酶工程导论酶工程导论20072007..33生物科学与工程学院生物科学与工程学院办公室：南校区办公室：南校区BB66电话：电话：*********1913710952319Email:xcluo@scut.eduEmail:xcluo@scut.edu任课教师任课教师参考书目参考书目酶工程，郭勇，科学出版社酶工程，郭勇，科学出版社酶工程原理与技术，郭勇，高等教育出版酶工程原理与技术，郭勇，高等教育出版酶工程，罗贵民，化学工业出版社酶工程，罗贵民，化学工业出版社酶学，郭勇、郑穗平，华南理工大学出版酶学，郭勇、郑穗平，华南理工大学出版本课程的主要内容本课程的主要内容通过本课程的教学，帮助学生了解酶工程的基通过本课程的教学，帮助学生了解酶工程的基本方法、原理，了解酶在科学研究、国民经济、本方法、原理，了解酶在科学研究、国民经济、社会生活中的应用和生命科学前沿领域的新进社会生活中的应用和生命科学前沿领域的新进本课程将系统介绍酶工程技术的概念、原理、本课程将系统介绍酶工程技术的概念、原理、研究方法、发展方向，同时介绍酶工程领域的研究方法、发展方向，同时介绍酶工程领域的最新科技成果。内容主要包括酶的基本特性和最新科技成果。

内容主要包括酶的基本特性和生产、轻工行业用酶、环境和化工行业用酶、生产、轻工行业用酶、环境和化工行业用酶、医药诊断治疗用酶、酶的进化和人工设计等前医药诊断治疗用酶、酶的进化和人工设计等前沿领域。沿领域。1．．高等教育的目标高等教育的目标全面素质教育有一定专业方向的全面素质的培养，面对多个方面的挑战职业教育从事某一种职业的训练和准备人是物的附件以人为本为什么开设科学技术系列课程？为什么开设科学技术系列课程？““……everyHarvardgraduate……everyHarvardgraduateshouldbroadlyeducatedbroadlyeducatedtrainedtrainedparticularacademicspecialtyacademicspecialtyconcentration.”concentration.”每一个哈佛毕业生应该受到每一个哈佛毕业生应该受到广博教育广博教育并且还应在专门的学科方并且还应在专门的学科方面得到一定的面得到一定的培训培训..””哈佛大学核心课程主要包括六大门类哈佛大学核心课程主要包括六大门类各国文化各国文化历史研究历史研究文学美术文学美术道德伦理道德伦理科学科学::数学数学,,生命科学生命科学社会分析社会分析着重点:人格的养成;思辨能力和思维习惯的养成;分析、把握和解决问题的能力的养成.数理化课课专业基础课19801980年以来，世界著名大学如年以来，世界著名大学如MITMIT等，纷纷把生物类课程列为全校必修课纷纷把生物类课程列为全校必修课..19951995年以后，国内重点理工科大学陆续年以后，国内重点理工科大学陆续把生物类课程列为全校非生物类专业大学把生物类课程列为全校非生物类专业大学生的限选或必修课程。

生的限选或必修课程。酶的重要性酶的重要性新陈代谢是生命活动的基础，而构成新陈新陈代谢是生命活动的基础，而构成新陈代谢的许多复杂而有规律的物质变化和能代谢的许多复杂而有规律的物质变化和能量变化，都是在酶催化下进行的。量变化，都是在酶催化下进行的。基因组计划已经基因组计划已经描绘出人类完整描绘出人类完整的生命周期的生命周期““元元素表””，，生命科生命科学研究已进入后学研究已进入后基因组时代基因组时代。。医药生物技术人类基因组学及相关科学农业生物技术动植物基因组学及相关科学工业生物技术微生物基因组学及相关科学推动目前人类所了解的微生物仅占总数1％，故以微生物和酶为主的工业生物催化技术的发展潜力非常大，发展空间较大。推动推动拉动人口健康食品资源能源环境拉动拉动RedBiotechnologyGreenBiotechnologyWhiteBiotechnology物质加工方式的变革可持续可持续发展发展不可持不可持续发展续发展化石资源化学催化剂基础物质加工业（含化工、医药、石化、食品、材料和能源等）生物催化剂生物质资源传统加工方式新一代加工方式石油精炼有机化学化工过程化学反应多步溶剂,催化剂能量石油石脑油石油化学产品关键化合物乙烯、丙烯、丁二烯苯、甲苯、二甲苯生物基化学产品生物有机化学新化学工业过程生物催化化学催化工艺绿色化COHOHOOHOHOH关键化合物D-葡萄糖可持续社会短缺燃料分解生物质加工的重大产品体系生物质加工的重大产品体系C4C3C2C1甲烷、甲醇等乙醇、乙酸、乙烯、乙二醇等乳酸、丙烯酸、丙二醇等丁二酸、富马酸、丁二醇、丁四醇等柠檬酸、山梨醇等C5C6苯、苯酚等执行具体的生理功能执行具体的生理功能--唾液、胃液中的消化唾液、胃液中的消化酶，凝血酶等酶，凝血酶等清除有害物质清除有害物质,,起保卫作用起保卫作用--过氧化物酶，超过氧化物酶，超氧化物岐化酶等氧化物岐化酶等协同激素等生理活性物质在体内发挥信号协同激素等生理活性物质在体内发挥信号转换转换,,传递与放大作用传递与放大作用,,调节生理功能调节生理功能--蛋白蛋白激酶激酶催化代谢反应催化代谢反应,,建立各种各样代谢体系与代建立各种各样代谢体系与代谢途径谢途径--葡萄糖、氨基酸、核酸代谢葡萄糖、氨基酸、核酸代谢基因工程工具酶基因工程工具酶基因组学基因组学蛋白组学蛋白组学工业用酶：淀粉糖业工业用酶：淀粉糖业农业用酶：饲料农业用酶：饲料医疗用酶：蛋白酶医疗用酶：蛋白酶检测试剂检测试剂抗病毒等新药物开发抗病毒等新药物开发“绿色健康，“酶”力无限洗涤剂、纺织、淀粉制糖、发酵、酒精、食品（包括果蔬汁、啤酒酿造、谷物食品、蛋白水解、和功能食品以及食用油脂）、饲料、皮革、造纸和化工等工业领域溶菌酶凝血酶栓溶酶类与心血管疾病SOD与化妆品行业消化酶类消化酶类健美生消化酶健美生消化酶——帮助肠胃蠕动帮助肠胃蠕动【产品规格产品规格】】9090片／瓶【【食用方法食用方法】】成人每日成人每日33片，随主餐服用片，随主餐服用【成分成分((每片含每片含))】】11))消化蛋白质：木瓜蛋白酶消化蛋白质：木瓜蛋白酶5050毫克、菠萝蛋白酶毫克、菠萝蛋白酶3030毫毫22))消化脂肪：脂肪酶消化脂肪：脂肪酶3030毫克；毫克；33))消化碳水化合物消化碳水化合物//淀粉：淀粉酶淀粉：淀粉酶5050毫克；毫克；44))消化乳制品：乳糖酶消化乳制品：乳糖酶3030毫克；毫克；55))消化纤维：纤维素酶消化纤维：纤维素酶1515毫克。

毫克。另含：能抑制过多胃酸的葡萄糖酸钙，能缓解反胃薄 另含：能抑制过多胃酸的葡萄糖酸钙，能缓解反胃薄 荷叶和茴香 荷叶和茴香 【适用人群适用人群】】 消化不良者 消化不良者 肠胃疾病患者 肠胃疾病患者 大病初愈者 大病初愈者 淀粉酶类与淀粉糖业 果汁生产与果胶酶 乳制品与凝乳酶 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。 Bio-FeedPhytase 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。 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 球并增加织物的光洁度和柔软度 青霉素酰化酶与抗生素改造 现代基因工程的创始人 现代基因工程的创始人P 伯格（美国（美国,1926 ,1926－）在 －）在1960 1960年以敏锐的科学 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 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呢？ 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呢？ 1972 1972年，伯格把两种病毒的 年，伯格把两种病毒的DNA DNA用同一种 用同一种限制性内切酶 限制性内切酶切割后，再用 切割后，再用DNA DNA 连接酶 连接酶把这两种 把这两种DNA DNA分子连接起来，于是产生了一种新的重组 分子连接起来，于是产生了一种新的重组DNA DNA分子， 分子， 首次实现两种不同生物的 首次实现两种不同生物的DNA DNA体外连接，获得了第一批重组 体外连接，获得了第一批重组DNA DNA分子，这 分子，这 标志着基因工程 标志着基因工程技术的诞生。

伯格因此获得了1980 1980年诺贝尔化学奖 年诺贝尔化学奖。 目的基因 目的基因 基因载体 基因载体 重组体 重组体 分分 切切 “分子剪刀”的发现者分子剪刀”的发现者 DNA DNA 连接酶 连接酶 ““分子针线 分子针线”” 限制性内切酶 限制性内切酶 ““分子手术刀 分子手术刀”” 限制性 酶活性 缓冲液 甲基化 底物性状 DNA缠绕成的染色体末端，有称做端粒（telomere）的区 域。控制着细胞的分裂次数，端粒随着细胞分裂每次变短， 短到某个程度，细胞将不再分裂。人的一生中，细胞大约能 分裂50～60次。因此端粒是控制生理寿命的生物钟，而端粒 长短就成为表示细胞“年龄”的指标。如果加入一种“端粒 酶”阻止它缩短，就可使细胞保持年轻，人就像吃了“唐僧 肉”一样实现长生不老的梦想。 Iressa Iressa (ZD(ZD1839 1839)) 阿斯利康公司 阿斯利康公司 苯胺喹啉化合物（ 苯胺喹啉化合物（anilinoquinazoline anilinoquinazoline）） 强效 强效EGFR EGFR（表皮生长因子受体）酪氨酸激酶抑制剂。 （表皮生长因子受体）酪氨酸激酶抑制剂。

对癌细胞的增殖、生长、存活的信号转导通路起阻断 对癌细胞的增殖、生长、存活的信号转导通路起阻断 作用。 作用。 增加 增加PPD PPD、、Taxel Taxel、、Doxtaxel Doxtaxel、、ADM ADM治疗 治疗NSCLC NSCLC有效率 有效率99～ 2020％％ 不良反应：皮疹、恶心、呕吐、腹泻。 不良反应：皮疹、恶心、呕吐、腹泻。 增生 凋亡血管生成 转移 细胞膜 癌细胞 ZD1839 细胞核激酶 ZD1839:ZD1839: 作用机制 作用机制 苯丙氨酸代谢途径关系到三种遗传 苯丙氨酸代谢途径关系到三种遗传 PKU苯丙酮尿症脑发育受阻，严重脑 力呆滞，智商0－50 白化病 限制性内切酶图谱多态性技术（RFLP） 基因突变使得内切酶图谱改变 电泳放射性探针杂交 图谱多态性 红细胞 红细胞66-- 磷酸葡萄糖脱氢酶缺陷症 磷酸葡萄糖脱氢酶缺陷症 (G6PD) (G6PD) 杜顺德，儿科学专家，华西医科大学儿科创始人，杜顺德，儿科学专家，华西医科大学儿科创始人， 是中国蚕豆病的最先发现者和命名人。 是中国蚕豆病的最先发现者和命名人。 19551955年粤东地区发生蚕豆病大流行，患者达 年粤东地区发生蚕豆病大流行，患者达 1000 1000人以上。广东省很重视这一问题，特邀杜顺 人以上。广东省很重视这一问题，特邀杜顺