工业酶的现状和未来发展

应用工业酶往往能给最终产品制造商带来诸多好处,包括降低能耗、减少成本、产生更少废物等,正是由于具有这些优势,近年来在工业生产中,工业酶的应用越来越广泛.尽管如此,工业酶市场的发展也面临着不少的挑战.特别是产品生命周期已处于成熟和衰退阶段的工业酶市场面临销售下滑的局面.正因为如此,技术的更新以及新的应用领域的开拓将引领工业酶市场的发展.为此,我们特别邀请了杜邦工业生物科技事业部亚太应用中心总监段钢博士,以连载的形式,对工业酶制剂以及酶技术的开发进行解读,并介绍工业酶在淀粉生产和淀粉深加工、生物燃料、生化品的生产、食品和饲料及纺织和洗涤等方面的应用,以期读者对工业酶的开发和应用情况有一个更深入的了解     

工业蛋白质构效关系的计算生物学解析

工业催化用酶已经成为现代生物制造技术的核心"芯片"。不断设计和研发新型高效的酶催化剂是发展工业生物技术的关键。工业催化剂创新设计的科学基础是对酶与底物的相互作用、结构与功能关系及其调控机制的深入剖析。随着生物信息学和智能计算技术的发展,可以通过计算的方法解析酶的催化反应机理,进而对其结构的特定区域进行理性重构,实现酶催化性能的定向设计与改造,促进其工业应用。聚焦工业酶结构-功能关系解析的计算模拟和理性设计,已成为工业酶高效创制改造不可或缺的关键技术。本文就各种计算方法和设计策略以及未来发展趋势进行简要介绍和讨论。     

科技信息与服务

美国的酶工业由于技术和市场两方面的新现象,美国的酶工业正经历着一场重大变革。影响今天美国酶工业的是几项新技术和新发明,从历次工业变革的规律看,市场需求和为满足这一需求在技术上的可能性是一切工业技术变革所必须具备的两大要素,同时也构成了美国酶工业发展、开拓的先兆。市场推动力包括“绿色化学”、手性技术、低消耗和高效率,这些都使得酶制剂比已往任何时期都更有吸引力。     

工业环境下酶蛋白的催化行为与适应性改造研究进展

酶在工业上有着广泛应用和巨大潜力,但工业生产中高温、强酸/碱、高盐、有机溶剂和高底物浓度等条件仍然制约着酶的大规模应用。为使酶能更好地在工业环境下发挥催化作用,目前的主要策略是对酶进行适应性改造(如理性或半理性设计、定向进化、固定化等)。文中简要阐述了酶在工业环境下的催化行为以及近年对其适应性改造的研究进展,以期为酶的适应性改造提供参考。     

右旋糖酐酶研究进展

右旋糖酐酶是一种将高分子右旋糖酐催化降解为低分子量多糖的水解酶。该酶及其催化产物在医药、食品、化工等工业领域具有重要的应用价值与广泛的工业用途,因此近年来国内外对右旋糖酐酶的研究逐渐增多。结合文献记载及本实验室研究成果,对右旋糖酐酶的研究进展及其工业应用进行综述,并对当前有关该酶研究的热点和重点、国内右旋糖酐酶研究存在的问题以及未来的研究趋势提出了见解。     

用固定化5′-磷酸二酯酶工业生产5′-核苷酸

自从固定化氨基酰化酶在日本获得工业应用以来,已引起各国广泛注意,至今已有近10个固定化酶在一些先进国家投入工业使用。我们自1970年开展固定化酶研究以来,已将我     

工业酶结构与功能的构效关系

工业酶是绿色生物制造的"芯片",支撑着下游数十倍甚至百倍的产业。解析工业酶结构与功能关系是对其设计改造并应用于工业生产的基础。近年来随着蛋白结构解析技术和计算模拟技术的发展,酶结构与功能的构效关系得到更加深刻的认识,使得酶理性设计,甚至是从头设计成为可能。文中围绕酶结构的可塑性及其催化功能的多样性,综述工业酶结构与功能构效关系的研究进展及应用,并展望该领域的未来发展前景。     

遗传工程在食品和发酵工业中的应用

80年代中期,遗传工程在食品和发酵工业中的研究和应用越来越广泛。利用遗传工程技术克隆编码酶的基因,经基因扩增可以提高酶的产量,或发酵产物的产量。这是酶工业发展     

工业酶与绿色生物工艺的核心技术进展

绿色生物工艺是国家战略性新兴产业,具备高效、安全、节能、环保等特点,市场前景广阔。工业酶是绿色生物工艺的“芯片”,新型高效工业酶的开发与应用相关技术是绿色生物工艺的核心。文章综述了工业酶制剂产业现状、以中国科学院天津工业生物技术研究所为代表的研发机构在工业酶及绿色生物工艺开发应用方面产生的一系列关键技术突破与研发进展,展示了通过酶与生物技术的进步提升传统加工产业发展的典型案例,随着这些核心技术的发展将推动越来越多的传统制造业走向绿色可持续发展路线。     

后基因组时代工业酶资源的挖掘和应用

工业酶应用范围遍及化工、医药、轻工、食品、能源及环境保护等领域,是现代生物技术中相对成熟而又发展潜力巨大的核心产业.随着全球范围日益突出的资源环境压力和绿色合成产业的需求,工业酶的应用和需求量迅速增加,工业新酶的挖掘和开发就显得尤为重要和迫切.     

生物转化中的逆胶囊酶催化

作为生物催化剂的酶以其催化力强、范围广、专一性高,适合于温和条件、水溶液和低底物浓度中催化等特点而得到广泛应用。酶固定化技术的发展使酶催化的工业应用范围更为广阔,但酶促反应需要以水为反应介质,若反应物难溶于水或反应本身要求不能有大量水存在(如酯化反应),则传统的酶反应就难于实现。这些因素限制了酶在工业上的应用。     

工业酶的现状与展望

工业酶应用领域遍及化学品、医药、轻工、食品、能源及环境保护等,具有良好基础,是现代工业生物技术中相对成型而又潜力巨大的核心产业。近年来因应全球范围突增的资源环境压力和绿色经济需求,工业酶在各个工业领域的应用加快。一个显著的例子是近年来国际上发展迅速的抗生素的全酶法生产,     

GH57家族高温淀粉普鲁兰酶的结构与功能分析

摘要：淀粉普鲁兰酶(E.C. 3.2.1.1/41)同时具有淀粉酶(E.C. 3.2.1.1)和普鲁兰酶(E.C. 3.2.1.41)的功能,属于糖苷水解酶GH13和GH57家族。由于淀粉普鲁兰酶可以同时水解α-1,4和α-1,6糖苷键,在淀粉糖化工业中具有降低生产成本、提高生产效率和提高糖化率的作用。其中高温淀粉普鲁兰酶由于能够在淀粉工业液化条件下同时催化淀粉的液化和糖化反应,因此在淀粉糖化工业中更具有应用价值。另外,淀粉普鲁兰酶的双功能催化机制对酶学研究中也具有重要价值。该文就近年高温淀粉普鲁兰酶的结     

工业属性普鲁兰酶的开发及其催化性能改善的研究进展

摘要：普鲁兰酶是能够水解支链淀粉α-1,6-糖苷键的脱支酶,主要应用于食品加工工业,但目前能够满足工业过程要求的普鲁兰酶仍较为有限。利用现代生物技术的新型普鲁兰酶产生菌种的选育、普鲁兰酶的异源表达、基于蛋白结构特征的酶分子改造为具有工业属性普鲁兰酶的开发提供了新的手段。此外,通过底物修饰和固定化也能在一定程度上改善普鲁兰酶的催化特性与功能。主要综述了普鲁兰酶的发现、表达与改造及性能改善方法等方面的研究进展。     

大数据时代工业酶的发掘、改造和利用

正从当今的生物信息大数据出发,提出有别于传统方法的工业酶挖掘新思路。在此基础上结合最新研究成果,简要介绍几种典型工业酶的设计和改造新策略。随着资源、环境问题的日益加剧,可持续发展已成为全社会的共同目标。当今社会对"可持续发展"、"绿色化学"以及"环境友好制造"的呼声越来越高。以节能、降耗、减排和高效生产为目标,基于工业酶催化剂的绿色制造过程也越来越     

海因酶的研究进展

海因酶在生产手性药物中间体上具有广泛的应用价值,本文综述了海因酶的研究历史、分类与进化、酶学性质、工业应用及发展方向。     

极端酶及其工业应用

无论是从极端环境中筛选天然极端酶,还是由蛋白质工程构建的突变酶,或者是交联酶晶体,都可以提高酶夺环境的抵卸能力及其稳定性,从而使酶在工业上的应用有了突破性的进展。     

海因酶的研究进展

海历酶在生产手性药物中间体上具有广泛的应用价值,本文综述了海因酶的研究历史、分类与进化、酶学性质、工业应用及发展方向。     

工业酶蛋白研究的重要进展

作为生物催化剂的核心,工业酶的研究在近年来取得了许多重要的进展,特别是具有重要意义的新酶发现、酶家族研究、酶的分子改造等领域出现了许多突破性的进展。     

工业酶进展和未来展望

<正>回顾了近两年工业酶的发展和市场状况,分析了不同领域、国家和地区的应用情况,特别是饲料酶的使用,同时对未来的工业酶制剂发展前景进行了展望。2012年末~2013年初,应《生物产业技术》邀请,笔者分几个专题按不同市场和酶制剂应用的类型介绍了:工业酶制剂的现状和未来发展;酶制剂在淀粉生产和淀粉加工上的应用;酶和生物