毕赤酵母表达系统：真核表达利器

（一）毕赤酵母表达系统虽然原核表达系统具有生长迅速、成本低廉等优点，但在表达很多真核细胞来源的蛋白质时却无法达到期望效果。二十多年前作为一个将甲醇转换为动物饲料蛋白源的生物系统，如今已发展成为两个重要生物工具：用于细胞生物学研究的真核模式生物和用于重组蛋白生产的表达系统。AOX1基因在细胞内负责绝大多数乙醇氧化酶的活性，AOX1基因表达的特点是严格调控和由甲醇诱导的高水平表达。

理论教育 2023-11-18

酶的应用发展历史-食品酶学与酶工程原理

酶的应用历史悠久，其应用领域随着人们对酶本质认识的不断加深而逐步被推广和拓宽。此后，酶制剂的生产及应用逐步发展起来。第三个阶段是大规模应用阶段，随着生物技术及酶工程的发展，酶制剂的种类及产量急剧增加，酶制剂逐步推广应用到更多生产领域。直到1949年，科学家成功地采用液体深层发酵生产出细菌α-淀粉酶，从此揭开了近代酶制剂工业的序幕，酶制剂及其应用行业也随之进入了快速发展期。

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油脂压榨与改性：溶胶体系、特性及应用

另外，毛油是胶体体系，其中含有的磷脂、蛋白质、黏液质和糖基甘油二酯等与甘油三酯组成了溶胶体系。改性油脂是目前应用和研究脂肪酶的一个热点。油脂的特性主要依赖于其所含有的脂肪酸，1，2-甘油二酯由于具有比甘油三酯更好的乳化效果，因此具有更大的应用价值。采用特殊的脂肪酶的特异性，将甘油三酯中2位上的脂肪酸水解制备得到1，3-甘油二酯。

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GB/T24401—2009《α-淀粉酶制剂》

1 范围本标准规定了α-淀粉酶制剂的术语和定义、产品分类、要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存要求。其他来源的α-淀粉酶制剂可参照相关类别使用，用作饲料添加剂的α-淀粉酶制剂可参照A类产品执行。耐高温α-淀粉酶制剂的酶活力按

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电学解离用于食品纯化

不同蛋白质与离子交换剂形成的键数不同，即亲和力大小有差异，因此只要选择适当的洗脱条件就可将蛋白质混合物中的组分逐个洗脱下来，达到分离纯化的目的。解离基团为强电离基团的称为强离子交换剂，而带有弱解离基团的称为弱离子交换剂。表5-8 蛋白质纯化常用的几种离子交换剂及其性质3.操作过程这类分离方法可采用静态方式，也可采用层析方式，而以层析方式操作为多。

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食品酶学与酶工程原理：利用极端环境挖掘新酶

研究表明，从来自极端环境的宏基因组库中发掘的酶通常具有与环境相符的属性，如耐热、耐冷、耐碱、耐酸和耐盐等。目前已经有许多从极端环境中发掘的新型酶类。此外，由于极端环境微生物高度适应这样的恶劣条件，大多数物种在系统发生上与大肠杆菌相隔很远，因此在宏基因组筛选中形成了一个重要的瓶颈，即缺少可用于筛选系统发生上多样化酶家族的方法。

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酶的物理修饰：重新构建酶提高稳定性

酶分子的空间构象还可以在某些变性剂的作用下发生改变，它首先破坏酶分子原有的空间构象，然后在不同的物理条件下，使酶分子重新形成新的空间构象。结果表明，在20℃下，重新构建的胰蛋白酶与天然胰蛋白酶的稳定性基本相同，而在50℃下，重新构建的酶的稳定性比天然酶提高5倍。

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吸附法在食品酶学与酶工程中的应用

吸附法是最简单的酶固定化方法，包括物理吸附和离子交换吸附。但是，由于某些机制不清楚，酶吸附量以及吸附程度与固定化酶活性之间的关系具有不确定性；酶和载体之间结合力弱，吸附法制备的固定化酶易脱落，影响产物纯度和酶的操作稳定性。此外，吸附法中也包含共沉淀。以疏水作用为主的吸附可以促进蛋白质的吸附，即盐析吸附。对蛋白质吸附来说，随温度的升高吸附下降。

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细胞破碎方法及原理-食品酶学与酶工程原理

破碎细胞是指通过物理、化学或生物的方法使细胞壁或细胞膜破碎，细胞内的酶释放出来。不同材料破碎细胞的难易情况可能有很大差别，应据此选择不同的破碎方法，使酶充分释放出来，同时避免条件过于激烈而导致酶蛋白变性失效。一般认为超声波破碎的机制是空化作用，空穴的形成、增大和闭合会产生极大的冲击波和剪切力，使细胞破碎。对于细菌，少量的材料可用超声波破碎和溶菌酶等处理，大量材料可用丙酮干粉法，或用自溶法。

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固定化酶（细胞）活力：食品酶学与酶工程原理

固定化酶（细胞）的活力即固定化酶（细胞）催化某一特定化学反应的能力，其大小可用一定条件下它所催化某一反应的反应初速度来表示。固定化酶（细胞）的单位可定义为：每毫克干重固定化酶（细胞）每分钟转化底物的量，表示为μmol/。和游离酶相似，表示固定化酶的活力一般要注明下列测定条件：温度、搅拌速度、固定化酶的干燥条件、固定化的原酶含量或蛋白质含量及用于固定化酶的原酶的比活力。

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杂合酶构建策略及突变提高活力技术

大多数杂合酶是通过蛋白质工程法构建的。杂合酶的构建策略包括点突变及二级结构互换、功能域的替换和融合蛋白三种常见的方式。接下来对于具有部分或者很低活力的杂合酶进行随机突变，则可明显地提高这些杂合酶的活力。图7-7 通过功能域替换制备杂合酶示意图功能域的交换有分子内交换和分子间交换。杂合酶技术是将DNA水平上的突变筛选和蛋白质水平上的酶学研究相结合的一门综合技术。

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食品酶学中的酶超二级结构

在酶分子中经常可以看到由若干相邻的二级结构元件组合在一起，彼此相互作用，形成种类不多的、有规则的二级结构组合或二级结构串，在多种酶中充当三级结构的构件，称为超二级结构、标准折叠单位或折叠花式。超二级结构的概念是由Rossman于1973年首次提出。现在已知的超二级结构有三种基本的组合形式：α α、β β和β α β。图7-2 酶的超二级结构β-发卡结构希腊钥匙拓扑结构β-曲折结构和马蹄铁结构

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食品酶学与酶工程原理：纯化策略及影响因素

在开始纯化以前，要始终记住以下两点：第一，纯化策略是一个系统化的途径和方法。整个策略要考虑的因素很多，包括纯化过程中的应用条件、限制因素以及产物的最终用途等，最终要实现高效、经济的纯化。图5-1所示为产品纯化过程中需要考虑的几种主要因素，包括纯度、回收率、容量以及纯化速度（步骤）等，通常几种因素不可能同时兼顾，因此依据纯化的目标需要有所权衡和取舍。表5-2所示为目标蛋白的不同性质是如何影响选择纯化策略的。

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食品酶学中的多酶复合体-酶工程中的重要原理

在细胞某一代谢过程中，由几种酶彼此嵌合联系在一起，组成的反应链体系称为多酶体系，又称多酶复合体，可进行连续反应。多酶复合体集催化活性于一身，具有以下两方面意义。丙酮酸脱氢酶和二氢硫辛酸脱氢酶规则地排列在二氢硫辛酸转乙酰基酶的周围，形成一个有三种酶组成的多酶复合体。

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利用亲和作用进行纯化的方法

利用生物分子间的这种特异性结合作用而进行的分离纯化技术称为亲和纯化技术。图5-15 配基与载体间的短“臂”在亲和吸附中的作用2.洗脱洗脱以能削弱酶与亲和吸附剂间的相互作用为目的，可以采用的方法很多，下面举例说明。变性、断裂和降解 在常用的洗脱方法无能为力或无法采用时，可以选择较激烈的变性手段。

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食品酶学与酶工程原理：酶制剂的历史与发展

1894年，日本科学家首次从米曲霉中提取淀粉酶，并用作治疗消化不良的药物推向市场，从而开创了人类有目的地生产和应用酶制剂的先例。此后，酶制剂的生产和应用逐步发展起来。然而，在此后的近半个世纪内，酶制剂的生产一直停留在从现成的动植物和微生物的组织或细胞中提取酶的方式。酶制剂工业是生物工程的重要组成部分，各国都十分重视酶制剂的发展。

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