第一章 绪论
讲授内容：酶学、酶工程和蛋白质工程的相关知识，包括蛋白质和酶的生产、蛋白质和酶的改性以及蛋白质和酶工程的应用
先修课程：有机化学、生物化学、细胞生物学、微生物学、分子生物学、基因工程
《酶工程》
罗贵民主编，化学工业出版社，2016
占60%
占40%
在分子生物学、结构生物学和生物信息学等学科的基础上，利用基因工程技术手段，改造现存蛋白质性能，使其符合社会生产生活的需要
活细胞产生的一类具有催化功能的生物分子，又称为生物催化剂
由酶学与化学工程技术、基因工程技术、微生物学技术相结合而产生的一门新的技术科学
从应用目的出发，研究酶的产生、酶的改性、酶反应器以及酶的各方面应用
通过预先设计，经过人工操作控制而获得大量所需的酶，并通过各种方法使酶发挥其最大的催化功能
Mitscherlich提出"酵素"的概念
Payen和Persoz用酒精处理麦芽水抽提液，得到白色无定形粉末，命名为diastase
Kühne提出"Enzyme"一词：En(在)+Zyme(酵母)
Takamine Joichi(高峰让吉)利用米霉菌固体培养法生产Taka淀粉酶（第一个商品酶制剂），酶工程由此开始
Eduard Buchner发现酵母粗提液能将糖发酵成酒精，证明起作用的非细胞本身，在细胞外也可以发生作用
（获得1907年诺贝尔化学奖）
Henri提出：底物转化成产物之前，必须先与酶形成复合物
Michaelis和Menten提出酶动力学基本方程
1925年Briggs和Handane提出"拟稳态"学说，对米氏方程作重要修正
Emil Fisher提出：酶分子和底物在结构上需有严格的互补关系，底物须契合到酶的活性中心
Daniel E. Koshland提出：酶是具有柔性的大分子，底物与酶分子互相碰撞时可诱导酶的构象变化
J. Sumner从刀豆中提取脲酶，首次获得酶的结晶体
（1937年获得过氧化氢酶结晶，1946年获得诺贝尔化学奖）
Sanger报道了胰岛素的氨基酸序列（第一次阐明一个蛋白质的氨基酸全序列）
报道了鸡卵清溶菌酶的三维结构（X-晶体衍射技术）
首次报道由氨基酸化学合成牛胰核糖核酸酶A
利用米曲霉制备高峰淀粉酶，开创了酶生产和应用的先例
胰酶用于皮革的软化
细菌淀粉酶用于纺织品褪浆
木瓜蛋白酶用于啤酒的澄清
微生物液体深层发酵生产细菌α-淀粉酶
部分酶用重氮化聚氨基苯乙烯树脂共价结合（化学法固定化酶）
固定化酶的工业应用——氨基酰化酶固定化应用
第一届国际酶工程学术会议
Ulmer在Science上发表以"protein engineering"为题的专论，被视为蛋白质工程诞生的标志
有机介质中酶催化反应成功，对传统观念提出挑战
分子生物学和基因工程技术广泛应用于酶工程（酶的定向进化）
仿生学应用于酶工程（人工酶）
结构生物学的发展成为蛋白质研究的重要基础
研究特定条件下蛋白质组的组成、表达水平和修饰状态
溶菌酶改造示例：
具有催化活性的抗体分子，并在其可变区赋予酶的属性
根据酶催化作用原理，设计和合成较天然酶简单的非蛋白质分子或蛋白质分子
模拟自然进化过程，在体外进行酶基因的人工随机突变，建立突变基因文库，定向选择得到具有优良催化特性的突变酶
细胞中具有延长端粒的酶。端粒长短和稳定性决定了细胞寿命，并与细胞衰老和癌变密切相关
既具有纳米材料独特性能又具有催化功能的人工模拟酶，催化活性高
如Taq聚合酶来源于水生栖热菌(Thermus aquaticus)，是一种耐热的DNA聚合酶
不可培养微生物是指在常规实验技术条件下，无法得到纯培养体的微生物（自然环境中约99%是不可培养微生物）
酶可反复、连续使用多次，大大提高酶的使用效率
可提高酶活力、稳定性，消除免疫原性等特性
可发生水中不能进行的反应，如聚合反应
采用正交实验等方法优化培养基组成
难度最大，成本最高，约占产品70%成本