水处理方面的应用淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、亚硝酸还原酶含酚废水的处理过氧化物酶多酚氧化酶,含有残留有机氯农药土壤的处理某些细菌中含有一种特殊的甲烷单加氧酶(MMO),具有比较广泛的底物选择性，能够催化降解大多数氯代烃污染物先转化成相应的醇，然后再在其它酶作用下，分解成无害物质。,HNO3+还原型受体=HNO2+受体,硝酸还原酶,HNO2+还原型受体=NO+H2O+受体,亚硝酸还原酶,2NO+还原型受体=N2+受体,
28、氧化一氮还原酶,含有硝酸盐、亚硝酸盐的地下水或废水，可以采用固定化硝酸还原酶（nitrate reductase,EC1.7.99.4）、亚硝酸还原酶(nitrite reductase,EC1.7.99.3)和氧化一氮还原酶(nitric-oxide reductase,EC1.7.99.2)进行处理。使硝酸根、亚硝酸根逐步还原，最终成为氮气。其反应过程如下：,在脂肪酶催化下，己二酸（或癸二酸）与蔗糖在己烷溶液中进行酯化反应，能够生成聚糖酯高聚物：,三、在可生物降解材料开发方面的应用聚酯类、聚糖酯类多肽类、聚酰胺类,第五节 酶在分析检测方面的应用,利用酶催化作用的高度专一性对物质进行检测，巳
29、成为物质分析检测的重要手段。一、概 述 二、单酶反应检测 三、多酶偶联反应检测 四、酶标记免疫反应检测,一、概 述,1.酶法检测：用酶进行物质分析检测的方法统称为酶法检测或酶法分析。酶法检测是以酶的专一性为基础以酶作用后物质的变化为依据来进行的。2.酶法检测的基本条件：要进行酶法检测必须具备两个基本条件：一是要有专一性高的酶，二是对酶作用后的物质变化要有可靠的检出方法3.酶法检测步骤：酶法检测一般包括两个步骤，第一步是酶反应。即将酶与样品接触，在适宜的条件下(包括温度，pH值、抑制剂和激活剂浓度等)进行催化反应。第二步是检测。即测定反应前后物质的变化情况，可以测定底物的减少，产物的增加或辅酶的
30、变化等。,酶标免疫测定技术还可以应用于某些具有亲和力的生物分子对之间的测定。如用酶标抗胰岛素蛋白测定胰岛素的含量，酶标抗生物素蛋白测定生物素含量等。这类检测的原理与酶标免疫测定相类似，但由于不是抗体抗原间的免疫结合，只是分子对之间的亲和结合，故称为酶标亲和检测。,一、酶在除去细胞壁方面的应用1、胞内物质提取2、原生质体的制备,第六节 酶在生物技术领域的应用,G C A A T G C T T A G C C A T,C G T T A C G A A T C G G T A,核酸外切酶,核酸内切酶,核酸外切酶,二、在大分子切割方面的应用1、限制性核酸内切酶,5-GAATTC-33-CTTAAG
31、-5,5-GTTAAC-33-CAATTG-5,EcoR的识别序列,Hae的识别序列,5NNNNNNNGAATTCNNNNNNNN33NNNNNNNCTTAAGNNNNNNNN5,5NNNNNG 3NNNNNCTTAAp,EcoR的识别序列和酶切切口（粘端）,pAATTCNNNNNN3 GNNNNNN5,5NNNNNNGTTAACNNNNN3 3NNNNNNCAATTGNNNNN5,5NNNNNGTT pAACNNNNN33NNNNNCAAp TTGNNNNN5,Hae的识别序列和酶切切口（平端）,能在特异位点（酶切位点）上催化双链DNA分子的断裂,产生相应的限制性DNA片段。存在于细菌体内。
32、切割不同来源的DNA分子将产生特征性限制性酶切图谱，具有重大应用价值（“分子手术刀”）。,G C A A G C T T T A G C C A T,C G T T C G A A A T C G G T A,限制性核酸内切酶,AGCT,AGCT,AGCT,AGCT,AGCT,NNNNN,NNNNNNNNNNNNNNN,NNNNNNN,NNNNNNNN,NNNNNNNNN,NNNN,NNN,Alu,（+）,（-）,电泳,3、碱性磷酸酶可以除去DNA或RNA链中的5-磷酸。在基因工程中，为了防止DNA的自我环化主要用于除去5-磷酸。或用在用32P对DNA或RNA进行5端标记前除去5-磷酸。4、核
33、酸酶S1作用于单链DNA或RNA。用于从具有单链末端的分子中除去单链部分的核苷酸，而变成平整末端的双链DNA。,5、自我剪切酶催化自身RNA分子进行剪切反应。6、RNA剪切酶催化其他RNA分子进行剪切反应。,三、在分子拼接方面的应用,1、DNA连接酶如：T4-DNA连接酶可用于具有粘性摸段的两个DNA片段的连接，也可用于有平整末端的两个DNA片段的连接。2、DNA聚合酶催化DNA复制和修复DNA分子的损伤。在细胞内，主要用于DNA分子缺口修补；在基因工程方面，主要用于聚合酶链式反应，进行基因的扩增。,3、末端脱氧核苷酸转移酶向DNA分子的3-OH末端转移脱氧核苷酸。在基因工程中，利用该酶给DNA片段加上一段同聚体，形成附加末端。采用放射性同位素或荧光标记的脱氧核苷酸进行3端标记，可用于DNA的分离检测。4、反转录酶在基因工程中，该酶应用于从mRNA反转录成互补的DNA（cDNA）,5、蛋白酶金属蛋白酶催化N-末端经修饰保护的L-天冬氨酸与L-苯丙氨酸缩合生成天苯肽（阿斯巴甜）。6、脂肪酶和酯酶用-胰凝乳蛋白酶催化苯丙氨酸与丙氨酸合成二肽。在微水介质体系中，利用脂肪酶与酯酶可以催化不饱和脂肪酸的油脂以及其他酯类的合成。7、自我剪接酶在一定条件下可催化其本身RNA分子的剪切和连接反应。,胰蛋白酶原的激活过程,
