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,     

嗜极菌的极端酶

近年来,嗜极菌极端酶的分离鉴定取得了很大进展。本文简述了极端酶的分离纯化及其某些生化特性、极端酶的稳定因素和应用。极端酶的发现与研究,拓宽了传统的生物催化及应用的范围。但是,关于极端酶的稳定机制及其工业应用,仍有许多难题需要解决。     

嗜极菌的极端酶

近年来,嗜极菌极端酶的分离鉴定以得了很大进展,本文简述了极端酶的分离纯化及其某些生化特性,极端酶的稳定因素和应用。极端酶的发现与研究,拓宽了传统的生物催化及应用的范围,但是,关于极端酶的稳定机制及其工业应用,仍有许多难题需要解决。     

应用酶学研究的几个热点领域

20世纪生物技术得到了迅猛的发展 ,当前生物技术正进入一个崭新的时代 ,生物技术产品不断涌现 ,逐渐形成一个高度密集型的产业——生物技术产业。而应用酶工业作为生物技术产业的一个重要分支 ,也得到了空前的发展 ,这样也就带动了应用酶学的研究。下面是其研究的几个热点领域。1　酶制剂酶制剂 (Enzyme Preparation)是指从生物体 (菌体、动植物体 )中 ,经分离提纯而得到的具有一定纯度和活力的酶制品。商品化的酶制剂 ,按其纯度、效力、价格可分为工业用酶、临床用酶和研究用酶 3类。动植物和微生物均可作为酶制剂的来源。动物酶制剂包括…     

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     

定制酶分子机器/细胞工厂，引领生物制造产业未来

工业酶制剂研发与应用已经渗透到各大工业领域,但中国作为用酶大国、产酶小国面临重大挑战,鉴于以化学催化为核心的基础物质加工业面临资源、能源和环境三大危机,酶工程与生物催化已被列入许多国家的科技与产业发展战略,应用高效、清洁的生物催化技术是实现化学工业可持续发展以及发酵工业产业升级的重要途径之一。文中以2017年第十一届中国酶工程学术研讨会杜邦-杰能科中国酶工程杰出贡献奖获得者特邀报告为基础整理编写而成,从自主酶库构建、酶分子机器/细胞工厂创制及产业化应用等角度概述当前酶工程与生物催化发展现状及前景。     

嗜热菌在纤维素乙醇中的研究进展及应用前景

利用纤维素生产乙醇的研究中,传统的中温微生物在基质范围、酶活性及热稳定性等方面存在不足,难以满足工业需求.嗜热菌具有独特的降解纤维素、半纤维素和生产乙醇的耐高温酶系和代谢途径,不但热稳定性高、而且底物范围广泛,在生物质能学领域有重要的研究价值和应用潜力.综述了在纤维素乙醇研究中具有潜力的嗜热菌的种类、特性、代谢机理和研究进展,并对嗜热菌的应用前景进行了分析与展望.     

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。     

细菌漆酶的研究及应用进展北大核心CSCD

漆酶作为一种绿色环保的多酚氧化酶类,目前被广泛地应用于染料降解、造纸等领域。细菌漆酶与真菌漆酶相比,有更好的热稳定性和更宽的最适pH范围。因此,在工业应用方面更具优势与潜力。综述细菌漆酶的来源、分布、分子结构等基本信息,以及目前细菌漆酶发酵生产水平,并对固定化细菌漆酶进行总结。此外,对细菌漆酶在染料废水、电化学应用及造纸等工业生产方面的应用作简要的介绍。     

漆酶及其应用的研究进展

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,白腐真菌普遍能分泌该酶.有氧条件下,漆酶能催化多种高分子化合物降解,利用该性质漆酶已经广泛应用于生物制浆、污染物生物降解、生物漂白等领域.介绍了目前漆酶在农业和工业各个领域中的应用.     

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。     

α-L-鼠李糖苷酶特性简述及影响酶活的因素

α-L-鼠李糖苷酶是一个非常重要的工业酶,广泛分布于各种生物中。不同来源的α-L-鼠李糖苷酶具有多样性。细菌来源的α-L-鼠李糖苷酶的最适pH接近中性或偏碱性,而真菌来源的α-L-鼠李糖苷酶的最适pH在酸性范围。除此之外,不同来源的α-L-鼠李糖苷酶在最适温度、热稳定性和底物特异性等方面也不尽相同,酶学性质的差异,决定了其在工业应用时所具有的优势和限制。因此,分析不同来源的α-L-鼠李糖苷酶的酶学性质、阐明其在催化机制和底物特异性等方面的异同点、探究底物的糖苷配体和金属阳离子对酶活性的影响以及L-鼠李糖和葡萄糖对酶的竞争性抑制作用,可以为工业生产中准确选择α-L-鼠李糖苷酶提供参考,进一步推动该酶的工业化应用进程。     

极端酶的研究进展

极端酶具有超常的生物学稳定性,能够在极端温度、pH、压力和离子强度下表现出生物学活性,因此极端酶为生物催化和生物转化提供了良机.新的极端物种的发现、基因组序列的确定及基因工程技术的应用,加快了发现和制备新酶的进程.蛋白质工程和定向进化技术进一步改善酶的活性和特异性,促进了极端酶的工业应用.对极端酶的研究加深了人们对酶稳定性机制的理解,丰富了分子进化理论.     

化学修饰法在酶分子改造中的应用

酶的体外不稳定性限制了其工业应用,而化学修饰法通过化学手段在分子水平上对酶进行改造,可有效地改善酶的性质,为酶的应用提供更广泛的前景.综述酶分子的化学修饰方法及其影响因素,并介绍修饰产物的常用检测评价方法.     

工业蛋白质理性设计与应用

作为合成生物学与绿色生物制造等领域的底层核心技术,蛋白理性设计可有效解决天然功能元件性能不足等共性挑战,创制高性能人工酶元件。值此天津工业生物研究所(Tianjin Institute of Industrial Biotechnology, TIB)创立10周年之际,文中回顾了研究所在工业蛋白理性设计领域的系列重要工作进展。从酶设计方法学研究、新酶反应设计到生物催化应用等方面进行了分析讨论,并展望了本领域未来发展方向。望借此搭建学术界和产业界与酶理性设计的桥梁,促进新技术、新策略的开发应用,加速融合人工酶的基础研究与产业应用,推动我国生物制造领域的科技创新升级。     

融合酶构建技术在酶的改性以及多功能酶的构建方面的应用

融合酶技术是酶的改造技术之一。应用融合酶技术还可以创造出多功能的新酶,这些新酶有望应用于食品、化工等领域。目前研究表明,融合酶在低聚糖制备,生物燃料,生物材料,氨基酸发酵以及生物传感器等领域极具应用前景。融合酶的构建技术有理性设计和非理性设计,这两种技术各有利弊。整理了近年融合酶在以上领域中的研究成果,对融合酶的工业应用进行讨论。     

6-α-葡糖基-β-环糊精对辣根过氧化物酶性能的影响

辣根过氧化物酶 (ＨＲＰ ,ＥＣ1 .1 1 .1 .1 7)催化酚类及芳香胺类物质进行羟基化、氧化或聚合。这些反应在精细化学品、食品添加剂、功能性材料制备以及有机废水治理中具有重要的应用价值[1]。但是由于在某些条件下酶的稳定性及催化活性较低 ,限制了其在工业中的应用范围。酶的稳定性可以通过对酶分子所处微环境性质的调节而加以改善。实现这种作用的一种有效方法是利用一些特殊成分 ,如糖苷类、多元醇类 ,或有机溶剂与酶之间的修饰作用[2 ]。有关研究显示 ,这些成分能够起到调节酶分子的亲水性 /疏水性及空间构象 ,改善其催化性能及对环境…     

酶分子化学修饰研究进展

酶是高效生物催化剂,在工业和临床医药上应用广泛。但由于酶是蛋白质,稳定性差,且在生物体内有较强的免疫原性,因而严重制约了其应用。对酶分子进行化学修饰是提高其稳定性和降低免疫原性的有效途径。简要介绍几种改进酶催化特性的方法、酶分子修饰效果的分析与评价、酶通过化学修饰获得的新性质及其原理、酶化学修饰的研究动态等。     

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。