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药学毕业论文开题报告篇3 题 目 名 称: 番泻叶对小鼠尿量的影响 研究现状: 一、普鲁兰酶 普鲁兰酶(Pullulanase,. 2. 1. 41)是一种能够专一性切开支链淀粉分支点中的α糖苷键,从而剪下整个侧枝,形成直链淀粉的脱支酶。普鲁兰酶还可以分解普鲁兰多糖,普鲁兰酶来源于微生物,R-酶则来源于植物。普鲁兰酶最初是由Bender和Wallenfels于1961年通过产气气杆菌Aerobacter. aerogenes}(典型菌为肺炎克雷伯氏杆)发酵获得,他们报道了该酶良好的酶学性能。之后,各国的科研人员经过广泛深入研究,从不同的地区、微生物中获得该酶,掀起了开发普鲁兰酶的高潮。 在淀粉加工工业中,α淀粉酶最为常用,它的功能是水解淀粉的α-1,4糖苷键,单独用它时,产物中含有大量分支结构的糊精,其中就含有大量的α-1,6糖苷键。假如不把淀粉的α-1,6糖苷键彻底分解的话,势必会造成很大的浪费。自然界中,存在有能分解淀粉的α-1,6糖苷键的酶,通称为解支酶。如寡α-1,6葡萄糖苷酶( , Oligo-l,6-glucosidase ),普鲁兰酶( ),异淀粉酶( , Isoamylose ),支链淀粉一6-葡聚糖酶( ),其中普鲁兰酶要求的底物分子结构最小,故而可以将最小单位的支链分解,导致可以最大限度的利用淀粉,所以在淀粉加工工业中有着重要的用途和良好的市场前景。故而许多国家都争相开发,但是到现在为止,只有丹麦的NOVO公司具有普鲁兰酶的生产能力。我国只有向其进口,但是其价格昂贵,限制了普鲁兰酶在我国的应用。其实,我国早在七十年代就开发普鲁兰酶的产生菌,但是该菌的酶学性质不适合生产,至今我国在普鲁兰酶的国产化方面还没有报道。 在淀粉的加工行业上,对普鲁兰酶的酶学性质的要求是耐酸耐热,其原因是因为通常使用外加酶化法,由于所用酶类的限制,普鲁兰酶的添加可以在两步反应的任何一步,但必须满足上述的反应的条件。因此所开发的普鲁兰酶的酶学性质必须满足现有的酶法水解制糖的条件,也就是耐酸耐热。 二、普鲁兰酶的研究现状 1.产普鲁兰酶的微生物 普鲁兰酶最初是由Bender和Wallenfels于1961年通过产气杆菌(Aerobacter aerogenes)发酵获得。他们报道了该酶的良好性能之后,各国的科研人员经过广泛深入的研究,从不同的地区的微生物中获得该酶,掀起了开发普鲁兰酶的高潮。但是迄今为止,尽管发现许多微生物能够产普鲁兰酶,但是由于当今工业生产条件(酸性,温度),大多数微生物所产的普鲁兰酶并无商业价值。以下便介绍一下普鲁兰酶的生产菌种。 蜡状芽抱杆菌覃状变种(Bacillus cereus ) 由日本的ToshiyukiTakasaki于1975年发现。该菌同时产生两种淀粉酶:β-淀粉酶和普鲁兰酶。最佳作用条件为pH6~,温度50℃,最大转化率(淀粉水解产生麦芽糖)大约为95%.酶学研究中发现,此酶在pH5,温度60℃依然保持大部分活性,该菌的营养细胞呈棒杆状,聚集成长短不等紊乱链状,无运动性,格兰氏阳性,产芽抱时细胞无明显膨胀。该菌最适生长温度30℃~37℃ ,最高生长温度在41℃~45℃,可以利用葡萄糖,甘露糖,麦芽糖,海藻糖,淀粉和糖原。 嗜酸性分解普鲁兰多糖芽抱杆菌() 上世纪八十年代初,丹麦Novo公司获得此菌,此菌所生产的普鲁兰酶耐热 (60℃),耐酸()。该公司经过投入巨资开发研究,1983年Nov。公司在日本和欧洲市场同时商业化销售,商品名Prornozyme。如今,它是应用最广,产量最大的普鲁兰酶。呈棒状,深层发酵几小时后,可观察到类原生质体的膨胀细胞,较稳定,饱子呈圆柱体或椭圆体。格兰氏反应阳性,37℃生长良好,45℃以上和pI-1高于以上不长,在以普鲁兰糖为碳源的培养基(( ~)上生长良好。 枯草芽饱杆菌(Bacillus subtilis) 1986年,日本的Yushiyuki Takasaki报道了一株能产生耐热耐酸普鲁兰酶的菌种,被命名为Bacillus subtilis TU。此菌种所产生的酶为普鲁兰酶和淀粉酶的混合物,可水解淀粉为麦芽三糖和麦芽搪.水解普鲁兰糖为麦芽三糖,其中普鲁兰酶最佳作用pH为~,但在时亦有约50%的酶活,此普鲁兰酶最佳作用温度60℃。 耐热产硫梭菌(Clostridum Themosulfurogenes) 1987年.德国的等报道了一株能同时产a淀粉酶、普鲁兰酶和葡萄糖淀粉酶的菌种:耐热产硫梭菌。该菌种所产普鲁兰酶有较广的温度适应范围(40℃~85℃),在~有较高的活性,在如此广的范围内都有较强活力无疑将扩大该普鲁兰酶的应用领域. Bacillusnaganoensis,Bacillus deramificans, 上世纪九十年代,Deweer发现了普鲁兰酶产生菌Bacillus naganoensis;Tomimura筛选出Bacillus deramifrcans。这两株菌所产的普鲁兰酶的酶学性质与Bacillus. Acidopullulyticus的酶学性质相似。这两株菌都是中度嗜酸菌,在以上就不生长,温度超过45℃以上同样也不生长。这两株普鲁兰酶产生菌的发现,进一步拓宽了普鲁兰酶的应用。 产普鲁兰酶的高温菌菌种 自上世纪八十年代以来,人们逐渐意识到在通常的自然条件下,很难筛选得到极端耐热的普鲁兰酶生产菌种,于是各国的科学家便把目光转移到温泉嗜高温细菌的筛选,而且现在已经取得较多的成果。Bacillus如vorcaldarius所产普鲁兰酶的最适温度和pH分别是75~85℃, , Thermotoga maritime的最适温度和pH分别是90℃, , Thermurs caldopHilus的最适温度和pH分别是75℃,, Fenidobacterion pernnavoran最适温度和pH分别是80~85℃, 2.普鲁兰酶的分子结构 至今为止,许多普鲁兰酶的基因己经被克隆,但是还没有见到任何有关普鲁兰酶结构的报道,但是在根据序列相似性对糖普键水解酶的分类,普鲁兰酶属于第13家族,α淀粉酶家族,这个家族中包含了30多种酶,可以分为水解酶,转移酶。异构酶三大类。这些酶能够水解和合成α~,α~,α~,α~,α~,α~糖苷键。其中很多酶的结构已经被报道,它们都采取了(β/α)8的结构,通过生物信息学的研究,这个家族的蛋白都有一个共同的结构,酶的活性中心都是(β/α)8折叠筒的结构,命名为结构域A。第13家族的大多数酶还具有结构域B,它是位于(β/α)8折叠筒中,第三个β片层与第三个α螺旋之间的一段序列,其特点是结构和长度差异较大,推测其功能是与底物的结合有关。在紧接着(β/α)8折叠筒后,还有C结构域,紧接C结构域,部分家族成员还有结构域D。 3.普鲁兰酶的应用 普鲁兰酶,在食品工业中是一种用途广泛的酶制剂和加工助剂。它能专一性分解淀粉中的支链淀粉和糖原分子及其衍生的低聚糖分支中的α~l, 6糖苷键,使分支结构断裂,形成长短不一的直链淀粉。因此,将该酶与 其它 淀粉酶配合使用时,可使淀粉糖化完全。近年来,普鲁兰酶己作为淀粉酶类中的一个新酶种,应用于淀粉为原料的食品等工业部门,在食品工业中有如下几方面的作用: 单独使用普鲁兰酶,使支链淀粉变为直链淀粉 直链淀粉具有凝结成块,易形成结构稳定的凝胶的特性,因此,可作为强韧的食品包装薄膜。这种薄膜对氧和油脂有良好的隔绝性,又因涂布开展性好,故适合于作为食品的保护层。它还适合于淀粉软糖制造,也可用作果酱增稠剂,用于装油脂含量高的食品,以防止油的渗出以及肉食品加工。近年来在食品工业中提倡使用可被生物降解的薄膜,直链淀粉在这些方面具有较大的发展前途。豆类直链淀粉含量较高,因此绿豆淀粉制成的粉丝韧性比其它淀粉好,如果用普鲁兰酶处理谷物淀粉,再制成直链淀粉后,可以制成高质量的粉丝。一般谷物淀粉中,直链淀粉含量仅占20%,支链淀粉含量约为80%。工业上每生产1吨直链淀粉就有4吨副产品的支链淀粉。美国虽然通过遗传育种的方法.得到含直链淀粉60%玉米新品种,但不大适于大量生产。国外已采用普鲁兰酶改变淀粉结构,可使支链淀粉变为直链淀粉。据报道,采用此法收率可达100%.制造直链淀粉的方法为,先采用普鲁兰酶分解经液化的分支部分,使其转变为直链淀粉,并以丁醇或缓慢冷却法沉淀淀粉。再回收含少量水分的晶型沉淀物,最后通过低温喷雾干燥法制成粉状的直链淀粉。 普鲁兰酶与β~淀粉酶配合使用生产麦芽搪 饴糖是我国传统的淀粉糖产品,其中所含部分麦芽糖,广泛用于糖果、糕点等食品工业。目前生产方法是以α~淀粉酶进行液化,再用β~淀粉酶水解支链淀粉,这样只能水解侧链部分。接近交叉地位的α~糖苷键时,水解反应停止。但如果使用普鲁兰酶共同水解,便能使分支断裂,提高淀粉酶水解程度,降低了β极限糊精的含量,大大提高了麦芽糖的产率,有利于生产麦芽搪浆。目前对加普鲁兰酶进行糖化己作了较大规模的试验。 试验条件为。每批投料量约为900公斤碎米,粉浆浓度为15~16Be°数皮用量(对碎米计),β~淀粉酶活性2,000单位/克以上,;普鲁兰酶活性45,000~55,0 00单位/克,系由产气气杆菌生产,每批用量为1公斤。试验结果表明,加入普鲁兰酶糖化的试验糖与对照糖品相比,还原糖平均增加,麦芽糖含量平均增加了,糊精含量平均减少了高浓度麦芽糖浆较之高浓度葡萄搪浆,具有不易结晶,吸湿性小的特点,所以高浓度麦芽糖浆在食品工业中有着广泛的用途。采用普鲁兰酶与p一淀粉酶配合使用,成本低廉,麦芽糖收率达到70%左右,其至更高。 用于啤酒外加酶法糖化 啤酒生产中麦芽,既是酿造啤酒的主要原料,也为酿造过程提供了丰富的酶源。在啤酒酿造的糖化过程中,麦芽中分解淀粉的主要酶是α~淀粉酶、β~淀粉酶和分解淀粉α~1. 6糖瞥键的R一酶(植物普鲁兰酶或植物茁霉多糖酶)。β~淀粉酶与另两种淀粉酶协同作用,可使淀粉分解成麦芽糖(也包括少量的麦芽三糖和极少量的葡萄糖)和低分子糊精。使麦芽汁有比较理想的糖类组成。在工业生产中为了节约麦芽用量,采用所谓外加酶法糖化,即在减少麦芽用量的前提下,增加淀粉质辅助原料的比率,并加入适当种类的酶制剂进行搪化。要使大麦及其它辅助原料糖化完全,需要外加a一淀粉酶和分解α~糖苷键的普鲁兰酶制剂等。单独使用a一淀粉酶时产生麦芽糖和麦芽三搪是很不完全的。假如分解淀粉α~糖苷键的酶活性不足,淀粉分解就不完全,其结果是可发酵性糖含量低,制成的啤酒发酵度达不到要求。若采用能分解α~和α~糖苷键的糖化型淀粉酶,则其反应产物为葡萄糖,容易使酒味淡薄。采用普鲁兰酶与α~淀粉酶协同,效果良好,其分解产物主要是麦芽糖和少量的麦芽多糖。采用外加酶法糖化时,加入酶制剂的用量为:淀粉酶6~7单位/克大麦及大米:蛋白酶,60-80单位/克,并配合以菠萝蛋白酶10ppm,普鲁兰酶50单位/克大麦。以上三种酶制剂均添加于糖化或酒化开始。 总之,普鲁兰酶无论作为酶制剂和食品工业的加工助剂均有广阔的发展前途。 研究目的和意义: 酶制剂工业是上世纪七十年代就己经形成的一个重要的产业,目前世界酶制剂总产值达100亿美元,我国的产值约为100亿人民币,并且随着其应用领域的不断扩大以及新酶种的开发,这一市场正在迅猛发展。但是全球酶制剂产业几乎被几家外国公司所垄断,其中丹麦的NOVO公司几乎占全球总销售额的一半。本研究对普鲁兰酶的开发,对酶制剂产业的发展有重要的意义。 其次我国自从七十年代开始便对普鲁兰酶进行研究开发,但是所开发得到的普鲁兰酶,既不耐热也不耐酸,这就使其在工业化应用中受到了局限。为了改变我国对进口产品的依赖,填补我国这一领域的空白,寻找一条国产化的道路,本研究的目的是利用自然微生物资源,普鲁兰酶,提高我国淀粉原料的利用率,从而提高整个淀粉加工行业的生产率,这对我国淀粉加工产业的意义是不言而喻的。 研究内容(内容、结构框架以及重点、难点): 一.普鲁兰酶产生菌的筛选 (1)样品的采集; (2)菌种初筛; (3)菌种复筛; (4)菌种保藏方法; (5)酶活力测定方法的建立。 二.产普鲁兰酶菌株的产酶条件的研究 (1)碳源,氮源对发酵产酶的影响; (2)初始PH对发酵产酶的影响; (3)接种量对发酵产酶的影响; (4)发酵温度对产酶的影响; (5)金属离子对产酶的影响。 重点或关键技术: (1)纯菌株的分离; (2)菌株的鉴定方法的选择。 研究方法、手段: 一.普鲁兰酶产生菌的筛选 (1)样品的采集:选择适合产生的地点(面粉厂.菜地.果园等)采集土样 (2)菌种初筛:在采集的土样用无菌水稀释后,在含有淀粉类的培养基中做平板涂步, 37℃培养48h后,用碘液进行显色反应,将有淀粉酶产生的菌落接于斜面中保存。 (3)菌种复筛:将前期分离的能产生淀粉酶的菌株涂步于普鲁兰糖平板上,37℃培养48h后用95%乙醇进行透明圈实验。有透明圈产生说明菌株产生普鲁兰酶,将产生透明圈的菌落挑于斜面培养基培养。 (4)菌种保藏方法: 采用4℃低温保藏。 (5)酶活力测定方法的建立:采用发酵培养液经过离心后利用DNS显色法 520nm测定吸光值,测定标准葡萄糖标准曲线,利用标准曲线计算普鲁兰酶酶活大小。 二.产普鲁兰酶菌株的产酶条件的研究 (1)碳源,氮源对发酵产酶的影响:采用不同碳源,氮源培养基培养一段时间,测定酶活力。(其他条件相同:接种量,装瓶量,初始PH值,转速,培养时间。) (2)初始PH对发酵产酶的影响:采用相同发酵培养基,在不同初始PH下接种等量种子液。在相同条件下培养,测定发酵液的酶活。(其他条件相同:接种量,装瓶量,转速,最佳培养温度,最佳培养时间。) (3)接种量对发酵产酶的影响:在发酵培养基中分别接入2%,4%,6%,8%, 10%,14%,18%的种子培养液于最佳碳源,氮源,最佳初始PH的培养基中,在相同条件下培养,分别检测酶活。(采用以上确定的最佳碳源,氮源,最佳初始PH。) (4)发酵温度对产酶的影响:采用相同培养基,在不同温度下(25℃,30℃,35℃,40℃,45℃)培养一定时间,测定酶活力。 (5)金属离子对产酶的影响:在基础培养基中加入少量不同金属离子,发酵后测酶活。(金属离子有: 锰离子,钙离子,锌离子,镁离子,铁离子,铜离子。) 研究进度 :完成项目总体进度30%,样品土样的采集及前期的准备工作,菌株的初筛,包括(样品土样原液的涂步培养及摇床培养,产支链淀粉酶菌株的挑选及斜面培养)。 :完成项目总体进度50%,菌株的复筛,包括(产普鲁兰酶菌株的筛选及斜面培养),葡萄糖标准曲线的测定,酶活测定方法的建立,并以酶活大小对菌株进行再次筛选。 :完成项目总体进度80%,产酶条件的研究。包括:碳源,氮源,初始PH值,接种量,发酵温度,金属离子。并通过各中单因素试验确定发酵培养基的最佳碳源,氮源,初始PH值,接种量,发酵温度,金属离子。 2009、4—2009、5 :完成项目总体进度100%,课题总结,撰写论文。 文献综述(包括:国内外研究理论、研究方法、进展情况、存在问题、参考依据等) 自从1961年Bender H.等人在研究一株产气气杆菌Aerobacter aerogenes(典型菌为肺炎克雷伯氏杆菌)时首次发现普鲁兰酶后,国际上对产生这种酶的微生物进行了广泛研究,发现许多微生物可以产生此酶,并筛选出一些适用于工业化生产的优良菌株。随着该酶的应用发展,对耐热性普鲁兰酶的研究也逐渐增多,已成功克隆并表达了该酶的基因。国内1976年开始对一株产气气杆菌(Aerobacteraerogenes 10016)的普鲁兰酶进行研究,对该菌株的产酶条件、酶的分离提取及酶学性质作了报道,并研究了该酶的食品级提取技术。此外,陈朝银、刘涛等人从云南温泉水样中筛选到一株产普鲁兰酶高温栖热菌菌株,通过诱导等实验将该酶的酶活从提高到170u/mL,酶产量提高了近2500倍左右,酶的最适作用温度及pH分别是75℃和,具有一定的耐热和耐酸特性。 陈金全等从温泉水样中筛选到一株产耐热耐酸普鲁兰酶的野生菌株,并根据形态、生理生化特征、细胞化学组分分析及16SrDNA序列比对、基因组DNA的G+C摩尔百分含量、同源性比对等实验,鉴定其为脂环酸芽抱杆菌属(Alicyclobacillus)的一个新种,所产酶最适作用温度为60℃,最适pH值,具有较好的耐热耐酸特性。杨云娟等利用毕赤酵母成功构建了普鲁兰酶表达量较高的基因工程菌,摇瓶发酵酶活可达,最佳发酵条件下产量可达 .酶的最适作用温度为600C,最适pH值,具有较好的耐热耐酸性。目前我国仍没有具备独立生产普鲁兰酶能力的厂商,要实现低成本、国产化的生产,还有很长的路要走。 技术应用于耐热脱支酶的研究,使耐热异淀粉酶的研究有了很大发展。Coleman等人将嗜热厌氧菌T. brockii普鲁兰酶基因克隆到中得到的克隆子分泌的普鲁兰酶数量高于出发菌株,Okada等人将Bacillus Steanther, onhiu:中编码热稳定异淀粉酶的基因克隆到:中,得到的转化菌株其异淀粉酶能在60 ℃稳定15分钟。Burchadf将。ostridium thermosulf urogenes DSM38%的嗜热异淀粉酶基因克隆并在中表达,所得酶的最适pH和最适温度与出发菌相同,而且在高温下仍能保持活性.Antranikiam等人将Pyrococcus舟riousous的异淀粉酶基因克隆到中并分离得到了酶蛋白。尽管如此,目前尚未有已将转基因的耐热性异淀粉酶工程菌应用到工业生产中的报道。众所周知,利用物理和化学诱变剂单独或复合处理微生物细胞是选育高产变种菌株行之有效的经典方法,它在为培育多种抗生素、氨基酸、核苷酸激酶(尤其是蛋白酶和淀粉酶)的高产变种菌株方面曾经起过极为重要的作用,至今仍然是方便易行和行之有效的方法之一。 主要参考文献: [1][美]惠斯特勒等编王雏文等译.淀粉的化学与工艺学[M].北京:中国食品出版社,1988 [2]张树政.酶制剂工业[M]. 北京: 科学出版社,1998 [3]邬显章.酶的工业生产技术[M]. 吉林: 吉林科学技术出版社,1988 [4]Taniguchi H, Sakano Y, Ohnishi M, Okada G(1985) Pullulanase[J].TanpakushitsuKakusan Koso. 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我就是学生物科学的 这人占了一份 你自己再整整 祝你好运生物化学(biochemistry)这一名词的出现大约在19世纪末、20世纪初,但它的起源可追溯得更远,其早期的历史是生理学和化学的早期历史的一部分。例如18世纪80年代,.拉瓦锡证明呼吸与燃烧一样是氧化作用,几乎同时科学家又发现光合作用本质上是动物呼吸的逆过程。又如1828年F.沃勒首次在实验室中合成了一种有机物——尿素,打破了有机物只能靠生物产生的观点,给“生机论”以重大打击。1860年L.巴斯德证明发酵是由微生物引起的,但他认为必需有活的酵母才能引起发酵。1897年毕希纳兄弟发现酵母的无细胞抽提液可进行发酵,证明没有活细胞也可进行如发酵这样复杂的生命活动,终于推翻了“生机论”。编辑本段分类生物化学若以不同的生物为对象,可分为动物生化、植物生化、微生物生化、昆虫生化等。若以生物体的不同组织或过程为研究对象,则可分为肌肉生化、神经生化、免疫生化、生物力能学等。因研究的物质不同,又可分为蛋白质化学、核酸化学、酶学等分支。研究各种天然物质的化学称为生物有机化学。研究各种无机物的生物功能的学科则称为生物无机化学或无机生物化学。60年代以来,生物化学与其他学科融合产生了一些边缘学科如生化药理学、古生物化学、化学生态学等;或按应用领域不同,分为医学生化、农业生化、工业生化、营养生化等。编辑本段研究内容生物化学主要研究生物体分子结构与功能、物质代谢与调节以及遗传信息传递的分子基础与调控规律。生物体的化学组成除了水和无机盐之外,活细胞的有机物主要由碳原子与氢、氧、氮、磷、硫等结合组成,分为大分子和小分子两大类。前者包括蛋白质、核酸、多糖和以结合状态存在的脂质;后者有维生素、激素、各种代谢中间物以及合成生物大分子所需的氨基酸、核苷酸、糖、脂肪酸和甘油等。在不同的生物中,还有各种次生代谢物,如萜类、生物碱、毒素、抗生素等。虽然对生物体组成的鉴定是生物化学发展初期的特点,但直到今天,新物质仍不断在发现。如陆续发现的干扰素、环核苷一磷酸、钙调蛋白、粘连蛋白、外源凝集素等,已成为重要的研究课题。有的简单的分子,如作为代谢调节物的果糖-2,6-二磷酸是1980年才发现的。另一方面,早已熟知的化合物也会发现新的功能,20世纪初发现的肉碱,50年代才知道是一种生长因子,而到60年代又了解到是生物氧化的一种载体。多年来被认为是分解产物的腐胺和尸胺,与精胺、亚精胺等多胺被发现有多种生理功能,如参与核酸和蛋白质合成的调节,对DNA超螺旋起稳定作用以及调节细胞分化等。新陈代谢与代谢调节控制新陈代谢由合成代谢和分解代谢组成。前者是生物体从环境中取得物质,转化为体内新的物质的过程,也叫同化作用;后者是生物体内的原有物质转化为环境中的物质,也叫异化作用。同化和异化的过程都由一系列中间步骤组成。中间代谢就是研究其中的化学途径的。如糖元、脂肪和蛋白质的异化是各自通过不同的途径分解成葡萄糖、脂肪酸和氨基酸,然后再氧化生成乙酰辅酶A,进入三羧酸循环,最后生成二氧化碳。在物质代谢的过程中还伴随有能量的变化。生物体内机械能、化学能、热能以及光、电等能量的相互转化和变化称为能量代谢,此过程中ATP起着中心的作用。新陈代谢是在生物体的调节控制之下有条不紊地进行的。这种调控有3种途径:①通过代谢物的诱导或阻遏作用控制酶的合成。这是在转录水平的调控,如乳糖诱导乳糖操纵子合成有关的酶;②通过激素与靶细胞的作用,引发一系列生化过程,如环腺苷酸激活的蛋白激酶通过磷酰化反应对糖代谢的调控;③效应物通过别构效应直接影响酶的活性,如终点产物对代谢途径第一个酶的反馈抑制。生物体内绝大多数调节过程是通过别构效应实现的。生物大分子的结构与功能生物大分子的多种多样功能与它们特定的结构有密切关系。蛋白质的主要功能有催化、运输和贮存、机械支持、运动、免疫防护、接受和传递信息、调节代谢和基因表达等。由于结构分析技术的进展,使人们能在分子水平上深入研究它们的各种功能。酶的催化原理的研究是这方面突出的例子。蛋白质分子的结构分4个层次,其中二级和三级结构间还可有超二级结构,三、四级结构之间可有结构域。结构域是个较紧密的具有特殊功能的区域,连结各结构域之间的肽链有一定的活动余地,允许各结构域之间有某种程度的相对运动。蛋白质的侧链更是无时无刻不在快速运动之中。蛋白质分子内部的运动性是它们执行各种功能的重要基础。80年代初出现的蛋白质工程,通过改变蛋白质的结构基因,获得在指定部位经过改造的蛋白质分子。这一技术不仅为研究蛋白质的结构与功能的关系提供了新的途径;而且也开辟了按一定要求合成具有特定功能的、新的蛋白质的广阔前景。核酸的结构与功能的研究为阐明基因的本质,了解生物体遗传信息的流动作出了贡献。碱基配对是核酸分子相互作用的主要形式,这是核酸作为信息分子的结构基础。脱氧核糖核酸的双螺旋结构有不同的构象,.沃森和.克里克发现的是B-结构的右手螺旋,后来又发现了称为 Z-结构的左手螺旋。DNA还有超螺旋结构。这些不同的构象均有其功能上的意义。核糖核酸包括信使核糖核酸(mRNA)、转移核糖核酸(tRNA)和核蛋白体核糖核酸(rRNA),它们在蛋白质生物合成中起着重要作用。新近发现个别的RNA有酶的功能。基因表达的调节控制是分子遗传学研究的一个中心问题,也是核酸的结构与功能研究的一个重要内容。对于原核生物的基因调控已有不少的了解;真核生物基因的调控正从多方面探讨。如异染色质化与染色质活化;DNA的构象变化与化学修饰;DNA上调节序列如加强子和调制子的作用;RNA加工以及转译过程中的调控等。生物体的糖类物质包括多糖、寡糖和单糖。在多糖中,纤维素和甲壳素是植物和动物的结构物质,淀粉和糖元等是贮存的营养物质。单糖是生物体能量的主要来源。寡糖在结构和功能上的重要性在20世纪70年代才开始为人们所认识。寡糖和蛋白质或脂质可以形成糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂。由于糖链结构的复杂性,使它们具有很大的信息容量,对于细胞专一地识别某些物质并进行相互作用而影响细胞的代谢具有重要作用。从发展趋势看,糖类将与蛋白质、核酸、酶并列而成为生物化学的4大研究对象。生物大分子的化学结构一经测定,就可在实验室中进行人工合成。生物大分子及其类似物的人工合成有助于了解它们的结构与功能的关系。有些类似物由于具有更高的生物活性而可能具有应用价值。通过 DNA化学合成而得到的人工基因可应用于基因工程而得到具有重要功能的蛋白质及其类似物。酶学研究生物体内几乎所有的化学反应都是酶催化的。酶的作用具有催化效率高、专一性强等特点。这些特点取决于酶的结构。酶的结构与功能的关系、反应动力学及作用机制、酶活性的调节控制等是酶学研究的基本内容。通过 X射线晶体学分析、化学修饰和动力学等多种途径的研究,一些具有代表性的酶的作用原理已经比较清楚。70年代发展起来的亲和标记试剂和自杀底物等专一性的不可逆抑制剂已成为探讨酶的活性部位的有效工具。多酶系统中各种酶的协同作用,酶与蛋白质、核酸等生物大分子的相互作用以及应用蛋白质工程研究酶的结构与功能是酶学研究的几个新的方向。酶与人类生活和生产活动关系十分密切,因此酶在工农业生产、国防和医学上的应用一直受到广泛的重视。生物膜和生物力能学生物膜主要由脂质和蛋白质组成,一般也含有糖类,其基本结构可用流动镶嵌模型来表示,即脂质分子形成双层膜,膜蛋白以不同程度与脂质相互作用并可侧向移动。生物膜与能量转换、物质与信息的传送、细胞的分化与分裂、神经传导、免疫反应等都有密切关系,是生物化学中一个活跃的研究领域。以能量转换为例,在生物氧化中,代谢物通过呼吸链的电子传递而被氧化,产生的能量通过氧化磷酸化作用而贮存于高能化合物ATP中,以供应肌肉收缩及其他耗能反应的需要。线粒体内膜就是呼吸链氧化磷酸化酶系的所在部位,在细胞内发挥着电站作用。在光合作用中通过光合磷酸化而生成 ATP则是在叶绿体膜中进行的。以上这些研究构成了生物力能学的主要内容。激素与维生素激素是新陈代谢的重要调节因子。激素系统和神经系统构成生物体两种主要通讯系统,二者之间又有密切的联系。70年代以来,激素的研究范围日益扩大。如发现肠胃道和神经系统的细胞也能分泌激素;一些生长因子、神经递质等也纳入了激素类物质中。许多激素的化学结构已经测定,它们主要是多肽和甾体化合物。一些激素的作用原理也有所了解,有些是改变膜的通透性,有些是激活细胞的酶系,还有些是影响基因的表达。维生素对代谢也有重要影响,可分水溶性与脂溶性两大类。它们大多是酶的辅基或辅酶,与生物体的健康有密切关系。生命的起源与进化生物进化学说认为地球上数百万种生物具有相同的起源并在大约40亿年的进化过程中逐渐形成。生物化学的发展为这一学说在分子水平上提供了有力的证据。例如所有种属的 DNA中含有相同种类的核苷酸。许多酶和其他蛋白质在各种微生物、植物和动物中都存在并具有相近的氨基酸序列和类似的立体结构,而且类似的程度与种属之间的亲缘关系相一致。DNA复制中的差错可以说明作为进化基础的变异是如何发生的。生物由低级向高级进化时,需要更多的酶和其他蛋白质,基因的重排和突变为适应这种需要提供了可能性。由此可见,有关进化的生物化学研究将为阐明进化的机制提供更加本质的和定量的信息。方法学在生物化学的发展中,许多重大的进展均得力于方法上的突破。例如同位素示踪技术用于代谢研究和结构分析;层析,特别是70年代以来全面地大幅度地提高体系性能的高效液相层析以及各种电泳技术用于蛋白质和核酸的分离纯化和一级结构测定;X射线衍射技术用于蛋白质和核酸晶体结构的测定;高分辨率二维核磁共振技术用于溶液中生物大分子的构象分析;酶促等方法用于DNA序列测定;单克隆抗体和杂交瘤技术用于蛋白质的分离纯化以及蛋白质分子中抗原决定因子的研究等。70年代以来计算机技术广泛而迅速地向生物化学各个领域渗透,不仅使许多分析仪器的自动化程度和效率大大提高,而且为生物大分子的结构分析,结构预测以及结构功能关系研究提供了全新的手段。生物化学今后的继续发展无疑还要得益于技术和方法的革新。
你看下(微生物前沿)上的文献吧,
改良碱性磷酸酶染色法[日期:2008-08-11] 来源: 作者:乔海兵,邢开宇 【关键词】 碱性磷酸酶染色法 1939年Gomori首次提出碱性磷酸酶组织化学染色法用于哺乳动物神经系统血管内皮,1951年Gomori修改了自已的 方法 ,并称为“钙钴法”。1984年Bell在Gomori碱性磷酸酶染色法的基础上进行了改良,用于人脑海马和距状裂区的毛细血管取得成功〔1〕。本文以Bell法为基础,对其法的某些步骤进行了简化和改良, 应用 于脑微血管的 研究 ,同时可以显示出脑微动脉、微静脉。现将此法介绍如下。 1 原理 此方法为金属阳离子沉淀法。以β甘油磷酸钠为底物,在酶的作用下,产生磷酸离子与钙离子形成磷酸钙为第一反应产物。经硝酸铅处理变为磷酸铅沉淀,为第二反应产物。两种反应产物均易解离,进一步用稀硫化铵处理,形成稳定的硫化铅颗粒,沉淀于微血管内皮中,光镜下呈黑色〔2〕。 2 方法 取材 标本在24 h内取出,切成2 cm×2 cm×2 cm的组织块,放入4 ℃冰箱中保存。尽快放入固定液中固定24 h以上。 新鲜固定液的配制:无水氯化钙 5 g;巴比妥纳 g;纯甲醛液 5 ml;蒸馏水 488 ml。 脱水 组织固定好之后,移入70%的酒精24 h,依次移入85%酒精4 h,无水酒精,丙酮(1∶1)溶液4 h,无水酒精,乙醚(1∶1)溶液中4 h。 包埋 将脱水之后的组织块修整,移入5%的火棉胶溶液中浸泡包埋,放入4 ℃冰箱中,1周后可成块。 切片 切片厚度在60 μm左右,置入75%酒精中。 孵化 将切片放入孵化液中,在37 ℃恒温箱内孵化2 h~4 h。孵化液的配制:β甘油磷酸钠 g;无水氯化钙 g;巴比妥钠1 g;蒸馏水200 ml。 染色 将孵化好的切片快速更换3次蒸馏水,马上置入%硝酸铅溶液中5 min,快速更换3次蒸馏水,然后放入2%硫化铵溶液中3 min,再快速更换3次蒸馏水。 裱片、脱水、封片 裱片后脱水,二甲苯透明封片。 3 改良措施 取材要新鲜,以免降低血管内皮碱性磷酸酶的活性。固定液和孵化液配好之后,可不调其pH值,只需用pH试纸测试固定液呈弱酸性,孵化液呈弱酸性即可。包埋过程中 应用 梯度包埋法,火棉胶浓度最高不能超过10%。先将组织块放入5%的火棉胶溶液中,留一小开口,置入4 ℃冰箱中,以利于酒精挥发,每天给容器加满火棉胶。2 d~3 d后改换10%的火棉胶,直至包埋好为止。包埋好的组织块应硬度适宜,用手指轻按可留有指纹,但不易碎。孵化过程适当延长,以利于内皮细胞碱性磷酸酶与孵化液充分反应。在裱片过程中由于切片较厚,切片很容易脱落。可采用先透明后封片的办法,既不 影响 切片的透明度,片子也不容易脱落。 4 讨论 碱性磷酸酶染色属于组化呈色法,由于此法对微血管显色均匀、充分,并可较好的反映正常微血管的 自然 扩张状态,有效地避免了血管灌注法的种种缺憾,而且此法经多次改良,使操作 方法 更为简单,呈色时间缩短,因而成为 目前 较为流行的一种微血管形态学的 研究 方法〔3〕。但Hunzlker等认为,由于小静脉内皮细胞碱性磷酸酶分布不集中,活性较低,因而微静脉难以显示。我们在研究过程中对碱性磷酸酶法进一步改良之后,可显示大量的带有三角形膨大的血管(见图1),而这一特点正是微静脉所特有的,所以我们认为,并非微静脉用此法不能显示,而是在实验过程中pH值、温度掌握不准所致。 参考 文献 : 〔1〕王有伟,陈以慈.碱性磷酸酶染色法(钙铅法)在研究人脑和心脏微血管方面的应用〔J〕.解剖学杂志,9(3):227. 〔2〕杜卓民.实用组织学技术〔M〕.北京:人民卫生版社,1982:309. 〔3〕张为龙.脑血管研究近况〔J〕.临床解剖学杂志,1986,4:118.
近年来,食品安全问题得到了全社会的关注,食品生物技术得到了更多的重视,下面是我整理的关于食品生物技术论文,希望你能从中得到感悟!
食品分析中的生物技术应用分析
摘要:随着人们对食品安全问题重视程度的与日俱增,食品检测领域的快速检测的技术越来越受到重视,而在该技术领域,生物检测技术作为一种新兴技术,其应用范围越来越广泛。现在,生物技术的发展更是突飞猛进,这必将促成生物检测方法的不断补充和完善。
关键词:食品分析 生物技术 应用分析
食品分析是食物营养评价和食品加工过程中质量保证体系的一个重要组成部分,它始终贯穿于食物资源的开发、食品加工与销售的全过程。随着人们生活水平的提高,特别是我国加入WTO后,我国食品走向世界的关税壁垒将逐渐被技术壁垒所取代,一方面,食品的功能性和安全性将越来越受到重视,对其分析精度和检测限的要求越来越高;另一方面,作为食品生产企业和政府监管机构,对食品品质的控制则要求能实现现场无损检测和快速检测,而对分析精度和检测限的要求则相对较低。因此,食品分析技术正向着省时、省力、廉价、减少溶剂、减少环境污染、微型化和自动化方向发展。
1 生物检测技术种类
生物酶技术。基于生物酶的食品安全生物检测技术具有较强的特异性,该技术是非常常用的生物检测技术,能够从代建样本中成功检测出残留农药和毒性微生物的准确含量。不仅如此,该技术还可跟其他技术相结合产生先进的检测技术,如,将该技术跟免检测技术,由于其优异的特性,已在食品安全领域检测的各个领域广泛使用。酶联免疫分析(ELISA)检测技术的最大优点就是准确度和敏感度都非常高,实验结果表明,采用该检测技术对蔬菜和瓜果类食品样本中的农药残留的检测限为0,对奶制品中各种除草剂残留的检测限为0。所以,世界粮农组织(FAO)已经向许多国家的食品安全检测部门大力推广该技术,美国的食品安全部门也将基于酶联免疫分析的食品安全检测技术作为检测农药残留的主要技术。
PCR技术。PCR(Polymemse Chain Reaction)的中文意思是聚合酶链式反应,是一种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法。该技术最初的应用领域为基因克隆领域和转基因检测领域。但是,由于该技术具有众多优点,比如具有微量性、精确性等,使得该技术成功应用于其他领域。特别是随着对食品中微生物性质的了解,该技术在主要食品安全检测中显现出了广阔的应用前景。该技术最早应用于生物检测领域是在1992年,而应用于对食品安全的检测则要更晚,也就是最近几年才出现的,直到2002年国内才见相关技术应用干食品检测的文献报道。通过建立基于聚合酶链式反应技术的检测体系,对日常生活中人们常用的肉类、奶类和水产类食品中容易感染的致病性小肠耶尔森氏菌进行了检测试验,取得了较好的检测结果。研究人员进行不断改进,希望通过将基于PCR技术的生物检测技术跟其他方法相结合,找到一种全新的更加有效地食品检测方法。
生物芯片。随着全球经济一体化的迅速发展,世界主要经济大国对食品安全的重视,对进出口食品的卫生检疫已经成为各主要经济体的贸易壁垒。目前,世界上许多国家和地区,也都相继开展了基于生物芯片技术的食品检测技术的研制和开发工作。基于生物芯片的检测技术采用光导原位等方法,能够将检测样本中的生物大分子有序地固化于支持物表面,进而构成密集的分子排列,然后与已经过标记的待测样品中的靶分子进行杂交,最后通过对杂交信号的强度进行分析,能够非常快速、高效、准确地对待测样品中的中靶分子数量进行判断,因此可说,基于生物芯片的食品检测技术是现有检验、检疫领域中速度最快、适用范围最广的高新技术。所以,基于该技术的生物检测技术可以对食品的安全状态有一个科学、快速的了解。
生物传感器。基于生物传感器的检测技术是通过具有较高选择性的生物材料对各种有毒分子进行识别,当待检测样品中的毒性物质分子与识别材料结合后,把所产生的复合物通过信号转换器转变为光电信号后输出,进而得到对检测样品的检验结果。该项检测技术具有快速、准确、可靠的的优点,能够最大限度的满足食品安全检测领域的各种要求。因此,该项检测技术已经成功地应用于农产品的药物残留检测和病原菌检测等众多领域。当然,基于该项技术的食品检测体系还存在一定的缺陷,如该技术的使用寿命和检测稳定性还不尽如人意,使得该技术的商业化进程受到一定的制约。
2 具体应用实例的分析
食品中的药物残留检测。对于食品中残留的药物成分对人体的危害问题,已经引起了人们的广泛重视,因而对农产品中残留药物成分的分析技术也得到了快速发展。现在,在农产品中成功应用的药物残留检测技术是生物酶技术和生物传感器技术。用生物技术对药物残留进行检测的方式出现的更早,早在1989年,人们就开始用电流式生物传感器来测定检测样本中的有机磷杀虫剂,其中使用的就是人造酶,该技术可以对样本中的硝基酚和二乙基酚进行有效检测,且时间较短。
有害微生物的检测。食品中的有害微生物对人类健康的危害性也不容忽视,所以,采用快速有效地检测方法是限制有害微生物扩大传播的有效途径。生物检测技术在领域已经取得了大量的研究成果。我国一些学者应用酶联免疫分析方法对奶制品样本中的沙门氏菌进行了成功检测,证明了该检测方法的敏感性和特异性。
转基因食品检测。随着转基因食品的出现和普及,以及各种转基因产品对人类健康和环境影响的不确定性,能对各类转墓因产品进行有效检测技术也随之出现,现在,应用于该检测领域的生物检测技术主要包括:酸检测方法、酶活性检测方法以及蛋白质检测方法等。
样本成分和品质的检测。最早应用于食品样本成分和品质检测的生物检测方法,是基于生物传感器的食品检测技术,只不过开始的检测种类较少,如最早的生物传感器检测技术主要是葡萄糖传感器,只针对食品样本中的含糖量进行检测。随着生物技术的发展,用于对样本成分和品质检测的技术也越来越多。
3 结束语
随着生物技术的发展,人们已逐步认识到生物技术在食品分析中的重要作用。生物技术检测方法以其自身独特的优势在食品分析中显示出巨大的应用潜能,其应用几乎涉及到食品分析的各个方面,包括食品的品质评价、食品的质量监督、生产过程的质量监控及食品科学研究等,尤其是它能够对许多过去难于检测的成分进行分析。目前由于各种条件的限制,生物技术在食品分析中的应用还不普及,随着科学技术的不断发展,在不久的将来,生物技术在食品分析中将占有越来越重要的地位。
参考文献
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[2] 刘荣.生物传感器在食品分析检测中的应用[J].乳业科学与技术,2009
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论文的进展情况要分多个角度写:选定题目、收集材料、拟定论文提纲、开题报告撰写、初稿和修改稿的完成时间、定稿等过程的具体时间;还有材料的收集、文章的撰写和改动等都要有明细的安排,要考虑到论文课题研究中的每个阶段的重难点,且要根据毕业论文答辩时间来安排自己论文的进度。
论文进展写作步骤:
1、查阅了大量的相关资料,包括国内外有关文献,国内外众学者的相关论文、专著,以及国内外相关新闻报道等,对所要着手研究的课题作全面地了解与认识。
2、在对所搜集资料认真研究的基础上,拟定论文题目,填写开题报告。
3、对论文作初步构思,构建主体框架,写出论文提纲。
4、在老师的指导下,完成论文的初稿。
论文写作几大要素:
1、论文题目:要求准确、简练、醒目、新颖。
2、目录:目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录)
3、提要:是文章主要内容的摘录,要求短、精、完整。字数少可几十字,多不超过三百字为宜。
4、关键词或主题词:关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的,是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语,便于信息系统汇集,以供读者检索。每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词,另起一行,排在“提要”的左下方。
主题词是经过规范化的词,在确定主题词时,要对论文进行主题,依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。
论文的进展情况要分多个角度写,如何时选定题目、收集齐材料、拟定好论文提纲、开题报告的撰写、初稿和修改稿的完成时间、定稿等过程的具体时间
科学或社会研究工作者在学术书籍或学术期刊上刊登,并用来进行科学研究的,从而描述或呈现自己研究成果、对前任工作总结的回顾及做出评价的文章,这类文章特别强调原创性。论文类别有学年论文、毕业论文、学位论文、科技论文、成果论文等。
论文的进展情况即是对于写作时间和写作顺序上的安排,在这个过程上,材料的收集、文章的撰写和改动等都要有明细的安排,对于发表有个具体时间,要考虑到论文课题研究中的每个阶段的重难点,且要根据学习毕业论文答辩时间来安排自己论文的进度。
论文的进展情况要分多个角度写,如何时选定题目、收集齐材料、拟定好论文提纲、开题报告的撰写、初稿和修改稿的完成时间、定稿等过程的具体时间。更为详细时间更应该根据要求细分,如学校毕业论文规定时间内完成。
土壤中过氧化氢酶活性的测定 殷晓晨,武亨杰,朱承彬 (中国石油大学 化学化工学院,山东 青岛 266555) 摘要:为了研究土壤中微生物抵御过氧化氢毒害的能力,设计实验, 摘要 采用高锰酸钾滴定法测定受石油污染并接受生物修复的各土壤样品 中过氧化氢酶的活性。研究表明,不同区域的土壤中所含过氧化氢酶 的活性不同, 说明不同区域的土壤受污染程度不同或者恢复速度有所 差异。 关键词: 关键词:土壤;过氧化氢酶;高锰酸钾滴定 中图分类号: 中图分类号:X705 文献标志码: 文献标志码:A Measurement of Catalase Activity in Soil Yin Xiao-chen, Wu Heng-jie, Zhu Cheng-bin (College of Chemistry and Chemical Engineering, China University of Petroleum, Qingdao266555,China) Abstract: This experiment is designed to research the ability of microorganisms to resist the poison of peroxide. The catalase activity in soil which was contaminated by petroleum and then biologically repaired was measured by the method of titration with potassium permanganate. The research shows that the catalase activity in different districts of soil is distinct. Key words: soil; catalase; titration with potassium permanganate 过氧化氢广泛存在于生物体 和土壤中,是由生物呼吸过程和 有机物的生物化学氧化反应的结 果产生的,这些过氧化氢对生物 和土壤具有毒害作用。 与此同时, 在生物体和土壤中存有过氧化氢 氧化氢的量,表示出过氧化氢酶 的活性。本实验重点采用高锰酸 钾滴定法。 1. 实验 实验器材 本实验所用器材为恒温水浴 锅,冰箱,分析天,用时用 KmnO4 溶液标定。 土壤样品性 以 每 g 干 土 1h 内 消 耗 的 KmnO4 体积数表示(以 mL 计)表示。本实验土壤样品取自于受石2. 结果分析油污染并接受生物修复的位于东 KMnO4 标定:10mL 营市的土壤,共有 14 个土壤样 H2C2O4 用 KMnO4 滴定, 所消耗 KMnO4 品。 实验方法体积数为 ,由此计算出 KMnO4 标 准 溶 液 浓 度 为 。 H2O2 标定: 1ml 3% H2O2 用 KMnO4 滴定, 所消耗 KMnO4 体积数 为 ,由此计算出 H2O2 浓度 为 。 酶活性= 空白样剩余过氧化 ( 氢滴定体积-土样剩余过氧化氢 滴定体积)*T/土样质量 其中:酶活性单位- ml( KMnO4)/(h·g); T- 高 锰 酸 钾 滴 定 度 的 矫 正 值 T=。 数据处理如下:分别取 5g 过 筛的风 干土壤样品于具塞三角瓶中(用 不加土样的作空白对照) ,加入 甲苯, 摇匀, 4℃冰箱中 于 放置 30min。 取出, 立刻加入 25mL 冰箱贮存的 3% H2O2 水溶液,充分 混匀后,再置于冰箱中放置 1h。 取出,迅速加入冰箱贮存的 2mol/L H2SO4 溶液 25mL,摇匀, 过滤。取 1mL 滤液于三角瓶,加 入 5mL 蒸馏水和 5mL 2mol/L H2SO4 溶液,用 高锰酸钾溶液滴定。根据对照和样品的滴 定差,求出相当于分解的 H2O2 的 过氧化氢酶活 量所消耗的 KmnO4。表1编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 土样 北中一 北中一(平行) 南右一 南右一(平行) 左一 左一 (平行) 左二 左三 右一 右二 右三 北左一 北左二 北中二 南左一 北右一 北右三 空白过氧化氢酶数据处理表滴定 2 体积数 /ml 平均体 积数/ml 酶活性 (每克干土以 1h 内消耗 的体积数表 示)滴定 1 体积数 /ml 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18酶活性编号图1过氧化氢酶活性柱形图3. 实验讨论用 草酸溶液标定 高锰酸钾溶液时,要先取一定量 的草酸溶液加入一定量硫酸中并 于 70℃水浴加热,开始滴定时快 滴, 快到终点时再进行水浴加热, 后慢滴,待溶液呈微红色且半分 钟内不退色即为终点。 高猛酸钾滴定过程对酸性环 境的要求很严格。经探究后发现 直接取 1mL 滤液滴定不仅液体量 太少,终点不好把握,硫酸的量 也不足,因此我组对实验方法进 行了改进,即取第2/3页1mL 滤液于三角 瓶 , 加 入 5mL 蒸 馏 水 和 5mL 2mol/L H2SO4 溶液,再用高锰酸 钾溶液滴定,这样滴定过程极为 方便。[2] 王华芳, 展海军.过氧化氢酶 活性测定方法的研究进展.科技 创新导报,2009: . [3] 雷柏平等. 过氧化氢酶活 性的比色测定法.临床检验杂志, 1993:11-2. [4] 徐镜波,郎佩珍. 过氧化氢 酶活性及活性抑制的测定.环境 化学,. [5] 徐镜波, 袁晓凡, 郎佩珍. 过 氧化氢酶活性及活性抑制的紫外 分光光度测定. 环境化学, 1997:16-1. [6] 鲁赫明等. 农药对土壤过氧 化氢酶活性的影响.东北师范大 学报自然科学版, . [7] 傅丽君,李华亮,钟开新. 杀灭菊酯对土壤过氧化氢酶活性 的影响.生态毒理学报, (4) 2009 : 265-270. [8] 李玉瑛, 冰. 柴油污染土 李 壤生物修复对土壤酶活性的影响.参考文献:[1] 关松萌等.土壤酶及其研究 法.北京:农业出版社, 1986:121-3.生态环境学报 ,2009,18(5): 1753-1756 . [9] 王耀生等. 渗灌对保护地土 壤脲酶和过氧化氢酶活性的影响. 安徽农业科学, 2006, 34(1): 103 —105望采纳谢谢。
没就是有生物催化能力的蛋白质
1773年,意大利科学家斯帕兰扎尼(—1799)设计了一个巧妙的实验:将肉块放入小巧的金属笼中,然后让鹰吞下去。过一段时间他将小笼取出,发现肉块消失了。于是,他推断胃液中一定含有消化肉块的物质。但是什么,他不清楚。 1836年,德国科学家施旺(—1882)从胃液中提取出了消化蛋白质的物质。解开胃的消化之谜。 1926年,美国科学家萨姆钠(—1955)从刀豆种子中提取出脲酶的结晶,并通过化学实验证实脲酶是一种蛋白质。 20世纪30年代,科学家们相继提取出多种酶的蛋白质结晶,并指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质。 20世纪80年代,美国科学家切赫(—)和奥特曼(—)发现少数RNA也具有生物催化作用。酶有催化作用,有3个特性,1、高效性,2、专一性,3、多样性,4、温和性。
酶,指具有生物催化功能的高分子物质。 在酶的催化反应体系中,反应物分子被称为底物,底物通过酶的催化转化为另一种分子。几乎所有的细胞活动进程都需要酶的参与,以提高效率。与其他非生物催化剂相似,酶通过降低化学反应的活化能来加快反应速率,大多数的酶可以将其催化的反应之速率提高上百万倍;事实上,酶是提供另一条活化能需求较低的途径,使更多反应粒子能拥有不少于活化能的动能,从而加快反应速率。酶作为催化剂,本身在反应过程中不被消耗,也不影响反应的化学平衡。酶有正催化作用也有负催化作用,不只是加快反应速率,也有减低反应速率。与其他非生物催化剂不同的是,酶具有高度的专一性,只催化特定的反应或产生特定的构型。虽然酶大多是蛋白质,但少数具有生物催化功能的分子并非为蛋白质,有一些被称为核酶的RNA分子 和一些DNA分子同样具有催化功能。此外,通过人工合成所谓人工酶也具有与酶类似的催化活性。 有人认为酶应定义为具有催化功能的生物大分子,即生物催化剂。[1]酶的催化活性会受其他分子影响:抑制剂是可以降低酶活性的分子;激活剂则是可以增加酶活性的分子。有许多药物和毒药就是酶的抑制剂。酶的活性还可以被温度、化学环境(如pH值)、底物浓度以及电磁波(如微波)等许多因素所影响。一般来说,动物体内的酶最适温度在35到40℃之间,植物体内的酶最适温度在40-50℃之间;细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大,有的酶最适温度可高达70℃。动物体内的酶最适PH大多在之间,但也有例外,如胃蛋白酶的最适PH为,植物体内的酶最适PH大多在之间。酶的这些性质使细胞内错综复杂的物质代谢过程能有条不紊地进行,使物质代谢与正常的生理机能互相适应。若因遗传缺陷造成某个酶缺损,或其它原因造成酶的活性减弱,均可导致该酶催化的反应异常,使物质代谢紊乱,甚至发生疾病,因此酶与医学的关系十分密切。酶之所以能够加速化学反应的进行,是因为它能降低反应的活化能。因为任何一种酶,对于它所能催化的反应都有极强的选择性,这种选择性决定着每一个细胞在特定的时候发生特定的化学反应。酶分子是蛋白质,每种蛋白质都有特定的三维形状,而这种形状就决定了酶的选择性。酶所催化的反应中的反应物称为底物,酶只能识别一种或一类专一的底物并催化专一的化学反应,这种性质称为酶的底物专一性。 酶的重要性:生物体由细胞构成,每个细胞由于酶的存在才表现出种种生命活动,体内的新陈代谢才能进行。酶是人体内新陈代谢的催化剂,只有酶存在,人体内才能进行各项生化反应。人体内酶越多,越完整,其生命就越健康。当人体内没有了活性酶,生命也就结束。人类的疾病,大多数均与酶缺乏或合成障碍有关。酶使人体所进食的食物得到消化和吸收,并且维持内脏所有功能包括:细胞修复、消炎排毒、新陈代谢、提高免疫力、产生能量、促进血液循环。酶主宰了内脏和细胞的所有功能,没有酶就没有生命!
酶是生物细胞中自己合成的一种催化剂(生物催化剂),其基本成分是蛋白质;高催化效率、高度专一性、调节性温度和pH值是影响酶活力比较重要的两个因素
1酶是蛋白质 2酶具有特异性,高效性,专一性. 3低温会抑制酶的活性,高温会破坏酶的物质组成. 4人体的酶有很都种.
酶指具有生物催化功能的高分子物质。酶的作用有专一性,高效性,温和性。酶促反应速度受酶浓度和底物浓度的影响,也受温度、pH、激活剂和抑制剂的影响。(1)酶浓度对酶促反应速度的影响从米门公式和酶浓度与酶促反应速度的关系图解可以看出:酶促反应速度与酶分子的浓度成正比。当底物分子浓度足够时,酶分子越多,底物转化的速度越快。但事实上,当酶浓度很高时,并不保持这种关系,曲线逐渐趋向平缓。根据分析,这可能是高浓度的底物夹带有许多的抑制剂所致。(2)底物浓度对酶促反应速度的影响在生化反应中,若酶的浓度为定值,底物的起始浓度较低时,酶促反应速度与底物浓度成正比,即随底物浓度的增加而增加。当所有的酶与底物结合生成中间产物后,即使在增加底物浓度,中间产物浓度也不会增加,酶促反应速度也不增加。还可以得出,在底物浓度相同条件下,酶促反应速度与酶的初始浓度成正比。酶的初始浓度大,其酶促反应速度就大。在实际测定中,即使酶浓度足够高,随底物浓度的升高,酶促反应速度并没有因此增加,甚至受到抑制。其原因是:高浓度底物降低了水的有效浓度,降低了分子扩散性,从而降低了酶促反应速度。过量的底物聚集在酶分子上,生成无活性的中间产物,不能释放出酶分子,从而也会降低反应速度。(3)温度对酶促反应速度的影响各种酶在最适温度范围内,酶活性最强,酶促反应速度最大。在适宜的温度范围内,温度每升高10℃,酶促反应速度可以相应提高1~2倍。不同生物体内酶的最适温度不同。如,动物组织中各种酶的最适温度为37~40℃;微生物体内各种酶的最适温度为25~60℃,但也有例外,如黑曲糖化酶的最适温度为62~64℃;巨大芽孢杆菌、短乳酸杆菌、产气杆菌等体内的葡萄糖异构酶的最适温度为80℃;枯草杆菌的液化型淀粉酶的最适温度为85~94℃。可见,一些芽孢杆菌的酶的热稳定性较高。过高或过低的温度都会降低酶的催化效率,即降低酶促反应速度。最适温度在60℃以下的酶,当温度达到60~80℃时,大部分酶被破坏,发生不可逆变性;当温度接近100℃时,酶的催化作用完全丧失。所以,人在发烧时,不想吃东西。(4)pH对酶促反应速度的影响酶在最适pH范围内表现出活性,大于或小于最适pH,都会降低酶活性。主要表现在两个方面:①改变底物分子和酶分子的带电状态,从而影响酶和底物的结合;②过高或过低的pH都会影响酶的稳定性,进而使酶遭受不可逆破坏。人体中的大部分酶所处环境的pH值越接近7,催化效果越好。但人体中的胃蛋白酶却适宜在pH值为1~2的环境中,胰蛋白酶的最适pH在8左右。(5)激活剂对酶促反应速度的影响能激活酶的物质称为酶的激活剂。激活剂种类很多,有①无机阳离子,如钠离子、钾离子、铜离子、钙离子等;②无机阴离子,如氯离子、溴离子、碘离子、硫酸盐离子磷酸盐离子等;③有机化合物,如维生素C、半胱氨酸、还原性谷胱甘肽等。许多酶只有当某一种适当的激活剂存在时,才表现出催化活性或强化其催化活性,这称为对酶的激活作用。而有些酶被合成后呈现无活性状态,这种酶称为酶原。它必须经过适当的激活剂激活后才具活性。(6)抑制剂对酶促反应速度的影响能减弱、抑制甚至破坏酶活性的物质称为酶的抑制剂。它可降低酶促反应速度。酶的抑制剂有重金属离子、一氧化碳、硫化氢、氢氰酸、氟化物、碘化乙酸、生物碱、染料、对-氯汞苯甲酸、二异丙基氟磷酸、乙二胺四乙酸、表面活性剂等。对酶促反应的抑制可分为竞争性抑制和非竞争性抑制。与底物结构类似的物质争先与酶的活性中心结合,从而降低酶促反应速度,这种作用称为竞争性抑制。竞争性抑制是可逆性抑制,通过增加底物浓度最终可解除抑制,恢复酶的活性。与底物结构类似的物质称为竞争性抑制剂。抑制剂与酶活性中心以外的位点结合后,底物仍可与酶活性中心结合,但酶不显示活性,这种作用称为非竞争性抑制。非竞争性抑制是不可逆的,增加底物浓度并不能解除对酶活性的抑制。与酶活性中心以外的位点结合的抑制剂,称为非竞争性抑制剂。
酶 酶(enzyme)是生物体内多数反应的一种生物催化剂,除少数RNA外几乎都是蛋白质。酶不改变反应的平衡,它只是通过降低活化能加快化学反应的速度。酶具有专一性,一种酶只能催化一种或一类反应。除此以外,还具有高效性、温和性。酶的温和性,是指酶所催化的化学反应一般是在比较吻合的条件下进行的。一般来说,动物体内的酶最适温度在35到40摄氏度之间,植物体内的酶最适温度在40-50摄氏度之间;细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大,有得酶最适温度可高达70摄氏度。动物体内的酶最适PH大多在之间,但也有例外,如胃蛋白酶的最适PH为,植物体内的酶最适PH大多在之间。酶的活力酶活力单位(U,active unit):酶活力单位的量度。1961年国际酶学会议规定:1个酶活力单位是指在特定条件(25oC,其它为最适条件)下,在1min内能转化1μmol底物的酶量,或是转化底物中1μmol的有关基团的酶量。比活(specific activity):每分钟每毫克酶蛋白在25oC下转化的底物的微摩尔数。比活是酶纯度的测量。活化能(activation energy):将1mol反应底物中所有分子由其态转化为过度态所需要的能量。活性部位(active energy):酶中含有底物结合部位和参与催化底物转化为产物的氨基酸残基部分。活性部位通常位于蛋白质的结构域或亚基之间的裂隙或是蛋白质表面的凹陷部位,通常都是由在三维空间上靠得很进的一些氨基酸残基组成。酶的催化酸-碱催化(acid-base catalysis):质子转移加速反应的催化作用。共价催化(covalent catalysis):一个底物或底物的一部分与催化剂形成共价键,然后被转移给第二个底物。许多酶催化的基团转移反应都是通过共价方式进行的。靠近效应(proximity effect):非酶促催化反应或酶促反应速度的增加是由于底物靠近活性部位,使得活性部位处反应剂有效浓度增大的结果,这将导致更频繁地形成过度态。分类和命名 通常按照酶所催化的反应类型和所作用的底物来分类和命名。所有已知的酶按反应性质分成6大类,再分成若干亚类和亚亚类。有习惯命名和国际系统命名两种方法。习惯命名法不特别精确,但较简便,像催化乳酸脱氢生成丙酮酸的酶就叫乳酸脱氢酶;给催化水解作用的酶命名时略去反应类型,如水解蛋白质的酶叫蛋白酶,水解淀粉的酶叫淀粉酶;有时还在酶的名称前面标上酶的其他特点如来源、酸碱性等以示区别,如胃蛋白酶、胰淀粉酶、中性蛋白酶等。催化机理酶的催化机理和一般化学催化剂基本相同,也是先和反应物(酶的底物)结合成络合物,通过降低反应的能来提高化学反应的速度,在恒定温度下,化学反应体系中每个反应物分子所含的能量虽然差别较大,但其平均值较低,这是反应的初态。S(底物)→P(产物)这个反应之所以能够进行,是因为有相当部分的S分子已被激活成为活化(过渡态)分子,活化分子越多,反应速度越快。在特定温度时,化学反应的活化能是使1摩尔物质的全部分子成为活化分子所需的能量(千卡)。酶(E)的作用是:与S暂时结合形成一个新化合物ES,ES的活化状态(过渡态)比无催化剂的该化学反应中反应物活化分子含有的能量低得多。ES再反应产生P,同时释放E。E可与另外的S分子结合,再重复这个循环。降低整个反应所需的活化能,使在单位时间内有更多的分子进行反应,反应速度得以加快。如没有催化剂存在时,过氧化氢分解为水和氧的反应(2H2O2→2H2O+O2)需要的活化能为每摩尔18千卡(1千卡=焦耳),用过氧化氢酶催化此反应时,只需要活化能每摩尔2千卡,反应速度约增加1011倍。酶作用的pH和温度条件(细胞内条件)都很温和,为什么会有巨大的催化活性?有4种主要因素使酶加速化学反应。酶催化效率的促进因素酶活测定初速度(initial velocity):酶促反应最初阶段底物转化为产物的速度,这一阶段产物的浓度非常低,其逆反应可以忽略不计。米氏方程(Michaelis-Mentent equation):表示一个酶促反应的起始速度(υ)与底物浓度([s])关系的速度方程:υ=υmax[s]/(Km+[s])米氏常数(Michaelis constant):对于一个给定的反应,异至酶促反应的起始速度(υ0)达到最大反应速度(υmax)一半时的底物浓度。催化常数(catalytic number)(Kcat):也称为转换数。是一个动力学常数,是在底物处于饱和状态下一个酶(或一个酶活性部位)催化一个反应有多快的测量。催化常数等于最大反应速度除以总的酶浓度(υmax/[E]total)。或是每摩酶活性部位每秒钟转化为产物的底物的量(摩[尔])。双倒数作图(double-reciprocal plot):那称为Lineweaver_Burk作图。一个酶促反应的速度的倒数(1/V)对底物度的倒数(1/LSF)的作图。x和y轴上的截距分别代表米氏常数和最大反应速度的倒数。酶活调节竞争性抑制作用(competitive inhibition):通过增加底物浓度可以逆转的一种酶抑制类型。竞争性抑制剂通常与正常的底物或配体竞争同一个蛋白质的结合部位。这种抑制使Km增大而υmax不变。非竞争性抑制作用(noncompetitive inhibition): 抑制剂不仅与游离酶结合,也可以与酶-底物复合物结合的一种酶促反应抑制作用。这种抑制使Km不变而υmax变小。反竞争性抑制作用(uncompetitive inhibition): 抑制剂只与酶-底物复合物结合而不与游离的酶结合的一种酶促反应抑制作用。这种抑制使Km和υmax都变小但υmax/Km不变。很大一类复杂的蛋白质物质 [enzyme;ferment],在促进可逆反应(如水解和氧化)方面起着像催化剂一样的作用。在许多工业过程中是有用的(如发酵、皮革鞣制及干酪生产)酶是一种有机的胶状物质,由蛋白质组成,对于生物的化学变化起催化作用,发酵就是靠它的作用:~原。