生物化学论文 合肥学院
系别：生物与环境工程系
班级：
学号：姓名：刘 兆 根
2 0 1 3 年 12月01日
有关蛋白质酶的论文
摘要：大部分的酶都是具有活性的蛋白质，只有少部分的酶是RNA。具有活性的蛋白质的生物学活性很强，比如纤维素酶，淀粉酶，固化酶，超氧化物歧化酶等。本文主要讲述具有生物学活性的几种蛋白质酶和血红蛋白的作用及其应用前景。
引言：纤维素酶、淀粉酶、固化酶、超氧物歧化酶
一、纤维素酶
纤维素酶是一类能够水解纤维素的β-D-糖苷键生成葡萄糖的多组分酶的总称，是一类高活性的生物催化剂，具有广泛的应用价值。纤维素及纤维素酶、作用机理及在农牧业、工业、食品上有重要的作用。纤维素类物质是自然界中存在的最廉价、最丰富的一类可再生资源。全世界每年的植物体生成量高达1 500亿t干物质,其中一半以上为纤维素和半纤维素。如果将天然纤维素降解为可利用的糖液,再一步转化为酒精、菌体蛋白、气体燃料等物质,对解决当今世界所面临的环境污染、粮食短缺、饲料资源紧张和能源危机等问题具有重大现实意义。
纤维素酶是一组能够降解纤维素生成葡萄糖的酶的总称,广泛存在于自然界的生物体中。细菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶。根据作用方式,一般可将纤维素酶分为3类:外切β-1,4-葡聚糖苷酶、内切β-1,4-葡聚糖苷酶和β-1,4-葡萄糖苷酶。纤维素酶使纤维素转化成葡萄糖的机理和详细过程被普遍接受的理论主要有3种:协同理论,原初反应假说和碎片理论,其中以协同理论最为广泛接受。该理论认为是内切葡萄糖酶首先进攻纤维素的非结晶区,形成外切纤维素酶需要的新的游离末端,然后外切纤维素酶从多糖链的非还原端切下纤维二糖单位,β-葡萄糖苷酶再水解纤维二糖单位形成葡萄糖,一般来说协同作用与酶解底物的结晶度成正比,当酶组分的混合比例与霉菌发酵滤液各组分相近时,协同作用最明显。协同作用是纤维素酶系的最重要的特征之一,并且这种协同作用比较复杂,不仅内切—外切酶之间具有协同作用,不同的外切酶及不同的内切酶之间也有协同作用。不仅酶系中各组分存在协同作用,酶与其他物质或微生物间亦存在较强烈的协同作用,其中内切—外切酶之间的协同作用是纤维素酶之间的主要协同作用方式。
纤维素在农业上的应用：植物纤维素是动物的重要营养来源，纤维素酶能降
解纤维素，使之转化成糖。它还能破坏细胞壁，使细胞内物质释放，提高了营养价值。另外纤维素酶制剂中还含有其它酶，如:淀粉酶、蛋白酶，也有助于提高动物对营养物质的消化。
在牛、猪等养殖中,纤维素酶能将饲料中的纤维素降解成可消化吸收的还原糖,提高饲料的营养价值。利用微生物发酵法生产的纤维素酶可将植物纤维分解为葡萄糖,消除饲料中非淀粉多糖的抗营养作用,并降低肠道内容物的黏度。纤维素酶用作饲料添加剂,能明显提高饲料消化率和利用率,促进动物生长。
纤维素在工业上的应用：纤维素酶在造纸中的应用主要包括纤维素酶法废纸脱墨、纤维素酶法处理改善纸浆性能和纤维素酶法处理改善纤维成纸性能。在食品工业中植物性农产品是其主要原料,一般植物性农产品的细胞壁中都含有纤维素。恰当地使用纤维素酶处理,可使细胞壁结构发生不同程度的变化,从而提高细胞壁的通透性,软化了植物组织,最终达到提高细胞内含物(如蛋白质、淀粉、油脂、糖等)的提取率;改善了食品品质,同时又简化了食品加工工艺。
二、淀粉酶
淀粉酶为重要的酶制剂，是酶制剂中用途最广、用量最大的一种。在食品加工工业中，它用于面包生产中的面团改良；啤酒生产中供糖化及分解未分解的淀粉；婴幼儿食品中用于谷类原料的预处理；酒精生产中用于糖化和分解淀粉；果汁加工中用于淀粉的分解和提高过滤速度。还广泛用于糖浆制造、饴糖生产、蔬菜加工、粉状糊精生产、葡萄糖制造业中。在医药工业可用作辅助消化药。另外，还可用于纺织印染工业。
淀粉酶在焙烤食品中，面粉工作者越来越关注面粉的α—淀粉酶活性。理论与实践表明：面粉的α—淀粉酶活性，直接影响到面粉的发酵力和发酵食品的质量，特别是低糖主食面包。
淀粉酶在啤酒行业，啤酒生产中常用的耐高温α-淀粉酶一般由地衣芽孢杆菌产生，pH在5.0～7.0内较稳定，尤以pH=6.0为佳，作用淀粉的最适温度为90℃。中温α-淀粉酶也应用到啤酒生产中。单独使用耐高温α-淀粉酶比单独使用中温α-淀粉酶麦芽糊精收率高，透光率也较大，但黏度较高，将两者结合起来使用则可互相弥补不足，得到很好的效果。在啤酒生产中，α-淀粉酶它会分解淀粉，水解成麦芽糖，麦芽糖又在酵母本身分泌的麦芽糖酶作用下，水解成
葡萄糖供酵母利用，从而可提高麦芽汁的可发酵性。
三、固化酶
固化酶在很多的行业中都有重要的作用，比如：固定化酶在柑橘汁加工中的应用。柑桔加工产品出现过度苦味是柑桔加工业中较重要的问题，苦味物质主要由两类物质组成：一类为柠檬苦素的二萜烯二内酯化合物(A和D环)；另一类为果实中多种黄酮苷。固化酶主要是利用不同的酶分别作用于柠檬苦素和柚皮苷生成不含苦味的物质。使单宁-氨基乙基纤维作为载体，使用海藻糖，醋酸纤维和三醋酸纤维制成膜固定酶，这表明用固定化酶处理后的果汁苦味明显降低。固定化酶在啤酒澄清中的应用：啤酒以其清晰度高、泡沫适中、营养丰富和口感好成为人们的最佳选择。但是，由于啤酒中含有一定量的蛋白质，它与游离于啤酒中的多酚、单宁等结合产生不溶性胶体或沉淀,造成啤酒混浊，从而严重影响了啤酒的质量。“酶网”裹着载体形成固定化酶，该磁性酶对啤酒澄清防止冷浑浊有明显效果。
固定化酶在食品工业中有着相当好的的发展前景，固定化技术在食品工业中的应用还很多，如固定化氨基酰化酶生产L-谷氨酸；固定淀粉酶和葡萄糖淀粉酶以淀粉为原料生产葡萄糖；固定化酶法酿造调味品等，但用于食品工业的酶远远大于固定化酶。还有很多固定化酶和固定化细胞处于中试阶段,固定化原生质克服了固定化细胞的一些缺陷，但固定原生质体还处于研究之中，未用于生产。人们清楚地看到了固定化技术的一些优点，虽然很多还处于研究和开发中，但已经给人们指明发展方向。随着固定化技术的发展，将会有更多的固定化酶、细胞、原生质体应用于生产中，充分显示出固定化技术的优越性，开启固定化技术的新局面。
四、超氧化物歧化酶
超氧物歧化酶(简称SOD)是一种新型酶制剂，是生物体内重要的抗氧化酶，广泛分布于各种生物体内，如动物，植物，微生物等。SOD具有特殊的生理活性，是生物体内清除自由基的首要物质。SOD在生物体内的水平高低意味着衰老与死亡的直观指标；现已证实，由氧自由基引发的疾病多达60多种。它可对抗与阻断因氧自由基对细胞造成的损害，并及时修复受损细胞，复原因自由基造成的对细胞伤害。由于现代生活压力，环境污染，各种辐射和超量运动都会造成氧自由
基大量形成；因此，生物抗氧化机制中SOD的地位越来越重要！
SOD（超氧化物歧化酶）在食品工业中的应用比较广泛。在食品中加入SOD可以增强抗衰老、抗炎、抗辐射、抗疲劳等保健作用。作为保健食品的功效因子或食品营养强化剂该保健品具有良好的抗衰老、抗炎、抗辐射、抗疲劳等保健强身的效果。
纤维素酶、淀粉酶、固化酶、超氧化物歧化酶这几种蛋白质酶具有很好的应用前景。虽然现在已知的酶的酶有几千种，但是还远远不能满足人们对酶日益增长的需要。随着科技的发展，人们正在发现更多、更好的酶。现代酶工程具有技术先进、投资小、工艺简单、能耗粮耗低、产品收率高、效率高、效益大和污染小等优点，在未来的生产生活中具有活性的蛋白质酶将大放异彩。
参考文献：
张部昌，龚仁敏，余嗣明，徐忠东，余梅《生物化学》
顾方媛等，纤维素酶的研究进展与发展趋势. 微生物学杂志
李彦锋,李军荣,伏莲娣.固定化酶的制备及应用[J].高分子通报
邹国林，裘名宜，朱彤.超氧化物歧化酶研究的历史、现状及应用前景.《氨基酸和生物资源》，郭勇、郑穗平 . 酶学 . 华南理工大学出版社