Enzyme Engineering
酶工程
第十章 同工酶与气体酶学
? 第一节 同工酶的基础知识
? 第二节 同工酶的应用
? 第三节 固氮酶的作用
? 第四节 甲烷加氧酶的作用
? 第五节 氧化 CO的酶
第一节 同工酶的基础知识
一．概念：指同一种酶的多种分子形式。这些不
同的分子形式具有相同或相似的底物，催化
相同的反应
二．分类
? 单基因决定的同工酶
? 多基因决定的同工酶
? 复等位基因基因决定的同工酶
? 修饰同工酶
三．同工酶的结构基础
? 同工酶的一级结构的差异
? 构象变化造成同工酶的差异
四．同工酶的常用分离和测定方法
? （一） 方法
– 1 电泳
– 2 层析
– 3 热稳定性
– 4 动力学
– 5 免疫法
（二） 方法使用注意点
– 1．严格控制可能影响实验的条件，重复实验。
– 2．尽量消除由环境造成的差异。
– 3．增大实验的样本数量及样本随机性，使之具
有代表性。
– 4．实验条件标准化，减少人为操作造成的误差
– 5．基本酶谱与分析方法的标准化。
– 6．选择尽可能多的酶进行分析。
第一节结束
? 点击返回
第二节 同工酶的应用
? 一 植物系统学研究中的应用
– （一）原理：同工酶在不同的物种、同一物种
的不同时期、同一时期的不同器官、同一器官
的不同组织中都具有特异性，既是生理指标，
又是可靠的遗传物质表达产物。
（二）应用领域
– 1,同工酶在栽培粮食作物（水稻、玉米、小
麦、荞麦）起源和演化中的作用
– 2．同工酶在中药材起源和演化中的作用
– 3．同工酶在果树起源和演化中的作用
– 4．同工酶技术在十字花科作物育种上的应
第二节结束
? 点击返回
第三节 固氮酶的作用
? 一．固氮酶的研究历史
二．固氮酶的研究热点
? 生物固氮研究正在分子和原子水平上开展
二．固氮酶的研究热点
– 1．固氮基因表达的氨阻遏和氧敏感机制
– 2．共生结瘤固氮中植物与微生物相互关系的
基因表达和调控
– 3．根瘤菌结瘤因子的结构和生物合成
– 4．根瘤菌及其宿主植物的基因组学转录组学
和蛋白质组学
– 5．固氮酶的结构和功能及其化学模拟
三．固氮酶的酶学简介
– 1．种类：一种是钼铁蛋白，另一种是铁蛋白
– 2．催化的反应
钼蛋白和铁蛋白比较
3．固氮酶的结构
4 固氮酶的应用
? （ 1） 农业中：固氮肥料的研究
（ 2） 生物制氢技术中的应用
? 光合生物产氢 能够产氢的光合生物包括光
合细菌和藻类。
? 光合细菌属于原核生物，催化光合细菌产
氢的酶主要是固氮酶。
第三节结束
? 点击返回
第四节 甲烷加氧酶的作用
– 一．概念
– 甲烷单加氧酶是甲烷利用细菌
(methanotrophic bacteria)代谢过程中的重
要酶系，在细菌细胞内直接利用分子氧作为
底物催化甲烷氧化成甲醇。
二．酶的性质
? 1．甲烷利用细菌的分类和表现形态
? 可根据所利用碳源和能源不同将甲烷利用
细菌分成,
– 专性甲烷利用细菌
– 兼性甲烷利用细菌
– 拟甲烷利用细菌
2．酶的组成
? 组分 A为 245KD左右的羟基化酶；
? 组分 B为 15KD左右的调节蛋白；
? 组分 C为分子量为 40KD左右的还原酶
3．活性中心
? 羟基化酶是一个由三种亚基组成的二聚体蛋白
? 什么是 MMOB?
第四节结束
? 点击返回
第五节 氧化 CO的酶
? 一．羧基养细菌的 CO脱氢酶
? 二．硫酸盐还原细菌的 CO脱氢酶
? 三．光养厌氧菌的 CO脱氢酶
? 四．甲烷养细菌的甲烷单加氧酶
第五节结束
? 点击返回
酶工程
第十章 同工酶与气体酶学
? 第一节 同工酶的基础知识
? 第二节 同工酶的应用
? 第三节 固氮酶的作用
? 第四节 甲烷加氧酶的作用
? 第五节 氧化 CO的酶
第一节 同工酶的基础知识
一．概念：指同一种酶的多种分子形式。这些不
同的分子形式具有相同或相似的底物，催化
相同的反应
二．分类
? 单基因决定的同工酶
? 多基因决定的同工酶
? 复等位基因基因决定的同工酶
? 修饰同工酶
三．同工酶的结构基础
? 同工酶的一级结构的差异
? 构象变化造成同工酶的差异
四．同工酶的常用分离和测定方法
? （一） 方法
– 1 电泳
– 2 层析
– 3 热稳定性
– 4 动力学
– 5 免疫法
（二） 方法使用注意点
– 1．严格控制可能影响实验的条件，重复实验。
– 2．尽量消除由环境造成的差异。
– 3．增大实验的样本数量及样本随机性，使之具
有代表性。
– 4．实验条件标准化，减少人为操作造成的误差
– 5．基本酶谱与分析方法的标准化。
– 6．选择尽可能多的酶进行分析。
第一节结束
? 点击返回
第二节 同工酶的应用
? 一 植物系统学研究中的应用
– （一）原理：同工酶在不同的物种、同一物种
的不同时期、同一时期的不同器官、同一器官
的不同组织中都具有特异性，既是生理指标，
又是可靠的遗传物质表达产物。
（二）应用领域
– 1,同工酶在栽培粮食作物（水稻、玉米、小
麦、荞麦）起源和演化中的作用
– 2．同工酶在中药材起源和演化中的作用
– 3．同工酶在果树起源和演化中的作用
– 4．同工酶技术在十字花科作物育种上的应
第二节结束
? 点击返回
第三节 固氮酶的作用
? 一．固氮酶的研究历史
二．固氮酶的研究热点
? 生物固氮研究正在分子和原子水平上开展
二．固氮酶的研究热点
– 1．固氮基因表达的氨阻遏和氧敏感机制
– 2．共生结瘤固氮中植物与微生物相互关系的
基因表达和调控
– 3．根瘤菌结瘤因子的结构和生物合成
– 4．根瘤菌及其宿主植物的基因组学转录组学
和蛋白质组学
– 5．固氮酶的结构和功能及其化学模拟
三．固氮酶的酶学简介
– 1．种类：一种是钼铁蛋白，另一种是铁蛋白
– 2．催化的反应
钼蛋白和铁蛋白比较
3．固氮酶的结构
4 固氮酶的应用
? （ 1） 农业中：固氮肥料的研究
（ 2） 生物制氢技术中的应用
? 光合生物产氢 能够产氢的光合生物包括光
合细菌和藻类。
? 光合细菌属于原核生物，催化光合细菌产
氢的酶主要是固氮酶。
第三节结束
? 点击返回
第四节 甲烷加氧酶的作用
– 一．概念
– 甲烷单加氧酶是甲烷利用细菌
(methanotrophic bacteria)代谢过程中的重
要酶系，在细菌细胞内直接利用分子氧作为
底物催化甲烷氧化成甲醇。
二．酶的性质
? 1．甲烷利用细菌的分类和表现形态
? 可根据所利用碳源和能源不同将甲烷利用
细菌分成,
– 专性甲烷利用细菌
– 兼性甲烷利用细菌
– 拟甲烷利用细菌
2．酶的组成
? 组分 A为 245KD左右的羟基化酶；
? 组分 B为 15KD左右的调节蛋白；
? 组分 C为分子量为 40KD左右的还原酶
3．活性中心
? 羟基化酶是一个由三种亚基组成的二聚体蛋白
? 什么是 MMOB?
第四节结束
? 点击返回
第五节 氧化 CO的酶
? 一．羧基养细菌的 CO脱氢酶
? 二．硫酸盐还原细菌的 CO脱氢酶
? 三．光养厌氧菌的 CO脱氢酶
? 四．甲烷养细菌的甲烷单加氧酶
第五节结束
? 点击返回
