Bài giảng Công nghệ Enzym - Protein

Chia sẻ: Ngọc Lựu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:49

Thêm vào BST

Báo xấu

464
lượt xem 72
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Công nghệ Enzym - Protein trình bày đại cương về enzyme - protein, khái niệm xúc tác sinh học, công nghệ enzyme hiện đại, nhu cầu sử dụng enzyme, tính chọn lọc theo vị trí và không gian, sản xuất enzyme, phương pháp sản xuất enzyme, nguyên liệu sinh học, phương pháp phá vỡ tế bào, nguyên lý sắc kế, enzyme cố định, trị liệu bằng enzyme,... Đây là tài liệu tham khảo bổ ích dành cho sinh viên ngành Y, Sinh học.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Công nghệ Enzym - Protein

Công nghệ Enzym - Protein
Đại cương  Công nghệ enzym: ứng dụng enzym hoặc xúc tác sinh học để tạo ra sản phẩm hay dịch vụ  Ứng dụng của enzym  Công nghiệp:  Thực phẩm: Làm bánh mì, rượu bia, các sản phẩm sữa  Tẩy rửa: protease, lipase  Xử lý tinh bột: các amylase, isomerase  Dệt-da: amylase, lipase, cellulase  Y Dược  Trợ tiêu hóa: amylase, protease  Chẩn đoán: Alcol dehydrogenase, Cholesterol esterase, Creatinase, Glucose oxidase, Uricase  Điều trị: Asparaginase, Lactamase, Urease, Uricase, Streptokinase  Hóa dược: Steroid, Ibuprofen, Salbutamol, Propanolol  Nghiên cứu: Endonuclease, RNase, DNase, Polymerase, Ligase
Khái niệm xúc tác sinh học  Enzym là chất xúc tác của các quá trình sinh học,  Bản chất là protein  Giúp phản ứng đạt được điểm cân bằng nhanh hơn  Enzym không thể xúc tác phản ứng với sự thay đổi năng lượng tự do không thuận lợi trừ khi phản ứng đó có thể song hành với một phản ứng khác có sự thay đổi năng lượng tự do thuận lợi hơn  Giúp phản ứng xảy ra nhanh hơn trong điều kiện bình thường về áp suất, nhiệt độ, pH
Công nghệ enzym hiện đại  Hóa học protein  Lý sinh phân tử  Sinh học phân tử  Cấu trúc, hoạt động của protein-enzym  Can thiệp để thay đổi phân tử protein-enzym
Nhu cầu sử dụng enzym Chỉ tiêu Công nghiệp Phân tích Dược phẩm Lượng sử Tấn Milligam  gam Milligam  gam dụng Độ tinh Không tinh Tinh thể tinh Tinh thể tinh khiết khiết khiết khiết Nguồn gốc Vi sinh vật, Vi sinh vật, động Vi sinh vật, động thường ngoại vật, thực vật, vật, thực vật, bào thường nội bào thường nội bào Giá sản Thấp Trung bình Cao xuất
Xúc tác sinh học  Tính chọn lọc cao  Chọn lọc theo vị trí nhóm hóa học  Chọn lọc không gian  Hoạt động trên cơ chất đa dạng  Hoạt động được trong môi trường không phải là nước  Khả năng đảm nhận lượng cơ chất cao  Có độ bền đủ cao  Tính kinh tế
Tính chọn lọc theo vị trí CH3 CH3 O O N N N N CH3 O N N NH2 vinyl acetat O 5' O N N NH2 HO O C. antarctica lipase HO OH HO OH Dẫn xuất Purine (Nelarabine) Sản phẩm acyl hóa
Tính chọn lọc không gian (S)-naproxen COOH H3CO COOCH3 lipase + H2O COOCH3 H3CO (R,S)-naproxen methyl ester H3CO (R)-naproxen methyl ester
Sản xuất enzym - Nguồn nguyên liệu  Chiết tách  Động vật  Thực vật  Lên men  Vi sinh vật  Nuôi cấy tế bào  Công nghệ gen
Sản xuất enzym - Nguồn nguyên liệu  Chiết tách từ mô: lysozym, papain, bromelin, …  Lên men bề mặt: amylase, protease nấm mốc  Lên men chìm: các enzym dùng trong phân tích và y học  Qui mô lớn: enzym thô dùng trong công nghiệp  Qui mô nhỏ: enzym dùng trong y học  Chủng được chọn lọc thông qua biến đổi di truyền  Tăng hoạt tính  Tính ổn định  Nhiệt độ, pH tối ưu  Chuyển gen sản xuất enzym vào các ký chủ dễ nuôi cấy
Phương pháp sản xuất - Tổng quát • Loại bỏ mô tạp Chuẩn bị nguyên liệu • Phá vỡ tế bào • Ly tâm, lắng Chiết tách • Tủa bông • Lọc • Bay hơi Cô đặc • Tủa • Siêu lọc • Kết tinh trực tiếp Tinh chế • Sắc ký • Hấp phụ • Cô đặc Hoàn chỉnh sản phẩm • Kết tinh • Đông khô • Ổn định
Chuẩn bị nguyên liệu sinh học  Cơ quan động vật  Loại chất béo và mô liên kết trước khi đông lạnh  Bảo quản lạnh đến khi đủ mẫu để xử lý  Nghiền trên máy nghiền thịt và enzym được chiết với dung dịch đệm.  Enzym để phá vỡ tế bào  Nguyên liệu thực vật  Thực vật có thể được nghiền và chiết với dung dịch đệm.  Tế bào cũng có thể được phá vỡ bằng cách xử lý với enzym.  Vi sinh vật  Ngoại bào: tách tế bào ra khỏi dung dịch lên men.  Nội bào: phá vỡ tế bào
Các phương pháp phá vỡ tế bào  Áp suất cao (Manton - Gaulin, French- press)  Nghiền (máy nghiền bi)  Siêu âm  Làm khô (đông khô, dung môi hữu cơ)  Ly giải:  Vật lý: đông lạnh, sốc thẩm thấu  Hóa học: chất tẩy, kháng sinh  Enzym: lysozyme, kháng sinh
French-press
Sản xuất enzym - Chiết tách  Tách dịch enzym ra khỏi các phần khác.  Lắng  Ly tâm liên tục  Lọc  truyền thống  lọc áp suất, lọc chân không  lọc chảy qua (cross-flow filtration).  Phương pháp kết bông
Cô đặc  Bay hơi  Kết tủa  Muối  Dung môi hữu cơ  Polymer  Siêu lọc
Tinh chế  Kết tinh  Điện di  Sắc ký Loại sắc ký Nguyên lý Tách theo Hấp phụ Liên kết bề mặt Ái lực bề mặt Phân bố Cân bằng phân bố Tính phân cực Trao đổi ion Liên kết ion Điện tích Lọc gel Khuếch tán lỗ Kích thước và hình dạng phân tử Ái lực Hấp phụ đặc hiệu Cấu trúc phân tử Kỵ nước Tương tác kỵ nước Cấu trúc phân tử Đồng hóa trị Liên kết đồng hóa trị Tính phân cực Đánh bắt ion kim Sự thành lập phức Cấu trúc phân tử loại
Nguyên lý Sắc ký
Nguyên lý Sắc ký
Chọn Phương pháp sắc ký GF = Lọc gel AC = Sắc ký Ái lực IEX = Sắc ký Trao đổi Ion HIC = Sắc ký Tương tác kỵ nước RPC = Sắc ký Pha đảo