发布时间 : 星期六 文章酶的发展现状更新完毕开始阅读3fc0ee58caaedd3383c4d384
几个月甚至几年。 第三代酶工程已用于生产各种氨基酸、有机酸、核苷酸、 抗生素等。它有高效能、低消耗、无公害、长寿命、安全、 自动化等特点。目前，已在各先进国家使用。 第四阶段酶工程是将新的生物工程技术全部应用到酶工 程上来。例如，用细胞融合术、DNA 重组术来改良产酶的菌 种，使之能源源不断地生产出适合人类需要的酶来。这项工 作还处于试验阶段，目前虽有许多成功的报导，估计还需一 段时间才会有实用价值。 酶的生产要解决一系列的技术问题, 包括: 挑选和培育 生产酶的微生物（要求繁殖快、安全、酶容易分离、符合应 用条件）；确定适合的培养条件和培养方式；大幅度地提高 酶的产量；將生产出來的酶进行分离提纯, 提高酶的纯度； 等等． 经过各国科学家的不懈努力, 這些技术问题一一迎刃而 解, 酶的生产水平不断提高, 为酶的应用提供了坚实的基础。這里值得一提的是通过基因重组來对产酶的菌种进行 改造, 获得生产性能优秀的菌种．最明显的例子是 α-淀粉酶 的生产． 最初, 从前是从猪的胰脏里提取 α-粉酶的, 這种酶在將 淀粉转化为葡萄糖的过程中是一个主角．随着酶工程的进展, 人們开始用一种芽孢杆菌來生产 α-淀粉酶．从１ 立方米的 芽孢杆菌培养液里获取的 α-淀粉酶, 相当於几千头猪的胰脏 的含量．然而, 致力於酶工程研究的学者并不满足於這一点, 他們用基因工程的手段, 將這种芽孢杆菌的合成 α-淀粉酶的 基因转移到一种繁殖更快、 生产性能更好的枯草杆菌的 DNA 里, 转而用這种枯草杆菌生产 α- 淀粉酶, 使产量一下子提 高了数千倍． 人体里的尿激酶, 是治疗脑血栓和其他各种血栓的特效 药．以前常见的生产手段是从人尿中提
取, 其落后性显而易 见, 产量也毕竟有限．学者們从人的肾脏细胞中分离出尿激 酶基因, 转移到大肠杆菌的 DNA 中, 用 DNA 重组后的大 肠杆菌來生产人尿激酶．生产效率自然提高了不少． 通过基因重组來改造产酶的微生物, 建立优良的生产酶 的体系, 被认为是最新一代的酶工程（第四代酶工程）．這 是酶工程与基因工程的结合点．基因工程被称为生物工程的 灵魂, 在這里又一次展现了它的动人之处．除了酶的生产之
外, 近些年來, 酶工程又出现了一个新的热门课题, 那就是 人工合成新酶, 也就是人工酶．這是因为, 人們发现光从微 生物里提取酶仍不能满足日益增长的对酶的需求, 需要另辟 新路． 人工酶是化学合成的具有与天然酶相似功能的催化物 质．它可以是蛋白质, 也可以是比较简单的大分子物质．合 成人工酶的要求是很高的, 它要求人們弄清楚: 酶是如何进 行催化, 关键是哪几个部位在起作用, 這些关键部位有什么 特点......最终, 对人工酶还有另一层要求, 那就是简单、经 济．有人已经合成了一个由３４ 个氨基酸组成的大分子, 這 个大分子具有跟核糖核酸酶一样的催化作用．然而, 人們仍 然嫌它太复杂, 继续寻找更简单、更稳定、更小的人工酶, 寻 找在生产上比天然酶经济得多的人工酶． 尽管人工酶的效益尚不明显, 然而从事人工酶研究的队 伍却日益壮大．也许, 在不久的將來, 人工酶在酶工程的生 产领域里將正式取得一席之地, 而且地位不断上升, 甚至压 倒天然酶． ２、在二十一世纪的今天，酶的发展，也带动着社会各 个行业的发展． ［生
物酶精练技术加快发展］传统的棉纺物的前处理过程是发生激烈的化学反应的 过程，其工艺路线长、耗能多、污染严重，这与当今逐渐提 高的环保要求及“绿色生产”相矛盾，于是棉织物的酶精练技 术应运而生并受到研究者的关注，并已取得一些成果。用酶 对棉纤维进行前处理，加工条件比化学方法温和，耗能低， 废弃物也容易处理，该技术可望被广泛应用。 原棉纤维由以纤维素为主要成分的次生膜和覆盖在 其上的初生膜和表皮组成，其杂质 主要存在于初生膜和表 皮中。存在于原棉中的杂质，因棉花的种类、产地的不同而 异，一般为棉纤维组成的 4％～5％，棉精练工序在织物漂 白、染色等加工过程之前，是以去除这些杂质，提高织物的 吸湿性为目的的加工过程。 传统精练加工过程通常使用大量的碱和表面活性剂 进行高温处理，使棉的伴生物分解、乳化而去除，为此，必 须用酸中和以及大量的水冲洗，因此废液中盐的浓度很高， 废液中的 BOD 上各项，同时使纤维失重、强度下降。 酶在温和条件下具有催化效率高和专一性强的特 点，用酶代替碱进行精练能够解决上述问题。国内外研究者 根据不同伴生物作为去除对象而选用不同酶进行处理，最终 达到去除杂质的目的。
国内外部分研究者采用纤维素酶与果胶酶处理棉纤 维，利用它们的协同效应，即果胶酶使棉纤维中的果胶分 解，纤维素酶使初生胞壁中的纤维素大分子分解，将棉纤维 表面杂质及部分初生胞壁去除，达到精练的目的。 纤维素酶是一种含有相互协同作用的多种组分的复 合酶，它对纤维素纤维的作用主要通过三部分完成：CX 酶， 作用于是纤维的
结晶部分； C1 酶，膨化纤维素，作用于纤 维的无定形部分，并最终形成可溶性的产物；β 葡萄糖苷 酶，作用于纤维素二糖、三糖类物质，使它们最终分解 为单糖。 北京联合大学纺织工程学院利用此两种酶对棉纤维 进行前处理，且将精练后的棉精梳针织物用天然色素染色， 此工艺可改变作业环境、降低环境污染。 江苏省无锡江南学院与无锡维新漂染有限公司对棉 府绸织物的前处理工艺进行了探讨，将酶处理的退煮一步法 冷堆工艺和先退浆后煮练的工艺进行了比较，考察了纤维素 酶与果胶酶相混合的最佳浓度，以及时间、温度、pH 值、 渗透剂用量对酶处理的影响。筛选出工艺效果较好的处理液 的组成，以及适用于实际生产的前处理工艺。 日本和欧洲的科学家以蛋白酶作为棉的煮练剂，他 们认为虽然纤维素酶可以提高织物的吸湿性，但是强力及织
物失重严重，含有纤维素酶的果胶酶也存在这种缺陷。考虑 到蛋白质在杂质中的含量较高，便用蛋白质水解酶作煮练 剂，根据蛋白质水解酶引起作用的位置的不同而分为外蛋白 质水解酶和内蛋白质水解酶。 国内有研究者曾选用十种蛋白酶做试验，先用四种 蛋白酶对经过沸水短时间预处理过的织物进行作用。结果发 现，几乎不能提高润湿性，即使稍有提高，偏差也很大。改 变预处理的条件，发现可以提高织物的润湿性能，若用最有 效的酶在最优化的条件下，可使润湿角比常规的煮练织物 低，但高于实验煮练的织物润湿角。蛋白酶较之纤维素酶／ 果胶酶的复合酶而言，其处理时间短、温度低、失重小，pH 值范围