生物酶是什么

簡而言之，酶工程就是將酶或者微生物細(xì)胞，動植物細(xì)胞，細(xì)胞器等在一定的生物反應(yīng)裝置中，利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手段將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)并應(yīng)用于社會生活的一門科學(xué)技術(shù)。它包括酶制劑的制備,酶的固定化,酶的修飾與改造及酶反應(yīng)器等方面內(nèi)容。酶工程的應(yīng)用，主要集中于食品工業(yè)，輕工業(yè)以及醫(yī)藥工業(yè)中。 實(shí)際上，人類有意識地利用酶已經(jīng)有好多年歷史了，也經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段，開始的時(shí)候，人們直接從動植物或微生物體內(nèi)提取酶做成酶制劑，用于產(chǎn)品生產(chǎn)，這種方法直到現(xiàn)在仍被誕用。 比如說，現(xiàn)在我們使用的洗滌劑，大部分是加酶的，其去污力大大加強(qiáng)了。此外，在制造奶酪、水解淀粉、釀造啤酒及硯烤制中，酶制劑都可以得到直接的應(yīng)用。 由于從動植物中撮酶化較麻煩，數(shù)量也有限，人們普遍看好通過微生物大規(guī)模培養(yǎng)，然后從中提取酶，以獲取大量酶制劑的方法。目前，很多的商品酶，如淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等等，主要是來自于微生物的。所以酶工程離不開微生物發(fā)酵工程，也可以說是發(fā)酵工程的產(chǎn)物。 在七十年代以后，伴隨著第二代酶——固定化酶及其相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)生，酶工程才算真正登上了歷史舞臺。固定化酶正日益成為工業(yè)生產(chǎn)的主力軍，在化工醫(yī)藥、輕工食品、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。不僅如此，還產(chǎn)生了威力更大的第三代酶，它是包括輔助因子再生系統(tǒng)在內(nèi)的固定化多酶系統(tǒng)，它正在成為酶工程應(yīng)用的主角。 我們知道，酶在生物體內(nèi)的含量是有限的，不管是哪種酶，在細(xì)胞中的濃度都不會是很高的，這也是出于生物機(jī)體生命活動平衡調(diào)節(jié)的需要。可是這樣一來，就限制了直接利用天然酶更有效地解決很多化學(xué)反應(yīng)的可能性。 利用基因工程的方法可以解決這一難題。 只要在生物體內(nèi)找到了某種有用的酶，即使含量再低，只要應(yīng)用基因重組技術(shù)，通過基因擴(kuò)增與增強(qiáng)表達(dá)，就可能建立高效表達(dá)特定酶制劑的基因工程菌或基因工程細(xì)胞了。把基因工程菌或基因工程細(xì)胞固定起來，就可構(gòu)建成新一代的生物催化劑——固定化工程菌或固定化工程細(xì)胞了。人們也把這種新型的生物催化劑稱為基因工程酶制劑。 新一代基因工程酶制劑的開發(fā)研制，無疑是使酶工程如虎添翼。固定化基因工程菌、基因工程細(xì)胞技術(shù)將使酶的威力發(fā)揮得更出色，科學(xué)家們預(yù)言，如果把相關(guān)的技術(shù)與連續(xù)生物反應(yīng)器巧妙結(jié)合起來，將導(dǎo)致整個(gè)發(fā)酵工業(yè)和化學(xué)合成工業(yè)的根本性變革。 對酶進(jìn)行改造和修飾也是酶工程的一項(xiàng)重要內(nèi)容。 酶的作用力雖然很強(qiáng)，尤其是被固定起來之后，力量就更大了，但并不是所有的酶制劑都適合固定化的，即使是用于固定化的天然酶，其活性也往往不能滿足人們的要求，需要改變其某些性質(zhì)、提高其活性，以便更好地發(fā)揮其催化功能。 于是，酶分子修飾和改造的任務(wù)就被提出來了。 一般來說，科學(xué)家們是通過對酶蛋白分子的主鏈進(jìn)行“切割”、“剪切”以及在側(cè)鏈上進(jìn)行化學(xué)修飾來達(dá)到改造酶分子的目的的。被修飾、改造的酶分子，無論是物化性質(zhì)，還是生物活性都得到了改善，甚至被賦予了新的功能。 人工設(shè)計(jì)和合成具有生物活性的非天然大分子物質(zhì)，是科學(xué)家們共同努力的目標(biāo)。

如何利用酶工程的基本原理進(jìn)行藥物的篩選

藥物篩選可以通過生化水平的藥物篩選方法。

用擬開發(fā)藥物作用的靶點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，一般而言這種作用靶點(diǎn)是具有特定生理功能的蛋白質(zhì)，如酶和受體等，此外一些編碼功能明確的DNA也越來越多地成為藥物作用的靶點(diǎn)。

候選化合物與靶點(diǎn)混合后，可以通過酶連免疫、熒光顯色、核磁共振等方法定量測定化合物與靶點(diǎn)的相互作用，從而成為篩選化合物的依據(jù)。

細(xì)胞水平的藥物篩選是更接近生理?xiàng)l件的一種藥物篩選模型，其模型是擬設(shè)計(jì)藥物作用的靶細(xì)胞，應(yīng)用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)獲取所需細(xì)胞，將這些細(xì)胞與候選化合物相互作用，通過與生化水平篩選類似的檢測技術(shù)測定化合物的作用能力，從而對化合物進(jìn)行篩選。