酶的定向进化研究及其在工业生物催化中的应用

综合概括了各种蛋白质改造与微生物代谢途径改造的非理性定向进化技术的原理、特点,介绍了这些技术在高性能工业生物催化剂改造中的应用。     

辣根过氧化物酶生物传感器催化与抑制动力学研究

为研究固定化的辣根过氧化物酶降解酚类有机污染物及检测环境有毒物质过程的动力学机制 ,利用伴刀豆蛋白A与糖蛋白的特异性吸附性质将辣根过氧化物酶层层固定在玻碳电极表面 ,制备了一种灵敏度高、性能稳定的辣根过氧化物酶多层膜生物传感器 ,并推导出了辣根过氧化物酶对过氧化氢、对苯二酚的催化反应以及苯肼对该反应的抑制作用的动力学模型。运用酶传感器实验数据 ,对推导出的动力学模型进行了拟合与参数估计。     

手性技术与生物催化

简要介绍了手性,手性技术与生物催化的基本概念。手性,是指一个有机分子具有不对称性,形成两种空间排布方式不同的对映异构体。手性技术即生产手性化合物的技术,手性化合物的制备方法主要有手性源、外消旋体拆分、不对称合成等几种。生物催化,即利用酶或微生物等生物材料催化进行某种化学反应,被认为是手性化合物生产取得突破的关健技术。文章还介绍了生物催化外消旋体拆分、生物催化不对称合成等几种生产手性化合物的应用实例。     

生物催化中的酶固定化研究进展

生物催化是指利用酶或者生物有机体(细胞、细胞器和组织等)作为催化剂进行化学转化的反应过程。酶催化在食品、化学和制药等不同领域的应用中发挥着重要作用,促进了绿色制造以及精细化学品,食品添加剂和药物的可持续生产。在工业化酶促反应中,酶的固定化有助于实现酶的回收或可重复使用并提高其稳定性。随着现代生物技术的不断发展以及学科间的相互渗透,相较于基于普适性思维设计的传统固定化酶策略,根据酶的特性以及应用需求研发的新型固定化方法,以及微/纳米结构等具有优秀比表面积材料的出现,都提供了高负载的固定化材料,并通过多功能的固定化方法有效提高了酶的固定化效率。作为现代合成化学中低碳经济的生产工具,酶提供的化学反应种类几乎可以涵盖所有传统有机合成中的反应策略,因其固定化形态更利于工业化生产,酶固定化技术备受关注。因此,本文对生物催化领域中酶的固定化策略和相关应用进展进行了总结。     

酶膜生物反应器及其应用

酶膜生物反应器是生物反应器的种类之一。它是由高分子膜与酶相结合构成的,是膜科学技术与生物技术相结合的产物,最早是由维塔尔(Weetal)于1966年提出。众所周知,酶是一种具有催化功能的蛋白质,它与一般的化学催化剂相比,具有专一性、效率高和反应条件温和等优点,但是酶也有很多弱点,如较脆弱、易变性失活、使用寿命短及水溶性酶在反应后不易分离,不能重复使用等,因此,已往的惯例是把价格昂贵的酶只用一次即被抛弃,这即不合理又是一种浪     

工业生物催化技术

以蛋白质酶的工程应用为核心的工业生物催化技术,被认为是生物技术继生物医药和转基因植物之后的第三次浪潮。它的发展与应用将对人类的工业化学过程带来根本的变革。工业生物催化的兴起与以下的两个关键技术因素有密切的关系：(1)蛋白质定向进化技术的出现,(2)基因组学和蛋白质组学的发展。探讨了工业生物催化技术的现状和发展趋势,并对我国如何发展该领域的基础和应用研究提出一些见解。     

生物胺降解酶研究进展及其应用

生物胺是存在于发酵食品和酒精饮料中的潜在胺类危害物。如果人体摄入过量的生物胺,则会引起呼吸困难、呕吐和发烧等过敏反应。生物胺降解酶是通过将生物胺氧化成醛类物质来实现降解生物胺的一类酶。目前发现的具有降解生物胺能力的酶主要包括胺氧化酶、胺脱氢酶和多铜氧化酶。本文详细阐述了这3类主要生物胺降解酶的催化机理、底物特异性、酶学性质、应用特性和它们对生物胺的降解效果,归纳和总结了生物胺降解酶的异源表达和分子改造的研究进展,并对生物胺降解酶在基因挖掘、分子改造和表达等方面的研究趋势进行了展望,以期为研究和开发食品中生物胺的酶法降解策略提供参考。     

脂酶催化的羧酸过氧化反应及其应用

脂酶除了催化经典的酯水解及酯化反应外,还能催化脂肪酸的过氧化。过氧脂肪酸也可以进行常规的Prileshajev环氧化。当不饱和脂肪酸参与反应时,就发生不饱和脂肪酸的自身环氧化而形成环氧脂肪酸。这个反应为脂酶的应用开辟了一个崭新的领域。     

生物催化技术研究现状和发展趋势

正生物催化技术是当今国际科技发展的热点,将继信息技术后引领新一轮的全球科技革命。文章介绍了近年来国内外生物催化技术的最新研究进展和发展趋势,包括生物催化剂的发现与改造、生物催化机理、生物合成反应的设计与调控、生物催化系统的设计和构建,以及生物催化技术的工业应用实例等。     

生物催化技术在农药合成中的应用

正农药是最重要的农业化学品之一,农药的加工和生产具有巨大的社会经济价值。农药的分子结构比较复杂,现有农药制造过程普遍存在原料和能源消耗多、环境污染大等问题。利用生物技术实现农药的高效绿色制造,将成为解决上述问题的有效手段。主要介绍生物催化技术在除草剂、杀虫剂、杀菌剂等农药制造中的研究、应用情况及发展趋势。     

双水相生物催化技术的研究进展

双水相生物催化是一种高效且易于放大的生物催化技术,可以有效解决传统生物催化过程中产物浓度低、产物和副产物的抑制、以及生物催化剂难以回收等缺点。介绍了该技术的操作工艺及设备研究及其在抗生素、激素、肽类和有机化舍物酶法合成中的应用研究现状,展望了该技术的可能发展方向。     

工业酶的研发与产业化——生物催化的发展与展望

近年来,酶学领域快速发展,新的技术不断涌现,酶制剂的应用愈加拓宽,除一些传统产业如食品、洗涤剂、纺织、造纸、石油化工等工业领域外,新型能源的开发,如利用植物秸秆等含纤维素丰富的原料制造酒精等,     

生物质谱技术及其应用

质谱是带电粒子按质荷比大小顺序排列的图谱,最初主要用来测定元素或同位素的原子量,随着科学的发展及高性能质谱仪器的出现,质谱被越来越多地应用生命科学研究的许多领域,以其质辅助激光解吸附飞行时间质谱和电喷雾质谱为代表的现代生物质谱技术,为蛋白质等生物大分子的研究提供了必要的技术手段。本文在简介近年来比较常用的几种生物质谱技术的基础上,概述了生物质谱技术在蛋白质,核酸研究及检测分析等几个方面的初步应用。     

生物催化剂研发及生物催化技术的产业化

资源危机与环境压力已经成为现代人类社会实现可持续发展的主要瓶颈,着眼于发展环境友好、过程高效的工业生物技术,有望对社会发展产生巨大的引领和带动作用,工业生物技术的发展将成为解决能源、环境和资源问题的关键,而生物催化是工业生物技术的核心技术.本文介绍了生物催化在工业可持续发展中的地位,国内外研究进展及其影响,并对新型生物催化剂的发现与新的催化功能的开发应用实例进行了介绍.     

酶在非水相介质中的生物催化

本文主要综述了酶在非水相介质中实现生物催化反应的各种反应体系如液－液两相、反胶团、液－固两相、气相等的特点,性质及应用。     

生物催化中酰胺酶立体选择性的影响因素

立体选择性酰胺酶是一种重要的手性合成工具酶,在制备手性羧酸及其衍生物方面具有广阔的应用前景,日益受到重视。在酰胺酶的应用中,其立体选择性影响巨大。从底物、反应温度、pH、添加共溶剂和微生物来源5个方面综述了其对酰胺酶立体选择性的影响,对提高酰胺酶的立体选择性,扩大其在制备光学活性化合物领域的应用具有重要的意义。     

RNA的生物催化功能及其研究进展

长期以来,我们一直认为生命过程中的所有化学反应是在生物催化剂——酶的作用下进行的,而所有的酶都是蛋白质或带有辅基的蛋白质。但近年研究发现,某些RNA分子也具有“酶”的生物催化功能,它们能在一定条件下催化自身或其它RNA分子发生化学反应。Cech(1981,1986)据此提出了RNA生物催化剂的概念,将这些具有酶活性的RNA称之为核酶(ribozyme)。本文简要介绍几种RNA分子的生物催化功能及其研究进展。     

生物信息学在工业生物催化研究中的应用

随着石油等不可再生资源的日益减少以及环境污染问题的日益严重,应用工业生物催化技术改造或取代传统化工工艺已经成为新世纪化学工业可持续发展的研究热点。工业生物催化技术的研究对象是生物催化剂及其催化过程。近来,利用生物信息学技术进行工业生物催化研究已经越来越受到人们的重视。随着工业生物催化的发展,生物信息学将直接指导并加快新型高效生物催化剂的发现及功能改造进程。     

生物固定化技术及其应用研究进展

生物固定化技术具有小型高效、稳定性好、操作简便、易实现连续化、自动化控制等优点,在生物、医药、农业、食品、化工、能源开发、环境保护等方面得到了广泛应用.当前生物固定化的材料已由单一的酶发展到含酶菌体或菌体碎片.固定化方法主要包括载体结合法、交联法和包埋法,这些方法近年来都通过发展新型材料和技术得到了长足发展,生物固定化技术在有机污染物净化、土壤重金属污染修复、真菌毒素降解、生物能源开发等方面都取得了重要进展.今后应在开发固定化生物资源、提高固定化微生物活性、固定化机理和应用等方面加强研究.     

生物过程酶反应及产品技术研究

生物过程酶反应技术具有催化效率高、环境友好等优点,发展势头迅猛,得到了越来越广泛的应用。综述了近年来单酶催化、多酶催化、化学酶法耦合催化,以及酶的混沌催化等方面的研究现状、重大突破及其在重要医药化工产品合成方面的应用,并对其发展趋势进行了展望。