页数：48页文件大小：580.0 KB来源： 酶工程ppt课件
本课件系统展示酶的应用版图。医药方面按疾病诊断、疾病治疗与药物制造三条线展开，给出二十余种诊断用酶与酶活力变化的对应关系、治疗用酶的来源与用途，以及半合成青霉素、人胰岛素等药物的酶法制造；随后介绍酶在淀粉糖业、果汁与乳制品、纺织生物抛光、饲料植酸酶等轻工食品领域的应用，并延伸到环境监测、可降解材料与基因工程工具酶。
本章为《酶工程》第八章，主题为酶的应用，覆盖医药、食品、轻工化工、环境保护与生物技术等领域的酶法应用。
「绿色健康，『酶』力无限」。酶的应用覆盖以下工业领域：
注：源文件「朝氧化物岐化酶」按学名修正为「超氧化物歧化酶」。
| 酶 | 疾病与酶活力变化 |
|---|---|
| 淀粉酶 | 胰脏疾病、肾脏疾病时升高；肝病时下降 |
| 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 | 佝偻病、软骨化病、骨瘤、甲状旁腺机能亢进时，活力升高；软骨发育不全等，活力下降 |
| 谷丙转氨酶/谷草转氨酶 | 肝病、心肌梗塞等，活力升高 |
| γ-谷氨酰转肽酶（γ-GT） | 原发性和继发性肝癌活力增高至 200 单位以上；阻塞性黄疸、肝硬化、胆道癌等，血清中酶活力升高 |
| 醛缩酶 | 急性传染性肝炎、心肌梗塞，血清中酶活力显著升高 |
| 胃蛋白酶 | 胃癌，活力升高；十二指肠溃疡，活力下降 |
| 磷酸葡糖变位酶 | 肝炎、癌症，活力升高 |
| 乳酸脱氢酶 | 肝癌、急性肝炎、心肌梗塞，活力显著升高；肝硬化，活力正常 |
| 端粒酶 | 癌细胞中含有端粒酶，正常体细胞内没有端粒酶活性 |
| 山梨醇脱氢酶（SDH） | 急性肝炎，活力显著提高 |
| 脂肪酶 | 急性胰腺炎活力明显增高；胰腺癌、胆管炎患者活力升高 |
| 肌酸磷酸激酶（CK） | 心肌梗塞活力显著升高；肌炎、肌肉创伤活力升高 |
| α-羟基丁酸脱氢酶 | 心肌梗塞、心肌炎，活力增高 |
| 磷酸己糖异构酶 | 急性肝炎活力极度升高；心肌梗塞、急性肾炎、脑溢血活力明显升高 |
| 鸟氨酸氨基甲酰转移酶 | 急性肝炎活力急速增高；肝癌活力明显升高 |
| 乳酸脱氢酶同工酶 | 心肌梗塞、恶性贫血 LDH1 增高；白血病、肌肉萎缩 LDH2 增高；白血病、淋巴肉瘤、肺癌 LDH3 增高；转移性肝癌、结肠癌 LDH4 增高；肝炎、原发性肝癌、脂肪肝、心肌梗塞、外伤、骨折 LDH5 增高 |
| 葡萄糖氧化酶 | 测定血糖含量，诊断糖尿病 |
| 亮氨酸氨肽酶（LAP） | 肝癌、阴道癌、阻塞性黄疸，活力明显升高 |
| 酶 | 测定的物质 | 用途 |
|---|---|---|
| 葡萄糖氧化酶 | 葡萄糖 | 测定血糖、尿糖，诊断糖尿病 |
| 葡萄糖氧化酶 + 过氧化物酶 | 葡萄糖 | 测定血糖、尿糖，诊断糖尿病 |
| 尿素酶 | 尿素 | 测定血液、尿液中尿素的量，诊断肝脏、肾脏病变 |
| 谷氨酰胺酶 | 谷氨酰胺 | 测定脑脊液中谷氨酰胺的量，诊断肝昏迷、肝硬化 |
| 胆固醇氧化酶 | 胆固醇 | 测定胆固醇含量，诊断高血脂等 |
| DNA 聚合酶 | 基因 | 通过基因扩增、基因测序，诊断基因变异、检测癌基因 |
苯丙酮尿症（PKU）：苯丙氨酸代谢途径异常可导致脑发育受阻、严重脑力呆滞，智商 0－50。苯丙氨酸代谢途径关系到三种遗传病。
建议对照原图核对代谢途径中的酶与中间产物。
本页图示体检表中与酶相关的检验项目，如转氨酶、γ-谷氨酰转肽酶、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶等血清酶学指标。建议对照原图补充各指标的参考区间。
| 酶名 | 来源 | 用途 |
|---|---|---|
| 淀粉酶 | 胰脏、麦芽、微生物 | 治疗消化不良，食欲不振 |
| 蛋白酶 | 胰脏、胃、植物、微生物 | 治疗消化不良、食欲不振，消炎、消肿，除去坏死组织，促进创伤愈合，降低血压 |
| 脂肪酶 | 胰脏、微生物 | 治疗消化不良，食欲不振 |
| 纤维素酶 | 霉菌 | 治疗消化不良，食欲不振 |
| 溶菌酶 | 蛋清、细菌 | 治疗各种细菌性和病毒性疾病 |
| 尿激酶 | 人尿 | 治疗心肌梗塞，结膜下出血，黄斑部出血 |
| 链激酶 | 链球菌 | 治疗血栓性静脉炎，咳痰，血肿，下出血，骨折 |
| 青霉素酶 | 蜡状芽孢杆菌 | 治疗青霉素引起的变态反应 |
| L-天冬酰胺酶 | 大肠杆菌 | 治疗白血病 |
| 超氧化物歧化酶 | 微生物、植物、动物 | 预防辐射损伤，治疗红斑狼疮、皮肌炎、结肠炎 |
| 凝血酶 | 动物、蛇、细菌、酵母等 | 治疗各种出血病 |
| 胶原酶 | 细菌 | 分解胶原，消炎、化脓、脱痂，治疗溃疡 |
| 右旋糖酐酶 | 微生物 | 预防龋齿 |
| 胆碱酯酶 | 细菌 | 治疗皮肤病，支气管炎，气喘 |
| 溶纤酶 | 蚯蚓 | 溶血栓 |
| 弹性蛋白酶 | 胰脏 | 治疗动脉硬化，降血脂 |
| 核糖核酸酶 | 胰脏 | 抗感染，祛痰，治肝癌 |
| 尿酸酶 | 牛肾 | 治疗痛风 |
溶菌酶来源于蛋清、细菌，可治疗各种细菌性和病毒性疾病。本页图示其结构与作用方式，建议对照原图补充作用位点与适用症。
本页图示栓溶酶类（如尿激酶、链激酶、溶纤酶）在心血管疾病治疗中的应用，通过溶解血栓恢复血流。建议对照原图补充给药方式与临床疗效数据。
凝血酶来源于动物、蛇、细菌、酵母等，用于治疗各种出血病。本页图示凝血酶的制备与作用，建议对照原图补充使用注意事项。
以健美生消化酶为例的产品说明：
SOD（超氧化物歧化酶）来源于微生物、植物、动物，用于预防辐射损伤，治疗红斑狼疮、皮肌炎、结肠炎。本页图示其催化超氧阴离子歧化的反应，建议对照原图补充金属辅基类型。
美国医学家 W·F·安德森等人对腺苷脱氨酶缺乏症（ADA 缺乏症）的基因治疗，是世界上第一个基因治疗成功的范例。
1990 年 9 月 14 日，安德森对一例患 ADA 缺乏症的 4 岁女孩谢德尔进行基因治疗。这个 4 岁女孩由于遗传基因有缺陷，自身不能生产 ADA，先天性免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。他们将含有这个女孩自己的白血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管中。
注：源文件在本页末尾截断，治疗后段叙述未能完整提取，建议对照原图补充。
| 酶 | 主要来源 | 用途 |
|---|---|---|
| 青霉素酰化酶 | 微生物 | 制造半合成青霉素和头孢菌素 |
| 11-β-羟化酶 | 霉菌 | 制造氢化可的松 |
| L-酪氨酸转氨酶 | 细菌 | 制造多巴（L-二羟苯丙氨酸） |
| β-酪氨酸酶 | 植物 | 制造多巴 |
| α-甘露糖苷酶 | 链霉菌 | 制造高效链霉素 |
| 核苷磷酸化酶 | 微生物 | 生产阿拉伯糖腺嘌呤核苷（阿糖腺苷） |
| 酰基氨基酸水解酶 | 微生物 | 生产 L-氨基酸 |
| 5'-磷酸二酯酶 | 桔青霉等微生物 | 生产各种核苷酸 |
| 多核苷酸磷酸化酶 | 微生物 | 生产聚肌胞，聚肌苷酸 |
| 无色杆菌蛋白酶 | 细菌 | 由猪胰岛素（Ala-30）转变为人胰岛素（Thr-30） |
| 核糖核酸酶 | 微生物 | 生产核苷酸 |
| 蛋白酶 | 动物、植物、微生物 | 生产 L-氨基酸 |
| β-葡萄糖苷酶 | 黑曲霉等微生物 | 生产人参皂甙-Rh2 |
本页图示青霉素酰化酶催化 6-APA 与侧链缩合，制备半合成青霉素和头孢菌素的改造路线。建议对照原图补充反应式与产物结构。
可增加 PPD、Taxel、Doxtaxel、ADM 治疗 NSCLC 有效率 9～20%。不良反应：皮疹、恶心、呕吐、腹泻。
本页图示 ZD1839 的作用机制：在细胞膜上阻断 EGFR 与 TGFα 结合后的信号转导，使细胞核内与癌细胞增生、凋亡、血管生成、转移相关的信号通路受阻（图中以 X 标记阻断点）。
本页图示淀粉酶类（α-淀粉酶、糖化酶、异淀粉酶等）在淀粉糖业中的应用，涵盖淀粉液化、糖化与各类淀粉糖的生产。建议对照原图补充酶种类与工艺参数。
建议对照原图补充酶用量、作用温度与工艺流程图示。
生物抛光是一种用纤维素酶改善纤维素纤维制品表面的整理工艺，以达到持久的抗起毛起球效果，并增加织物的光洁度和柔软度。
反应式：乙酰-DL-Ala → L-Ala + 乙酸；乙酰-D-Ala 不被水解而保留。Aminoacylase（氨基酰化酶）选择性水解 L-型底物，实现 DL-氨基酸的光学拆分。
建议对照原图核对反应物与产物的结构式。
本页图示利用固定化氨基酰化酶柱连续生产 L-Ala 的工艺流程：泵 → 储罐 → 反应产物 → 离心机 → 消旋反应器 → 固定化酶柱子 → 晶体 L-Ala，未反应的乙酰-D-Ala 经消旋后循环回用。
图中标注路线为 L-Ala、A-D-Ala、A-L-Ala 等物料流。建议对照原图补充设备参数与物料浓度。
酶制剂在国外饲料工业中得到不断应用，不仅提高了饲料原料的转化率，也促进了对饲料的消化。
植酸酶 Bio-Feed® Phytase（Ronozyme® P）主要用于提高植酸磷的消化率，并相应改善钙和其它矿物元素的利用率，大大降低了动物粪便中磷的排放量，有益环保。
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。
建议对照原图核对产物结构式与聚合度。
现代基因工程的创始人 P·伯格（美国，1926－）在 1960 年以敏锐的科学预见力提出一个大胆的设想：是否可以创造出一种人工方法，把外界的遗传基因引入动物体内，以达到改变遗传性状和治疗某些疾病的需要？
1972 年，伯格把两种病毒的 DNA 用同一种限制性内切酶切割后，再用 DNA 连接酶把这两种 DNA 分子连接起来，于是产生了一种新的重组 DNA 分子，首次实现两种不同生物的 DNA 体外连接，获得了第一批重组 DNA 分子，这标志着基因工程技术的诞生。伯格因此获得了 1980 年诺贝尔化学奖。
本页图示基因工程的五大环节：目的基因与基因载体经「分、切、接、转、筛」得到重组体。
相关要素：限制性酶活性、缓冲液、甲基化底物、性状。
| 酶 | 识别序列与作用位点 5′—3′ | 来源 |
|---|---|---|
| Alu Ⅰ | AG↓CT | Arthrobacter luteus |
| Ava Ⅰ | C↓PyCGPuG | Anabaena variabilis |
| BamH Ⅰ | G↓GATCC | Bacillus amyloliquefaciens |
| Bgl Ⅱ | A↓GATCT | Bacillus globigii |
| EcoR Ⅰ | G↓AATTC | Escherichia coli RY13 |
| Hae Ⅲ | G↓GCC | Haemophilus aegyptius |
| Hind Ⅲ | A↓AGCTT | Haemophilus influenzae |
| Hpa Ⅰ | GTT↓AAC | Haemophilus parainfluenzae |
| Kpn Ⅰ | GGTAC↓C | Klebsiella pneumoniae |
| Pst Ⅰ | CTGCA↓G | Providencia stuartii |
| Sal Ⅰ | G↓TCGAC | Streptomyces albus |
| Sma Ⅰ | CCC↓GGG | Serratia marcescens |
| Xba Ⅰ | T↓CTAGA | Xanthomonas badrii |
| Xho Ⅰ | C↓TCGAG | Xanthomonas holicola |
注：源文件为整段粘连文本，本表按「酶／识别序列与作用位点／来源」三列结构推断切分；另修正 OCR 用字：Hacmophilus→Haemophilus、vayiabilis→variabilis、marcens→marcescens、Bacillu→Bacillus、Rye13→RY13，建议对照原图核对。
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