HIV-1整合酶结构的研究进展
HIV-1整合酶结构的研究进展
Abstract: The full length of determined HIV-1 (Human immunodeficiency virus type 1) integrase plays key roles in the anti-AIDS drug design based on the structure of acceptor. The structure and function of HIV-1 integrase and the advances in three aspects, segment structures, full length of constructed multimer and homologic systems, were summarized. The application value of each representative system was evaluated to provide some guidance for the platform established for the drug design and screening of HIV-1 integrase inhibitors.
Key words: HIV-1; integrase; structure; drug design
自从1981年6月发现首例艾滋病患者以来,艾滋病在全球范围内迅速传播?艾滋病又称获得性免疫缺陷综合症(Acquired immunodeficiency syndrome,AIDS)?中国大陆在1985年发现首例AIDS,AIDS在我国的流行经历了传入期?播散期,目前正处于高速发展期?根据最近世界卫生组织(World Health Organization,WHO)和联合国艾滋病规划署(UNAIDS,https://www.wendangku.net/doc/d54444174.html,)的估算,截至2009年底,全球AIDS感染者已达3 500万人,其中成年人超过3 000万人,妇女和儿童超过1 900万人?我国AIDS病毒感染者总数已接近100万人,并呈上升趋势,若不能有效控制,今后10年这一数字可能会成倍增长,形势十分严峻?AIDS已成为威胁人类健康的大敌,对社会将造成巨大破坏?
I型人类免疫缺陷病毒(Human immunodeficiency virus type 1,HIV-1)是引起AIDS的病源?患者体内HIV-1致死CD4+细胞,干扰其正常功能,使患者免疫功能减弱,进而引发AIDS?当前AIDS治疗的主要策略是联合使用逆转录酶抑制剂和蛋白酶抑制剂的高效抗逆转录病毒疗法(Highly active anti-retroviral therapy, HAART),又称“鸡尾酒疗法”?尽管该策略在AIDS治疗上发挥了重要作用,但两类抑制剂存在较大的抗药性?高毒性及高价格?临床上迫切需要寻找新的抗AIDS药物靶点[1,2]?HIV-1整合酶(Integrase, IN)能介导逆转录病毒DNA整合到宿主细胞DNA中,整合过程包括两步反应[3]: 第一步是3’端加工(3’-end processing, 3EP),即IN切割并结合病毒DNA形成IN-病毒DNA复合物;第二步是链转移(Strand transfer, ST),即IN-病毒DNA复合物切割并结合宿主细胞DNA,将病毒DNA整合到宿主DNA中,并随着宿主DNA的复制而复制?如果能抑制病毒DNA的整合过程,就防止了细胞被永久性的感染,而且人体细胞中没有IN的功能类似物,使得IN 抑制剂选择性很高,对于正常细胞毒性小,所以针对IN催化反应的抑制剂设计已经成为国际上抗AIDS药物研究的热点[4-6]?2007年Raltegravir(MK20518)被批准为第一个抑制IN的新药,IN抑制剂的研究取得了重大突破[7,8]?
HIV-1 IN含288个氨基酸残基,大小为32 kD,由N-端结构域(N-terminal domain, NTD)催化核心结构域(Catalytic core domain,CCD)和C-端结构域(C-teminal domain, CTD)折叠而成?NTD是由1~49位氨基酸残基组成的螺旋-转角-螺旋结构,内含一个不保守的HHCC锌指结构,功能上主要是促进酶的四聚化和增强酶的催化活性[9]?CCD由50~212位氨基酸残基组成,含有混合的α/β结构(共5个β折叠
酶工程的研究进展及前景展望
酶工程的研究进展及前景展望 摘要：概述了21 世纪国际上酶工程研究的新进展和新趋势。本文意在阐述近年来酶工程在分子水平的研究进展,并对其未来前景进行了展望。简单介绍了酶工程研究的进展, 对酶工程的发展前景进行了探讨。介绍了酶工程的应用现状，并对酶工程的作用和发展做出了展望。 关键词: 酶工程; 抗体酶；酶的固定化；开发研究; 进展； Abstract:An overview of the enzyme engineering in the 21st century international research progress and new trends. This paper aims to elaborate in recent years, progress in enzyme engineering research at the molecular level, and its future prospects. Briefly introduced the progress of the study of enzyme engineering, discussed the prospects for the development of enzyme engineering. Introduced the application status of the enzyme works , and the role and development of enzyme engineering to make the outlook. Keywords:Enzyme Engineering; Antibody enzyme; Immobilization; Research and development;Progress 1 前言 跨入21 世纪,人们在20 世纪认识生命本质高度一致性的基础上,迎来了后基因组时代,将有可能从整个基因组及其全套蛋白质产物的结构- 功能机理的角度,进一步阐明生命现象的核心和本质, 并系统整合生物学的全部知识,建立起真
饲用酶制剂研究进展
饲用酶制剂研究进展 中国农业科学院畜牧研究所汪儆 [摘要] 本文从饲用酶制剂的分类、生产、作用机理和研究展望等方面对饲用酶制剂的最新进展进行了综述，添加饲用酶制剂不仅能有效地消除饲料抗营养因子和毒素的有害作用，而且能全面促进饲粮养分的分解消化和吸收利用，提高畜禽的生产性能和增进畜禽健康。应用饲用酶制剂有利于开发非常规饲料资源，提高常规饲料的利用率，减少畜禽排泄中有机物、氮和磷的排出量，保护和改善生态环境，提高饲料和养殖企业的经济效益，因而饲用酶制剂在实现畜牧业的可持续发展中有着极为广阔的应用前景。 关键词：饲用酶制剂研究进展 将“酶”添加到饲料中提高饲料营养价值和畜禽生产性能的设想和实践已有数十年的历史了，但只是近年来才受到饲料营养学术界和工业界的普遍重视和关注（Leshe.1996）。国外一些著名的饲料营养学术刊物有关饲用酶制剂的文章频频出现，我国一些饲料营养刊物有关饲用酶制剂的研究报告也愈来愈多。 饲用酶制剂作为饲料添加剂的一个品种，为什么近年来受到人们如此的关注和青睐呢？ 原因有以下几个方面： 首先，人们逐渐认识到添加饲用酶制剂不仅能有效地消除饲料抗营养因子和毒素的有害作用，而且能全面促进饲粮养分的分解消化和吸收作用，提高畜禽的生长速度、饲料转化效率和增进畜禽健康（Choct,1997）。添加酶制剂的效果已从近年来国内外大量的饲养试验、消化代谢试验得到充分证实。 其次，由于世界人口迅速增加，对肉、蛋、奶的需求量也不断增加，而耕地面积日益减少，饲料资源呈现长期短缺的势态已成为人们的共识。解决的办法，一是开发非常规饲料资源，二是提高现有常规饲料资源的利用率，而从当今饲料营养学的发展来看，饲用酶制剂对这两者均大有用武之地（Pluske,1997）。 第三，人们意识到应用酶制剂有利于保护和改善我们赖以生存的生态环境。减少畜禽排泄物中有机物、氮和磷的排出量，从而减少排泄物中有机物、氮和磷对土壤和水体的污染（Choctet al,1995）。一些发达国家由于日益增强的环保意识，对畜禽类粪便中氮和磷的排放量已从法律上予以严格的限制，因而在客观上促进了饲用酶制剂在饲料和养殖业中的应用。 第四，饲用酶制剂是使用最安全的一种饲料添加剂。迄今为上，国内外尚无一例由于使用饲用酶制剂而引发毒副作用的报道。酶作为蛋白质的一种，是微生物发酵的天然产物，迄今不能人工合成，因而不存在合成化学品的各种弊端，被称为“天然”或“绿色”的添加剂。
植酸酶在饲料中的应用及其研究进展(精)
植酸酶在饲料中的应用及其研究进展 植酸酶是一种新型的、可作为动物饲料添加剂的重要酶制剂。它对提高饲料中磷利用率，提高动物的生产性能，以及减轻高磷粪便对环境水域的磷污染有重要意义。本文综述了植酸酶在饲料中的应用现状及工业化生产方法，讨论了其进一步的研究发展方向。 植酸酶是一种水解酶，它能将植酸磷（六磷酸肌醇）降解为肌醇和无机磷酸。此酶分两类：3-植酸酶和6-植酸酶。植酸酶广泛存在于植物和微生物中。磷在植物中的主要存在形式为植酸磷，由于植酸磷不能被单胃动物直接利用，从而造成磷源浪费和形成高磷粪便污染环境。另外，植酸磷还是一种抗营养因子，它在动物胃肠道的消化吸收过程中会与多种金属离子如Zn2+、Ca2+、Cu2+、Fe2+等以及蛋白质螯合成不溶性复合物，降低了动物对这些营养物质的利用。因此，开展饲用植酸酶的研究，对提高畜禽业生产效益及降低磷对环境的污染有重要意义。１植酸酶的来源及酶学性质 早在1907年Suzuki等就在谷粮中发现了具有植酸酶活性的磷酸酶。第一个纯化的植酸来源于麸皮，研究发现它虽具有植酸酶活性，但植酸并不是它特异性底物。来源于植物的植酸酶均属于６－植酸酶，最适pH范围在5.0~7.5，在单胃动物酸性的胃环境中不起作用。60年代末植酸酶的研究转向最适pH为酸性、酶含量较高的微生物来源的植酸酶。 许多微生物都能产生植酸酶，尤其在曲霉属中。1968年Shien等从68个土样中对2000个菌株进行考察发现，在所用的22株黑霉菌中有21株能产生植酸酶。第一个被分离纯化的植酸酶来源于Aspergillus terreus NO.9A-1,它的最适pH为 ４.5，最适反应温度为70℃,此酶在pH1.2~9.0均能稳定维持活性。从此以后，陆续从十几种微生物中分离得到植酸酶，其中来源于Ａ.ficcum NR-RL3135(A.niger var.awamori)的植酸酶phyA具有较好的耐热性，在酸性的条件下有较高酶活性，被认为是目前最具应用前景的饲用植酸梅，其酶学性质的研究也较为深入。 植酸酶phyA属于３－植酸酶，是一种糖基化蛋白，表观分子量为85KD。它的最适pH为2.5和5.5,最适反应温度为55℃。在37℃、pH2.5的条件下，以植酸为底物的Ｋm值为50mmol,Ca2+、Fe2+对酶活性无影响,Mn2+、Co2+有激活作用，能使酶活性分别提高30%和13%。Cu2+、Zn2+、Fe2+、Cu+对酶活性有抑制作用，其中前两种为非竞争性抑制，后两种为竞争性抑制。对酸性磷酸酶有抑制作用的抑制剂如Ｌ（＋）－酒石酸对它却没有抑制作用。它是目前发现的比活性最高的植酸酶之一，它降解植酸磷形成的终产物是单磷酸肌醇和无机正磷酸。 ２植酸酶在饲料中的应用效果
酶工程发展概况及应用前景
酶工程发展概况及应用前景 【摘要】酶的生产和应用的技术过程称为酶工程。其主要任务是通过预先设计,经人工操作而获得大量所需的酶,并利用各种方法使酶发挥其最大的催化功能。本文意在阐述近年来酶工程在分子水平的研究进展,展示酶工程在医药、农业、食品、环境保护等领域的应用进展,并对其未来前景进行了展望。 【关键词】酶工程；概况；应用；前景 酶工程，从定义上来说，是酶制剂在工业上的大规模应用，主要由酶的生产、酶的分离纯化、酶的固定化和生物反应器四个部分组成。简而言之，酶工程就是将酶或者微生物细胞，动植物细胞，细胞器等在一定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。它包括酶制剂的制备，酶的固定化，酶的修饰与改造及酶的反应器等方面内容。 酶工程的前景 酶因其反应的专一性，高效性和温和性的特点，已和生物工程，信息科学和材料科学构成了当今的三大前沿科学。而作为生物工程的重要组成部分，将在未来的发展中，在世界科技和经济发展中起着主导和支柱作用。而工业用酶日益广泛地应用于化学，医药，纺织，农业，日化，食品，能源，化妆品以及环保等行业。据报道，到2003年，欧洲工业用酶的市场增加至9亿美元，年增长率达百分之十；而2000年的中国，酶制剂总产量达272吨，同比增长8.8%，可谓发展迅速，前景十分广阔。 酶工程的发展 酶工程的发展，是一部科学的成长史。在二次世界大战后,酶工程发展成为新的工业领域—酶工程工业。酶工程的发展历史从那时算起, 至今已经三十多个年头了。六十年代以后, 由于固定化酶、固定化细胞及固定化活细胞的崛起, 使酶制剂的应用技术面貌一新。七十年代以后，伴随着第二代酶——固定化酶及其相关技术的产生，酶工程才算真正登上了历史舞台。固定化酶正日益成为工业生产的主力军，在化工医药、轻工食品、环境保护等领域发挥着巨大的作用。几十年来酶制剂的品种和应用不断扩大。不仅如此，还产生了威力更大的第三代酶，它是包括辅助因子再生系统在内的固定化多酶系统，它正在成为酶工程应用的主角。近年来, 国际上酶工程技术发展迅速, 硕果累累,主要有基因工程、蛋白质工程、人工合成酶、模拟酶、核酸酶、抗体酶、酶的定向固定化技术、酶化学技术、非水酶学、糖生物学、糖基转移酶、极端环境微生物和不可培养微生物的新品种等。 酶工程的应用 酶工程的发展日新月异，现举几个例子更加形象地说明酶工程地应用： 酶工程在污染处理中的作用：可利用过氧化物酶和聚酚氧化酶处理含酚废水和造纸废水，如辣根过氧化物酶，木质素过氧化物酶，植物来源的过氧化物酶；酪氨酸酶，漆酶等；可利用氰化物酶和氰化物水合酶处理含氰废水；利用蛋白酶，淀粉酶处理食品加工废水；并且，可以通过设计复合代谢途径，拓宽氧化酶的专一性等基因工程的运用，提高微生物的降解速率;拓宽底物的专一性;维持低浓度下的代谢活性;改善有机污染物降解过程中的生物催化稳定性等。酶在废物处理及资源化过程中正在发挥重要作用, 利用基因工程和蛋白质工程扩展酶的代谢途经, 是治理难降解有毒污染物的重要方法。
溶菌酶的研究及应用简介
溶菌酶的研究及应用简介 摘要溶菌酶（lysozyme）是一种专门作用于微生物细胞壁的水解酶，又称胞壁质酶（muramidase）。人们对溶菌酶的研究始于20 世纪初，英国细菌学家Fleming在发现青霉素的前6年（1922年）发现人的唾液、眼泪中存在能溶解细菌细胞壁的酶，因其具有溶菌作用，故命名为溶菌酶，其中鸡蛋溶菌酶的研究和应用已相当深入和广泛［1］。通过对它的结构、性质、来源的研究；溶菌酶已广泛的应用于医药、生物工程和食品工业等多个方面。 关键词溶菌酶；结构；应用；研究进展 溶菌酶（Lysozymc EC3.2.1.17）又名胞壁质酶（muramidase）、乙酞胞壁酸聚糖水解酶（N-acctylmuramide glyca-nohydrolase）,广泛地分布于自然界[2]。在病毒（如噬菌体T4）、细菌（如枯草杆菌）、植物（如番木瓜）、动物（如鼠、狗）及人体都含有。人体多数组织器官含有一定浓度的溶菌酶。但以脾、肾含量较高。在鼻及支气管分泌液、泪液、脑脊液、唾液、乳汁及血液中均含有一定量的溶菌酶。此酶自被发现以来,经科学家们不断地研究,使得它在酶学及临床医学中均占有一定的重要位置，也将其应用于医疗、食品、畜牧及生物工程中。 1 溶菌酶的发现 1907年Nicollc[2]猜测芽胞杆菌（Bacillus）及枯草杆菌中含有溶解细菌的酶。1909年https://www.wendangku.net/doc/d54444174.html,schtchenko[3]第一个报道了鸡蛋清含有溶解细菌的酶。1922年Alexander Fleming[2]发现鼻粘液里有一种能溶解微球菌（micrococcus
lysodeikticus）及其他细菌的酶，他把这种酶命名为溶菌酶（lysozyme）。经过仔细的观察和研究，他发现此酶广泛地存在于生物组织及机体的某些分泌物中。之后Robert及Wolff 也从鸡蛋清里提取出溶菌酶。1937~1946年间Abraham[3]，Robinson, Alderson及Fevold等人通过实验从而分别获得了溶菌酶的结晶。 2 溶菌酶的理化性质、空间结构 2.1溶菌酶的理化性质 溶菌酶由129个氨基酸构成的单纯碱性球蛋白，在酸性环境下，溶菌酶对热的稳定性很强。当pH值为1.2～11.3围剧烈变化时，但其结构几乎维持不变。当pH值为4～7，96℃热处理15 min仍能保持87%的酶活性；当pH值为3 时能耐100℃加热处理45min；但碱很容易破坏酶活性，当处于碱性pH 值围时，溶菌酶的热稳定性就很差[4]。在干燥条件下，溶菌酶可以长期在室温存放,其纯品为白色或微黄色。黄色的结晶体或无定形粉末，无臭，味甜。易溶于水，易遭碱破坏，不溶于丙酮和乙醚。其分子结构如下: 2.2 空间结构 溶菌酶是第一个结构弄清楚的酶，在很长一段时间中,其中有许多蛋白晶体研究及蛋白质结构与功能关系研究。这些进展都是利用溶菌酶获得的溶菌酶一直
饲料添加剂——微生物复合酶制剂
饲料添加剂——微生物复合酶制剂 摘要：酶是一种专一性极高的生物催化剂，广泛应用于食品、纺织、饲料、医药、造纸等行业领域。本文从酶制剂的发展历史、微生物复合酶制剂的生产方式、影响因素和复合酶制剂最新的研究成果以及16SrRNA菌种鉴定技术在菌种筛选中的应用等几个方面做了简单的综述，并提出了今后的发展方向，指明微生物制备复合酶制剂有巨大的发展潜力。 关键词：研究进展；复合酶；微生物发酵； 16Sr RNA 酶是有活细胞产生的、催化特定生物化学反应的一种生物催化剂，酶制剂是经过提纯、加工后的具有催化功能的生物制品。酶作为一种饲料添加剂具有很多优点：（1）酶催化的反应需要在常温常压下进行，而且具有很高的效率和专一性，它不会有任何有害残留物质；（2）其用量小，经济合算；（3）酶反应条件温和、易操作、能耗低，还可避免因剧烈操作所造成营养成分的损失。因此，酶的应用正日益受到人们的重视。 大量的试验表明，酶制剂主要参与以下活动，发挥其作用：（1）参与细胞壁降解，使酶与底物充分接触，增进现有养分的消化；（2）水解非淀粉多糖（NSP），降解消化道内容物粘度；（3）消除抗营养因子；（4）补充内源酶的不足，改进动物自身肠道酶的作用效果；（5）使某些成分在消化道内的消化位点转移，如NSP的消化由大肠转入小肠，使消化后的营养更易于吸收；（6）改变消化道内菌群分布。 酶的制备主要有2种方法，即直接提取法和微生物发酵生产法。早期的酶制剂是以动植物作为原料，从中直接提取的。由于动植物生长周期长，又受地理、气候和季节等因素的影响，因此原料的来源受到了限制，不适于大规模的工业生产。目前生产上应用的酶制剂中，虽然动、植物来源的酶制剂还在发挥着不可忽视的作用，占很少的一部分，但人们正越来越多地转向以微生物作为酶制备的主要来源，如淀粉酶和蛋白酶的微生物制备已经实现工业化。目前已经能够大规模
浅谈复合酶制剂在面粉工业中的应用前景_杨春玲
粮食加工 2015年第40卷第2期收稿日期：2014-11-18 作者简介：杨春玲（1966-），女，工程师，从事小麦粉新产品开发。 近10年来，我国的面粉加工业得到了飞速地发展，无论是生产规模、设备的先进性，还是产品的档次和质量都得以大大提高。但是，存在着诸多困难和挑战：如生产能力严重过剩，产品供过于求，竞争十分激烈。单纯地使用小麦调整面粉质量，面临国产小麦品质不稳定，进口小麦价格高，货源连续性不确定等问题，因此，多数面粉厂选择使用添加剂作为面粉后处理的手段，但添加剂安全的问题，也越来越受全社会的关注。质量安全成为食品行业头等大事，从溴酸钾到过氧化苯甲酰的禁用，天然、绿色、安全、高效的酶制剂越来越受到面粉行业的广泛应用。 酶是一类具有高度专一性生物催化能力的蛋白质，一般由生物体内提取制成酶制剂。酶制剂在食品工业中属加工助剂类添加剂[1]，应用很广泛，如回收副产品、改进食品风味、提高食品质量、研制开发新品种、提高提取速度和产品得率等。生产酶制剂的原料有动物性的、植物性的和微生物性的。随着科学技术的发展，近代酶制剂的主要来源多为微生物性的，目前已知的酶制剂有近百种，常用的有30多种。 在烘焙工业中应用麦芽和微生物α-淀粉酶已有数十年的历史[2]，其主要作用是提高发酵速度，改善面包结构，增加面包体积，保持面包在贮存中的新鲜度，延长面包的货架期。酶不仅在烘焙食品和其他面制食品的加工中越来越起着重要的作用，而且，近几年来在面粉工业中的应用愈来愈引起人们的重视。在专用粉的生产中，在通用粉的改造中，各种酶制剂发挥着不可忽视的作用。 1葡萄糖氧化酶 浅谈复合酶制剂在面粉工业中的应用前景 杨春玲 （中央储备粮大连直属库，辽宁大连116033） 摘 要：随着各种专用粉的开发和人们对食品安全要求的提高，各种天然、安全、高效的酶制剂越来越受到面粉 行业的广泛应用。重点介绍了葡萄糖氧化酶的作用机理、使用条件、效果和添加剂量。对其它酶制剂如α-淀粉酶、戊聚糖酶、木聚糖酶、脂肪酶等的应用效果及多酶协同增效作用也进行了论述并指出现阶段酶制剂在面粉中使用应注意的问题。 关键词：酶制剂；面粉工业；应用前景；注意问题中图分类号：TS 211.43 文献标志码：B 文章编号：1007-6395(2015)02-0015-03 葡萄糖氧化酶（GOD ）的系统名称为α-D-葡萄糖氧化还原酶。最先于1982年在黑曲霉和灰绿青霉中发现，在有氧参与的条件下，葡萄糖氧化，简式为： 葡萄糖氧化 葡萄糖+O 2+H 2O →葡萄糖酸+H 2O 2， H 2O 2+硫氢键→双硫键→形成更强面筋。 葡萄糖氧化酶（GOD ）具有高度的专一性，它只对葡萄糖分子C （1）上的β-羟基起作用，而对C （1） 上的α-羟基几乎不起作用（它对C （1）上的β-羟基的活力比α-羟基的活力大约高出160倍）。将葡萄糖氧化酶用于面粉中，面筋蛋白中的硫基（-SH ）将会被氧化形成二硫键（-S-S-），从而增强面团的网络结构，使面团具有良好的弹性和耐机械搅拌特性。 H 2O 2是在面团中起作用的活性成分，夏萍[3]等的研究表明，添加葡萄糖氧化酶（GOD ）的面粉和面团的水溶性抽提物中-SH 基含量明显下降，这说明由GOD 催化葡萄糖氧化所产生的H 2O 2氧化了-SH 基，从而也就强化了面团。 商品GOD 是食品级酶制剂，它溶于水，在2~ 4℃条件下，其活力至少可保持1年。GOD 具有较宽的pH 值适应范围，在pH 值3.5~7.0范围内，酶活性 稳定，可耐受50℃以上的高温。在使用中，往往可耐受更低的pH 值环境，例如，在pH 值2.6的可乐饮料和pH 值3.2的葡萄饮料中，30℃时，葡萄糖氧化酶仍具有相当高的稳定性。 近几年来，有关葡萄糖氧化酶在面粉中的应用研究取得了进展。林家永等[4]进行了应用葡萄糖氧化酶与脂酶改进小麦粉质量的实验研究，选用两种典型的强筋面粉和弱筋面粉，结果发现葡萄糖氧化酶和脂酶对面团质地的改善都十分显著，其中葡萄糖氧化酶的效果更为明显，并报告了两种酶在面粉 15
纳米酶研究新进展
自阎锡蕴院士提出模拟酶的概念以来，纳米材料的类酶特性得到了广泛关注。其中纳米金以多种酶活性等独特的优势表现出巨大的应用潜力，特别是在葡萄糖酶解中，其既是一种良好的类葡萄糖氧化酶，又是一种优越的电子传递介质。本文制备了5-60nm的金纳米颗粒，并探究了其尺寸依赖的类葡萄糖氧化酶活性，确认了其催化葡萄糖氧化的过程。 和天然酶相比，金属模拟酶具有价格低、产量高、稳定性好等优点，但由于大多没有特异性结合位点，缺乏选择性以及有限的催化活性始终是模拟酶的通病。本文基于对纳米金类葡萄氧化酶活性的研究，提出了一种酶活性增强的选择性模拟酶的构建方法。选用具有类葡萄糖氧化酶活性的小尺寸金纳米颗粒作为催化中心，负载于惰性聚苯乙烯微球表面。以能够与葡萄糖上的邻位羟基可逆结合的氨基苯硼酸同时作为铆钉分子和聚合单体，特异性识别并捕获葡萄糖分子，并在交联剂存在的条件下诱导其聚集，洗脱掉模板分子后获得带有葡萄糖结合袋的分子印迹壳层。此外，我们还在壳层内包埋了具有高氧溶解性的全氟溴辛烷微液滴作为氧供给池，使得催化活性得到进一步提升，催化效率最高可提升至约270倍。该类酶活性增强的选择性模拟酶被尝试用于常见市售饮料与血糖中葡萄糖的检测，获得了与天然酶相近的较为理想的检测结果。
图1.不同尺寸的金纳米颗粒的TEM照片（a）、光学照片（b）、吸收光谱（c）；（d）金纳米颗粒做为葡萄糖氧化酶催化葡萄糖氧化的浓度和尺寸依赖性，类酶活性随纳米颗粒尺寸减小而增加；（e）随着葡萄糖浓度增加，金纳米颗粒催化其产生的葡萄糖酸浓度亦增加；（f）随着时间增加，金纳米颗粒催化葡萄糖消耗氧气，导致溶解氧浓度降低
图2. 基于金纳米颗粒和分子印迹技术构建选择性葡萄糖氧化酶模拟酶（PS：聚苯乙烯微球，BSA：牛血清白蛋白，APBA：氨基苯硼酸，PFOB：全氟溴辛烷，Glu：葡萄糖）
国内的溶菌酶的应用与发展 陈邱
国内的溶菌酶的应用与发展 溶菌酶,又称胞壁质酶。球蛋白G、N - 乙酰胞壁质聚糖水解酶。最早对溶菌酶的研究起于 N icolle 1907 年发表的枯草芽孢杆菌中的溶解子,1922年 Flem ing等发现,在人的唾液、眼泪中存在有能够溶解细胞壁杀死细菌的酶,因而被命名为溶菌酶 [1] 。1965年,英国的菲利普等用 X衍射法对溶菌酶进行研究分析,第一个完全弄清了溶菌酶的立体结构 [ 2 ]。此后人们发现溶菌酶广泛地存在于高等动物组织及分泌物，植物及各种微生物中,其中在新鲜的鸡蛋清中含量最高。溶菌酶可选择性地分解微生物细胞壁的同时不破坏其它组织,且本身无毒无害,因而它是一种天然的安全性能很好的杀菌剂,防腐剂,将可应用于食品防腐、医药制剂日用化工等行业。在我国,溶菌酶的应用范围和应用量还比较有限,但可以预计，溶菌将会是应用于我国食品工业中一种重要的功能性食品添加剂。 溶菌酶的结构特点和抗菌作用机制结构特点与复杂性 大多数鸡蛋清溶菌酶是由129个氨基酸组成的碱性球状蛋白 ,相对分子量在14000 ～18000。其等电点可达 10 7,存在 4 个二硫键。正常条件下溶菌酶作用的最适温度为45℃～50 ℃。蛋清溶菌酶在低温干燥下可长期保存。其纯品为白色粉末状结晶,无臭、味甜 ,易溶于低浓度的食盐水。在碱性条件下易被破坏,但在酸性溶液中其化学性质稳定,热稳定性很强 ,在 pH4 ～7 时,100℃下处理1m in 酶仍保持良好的活性,在pH3时,100℃加热处理 45m in 仍能保持活性{3}。溶菌酶在水溶液中6215 ℃下,维持30min则完全失活,在2015%
的乙醇中,在 6215 ℃下维持 20m in而不失活[4]。王玮等[5]研究表明。在一元醇和二元醇溶液中溶菌酶分子的稳定性均随着醇浓度的增大而提高。人溶菌酶分子量为14600,由130个氨基酸组成 ,也存在4个二硫键,其酶活性比鸡蛋清溶菌酶高2倍左右。在生产或应用溶菌酶时,由于工艺或环境的变化,极易造成酶的变性失活,因此必须采取一定的手段使蛋白复性，减少损失。史晋辉等[7]研究发现 ,当酶浓度较低时,017mol/L 的盐酸胍即可使溶菌酶完全复性。此外 , 溶菌酶和其它酶具有相似的性质 , Karupp iah等[8]研究表明,向复性溶液中加入适量的β- 环糊精,可使变性的碳酸脱水酶的复性率达到80% 。董晓燕等[9]利用β-环糊精和十六烷基三甲基溴化的联合作用,在适宜盐酸胍浓度下,溶菌酶可完全复性。王彦等利用离子交换色谱法研究发现,当复性缓冲液中不含其它盐类时,脲浓度为 210mol /L时复性产率最高,当脲浓度高时,硫酸铵能很好地提高溶菌酶的复性回收率。 溶菌酶的抗菌作用机制 目前已知的几种溶菌酶有:内- N -乙酰己糖胺酶、酰胺酶β-1,3、β-1,6葡聚糖酶和甘露聚糖酶、几丁质酶、磷酸甘露糖酶脱、乙酰壳多糖酶[11]。参与细菌细胞壁溶解作用的溶菌酶大致可分为作用于糖苷键和作用于肽和酰胺部分的两类。内- N -乙酰己糖胺酶、β- 1, 3、β 1, 6葡聚糖酶等主要作用于糖苷键,使糖苷键断裂,破坏细胞壁的分子结构,而酰胺酶等则主要作用于多肽,使多肽断裂。以内 - N - 乙酰己糖胺酶为例,内- N-乙酰己糖胺酶能够催化水解细胞壁肽聚糖分
复合酶制剂的研究及应用进展
复合酶制剂的研究及应用进展 农业大学动物科学技术学院/罗士津瞿明仁 中国农业科学院畜牧兽医研究所动物营养国家重点实验室/铁鹰 原刊于《新饲料》杂志2007年第4期 摘要：复合酶制剂在现代畜牧业生产中的应用非常广泛，而且起到了令人鼓舞的效果，该文综述了饲料中的抗营养因子、复合酶制剂的作用机制、影响复合酶作用效果的因素以及复合酶制剂在畜牧业中的作用效果，旨在为畜牧业生产提供理论依据。 关键词：复合酶制剂；作用机制；生产性能 酶是一种生物催化剂，对畜禽的消化吸收极为重要。酶制剂是应用物理或化学的方法，将生物体产生的酶提取出来制成的产品。近年来，随着中国畜牧业的快速发展和微生物技术在畜牧业上的应用，国已开发生产出许多不同类型的畜禽用复合酶制剂。 复合酶中存在多种酶活，其中主要为非淀粉多糖酶(NSP酶)。复合酶中的各种酶活起着互相补充、相辅相成的作用，在各种酶的共同作用下，动物饲料中的一些抗营养因子被破坏，其抗营养作用消失，因而可以促进动物的生长，提高动物的免疫力，增进动物健康。饲用复合酶中各种酶的种类和比例与动物饲粮有关．不同饲粮所含抗营养因子的种类和比例不同，需要饲用酶制剂所含酶的种类和比例也不同。 1 复合酶制剂分类 抗生素是应用最广泛的抗菌类药物之一。在过去的5O多年中，由于抗生素的长期使用，导致大量耐药菌株的产生，且病原菌抗药性逐年增强，致使疗效下降，剂量提高。为此，世界卫生组织于1994年就细菌耐药性的监测结果给全世界提出了警告：细菌对抗生素产生的耐药性正在以惊人的速度增加。而现有的抗生素药物正在失去原来的疗效。因此，寻求一种高效的绿色产品已成为当今畜牧生产的迫切需求。 酶广泛存在于生物体，参与新代等多种生理功能，其中对微生物细胞壁有水解功能的酶能够溶解微生物细胞壁而使其死亡。由于水解酶的特异性很强，微生物的细胞壁结构和化学组成又存在差异，因此一种酶只能对某一类微生物有水解作用。即使对于某一特定微生物，由于细胞壁化学组成的复杂性，也需要不同类型水解酶的组合，才能有更好的作用效果。 水解酶具有对某一病原菌所有血清型都有效的优点，当几种酶复合后，对不同类型的病原菌均有效，克服了一种抗生素只能预防一种病原菌或一种血清型病原菌的不足，也不存在药物残留和耐药性的问题。 溶菌酶在医药和食品行业中已开始使用，作为畜禽饲料添加剂则刚刚起步，仅前联、法国、德国和美国做了一些初步研究，目前国也已开始了相关研究。而对复合杀菌酶药物的研究，国外均刚刚起步。高效、绿色养殖已成为当今养殖的主题，而复合酶制剂正是这个情况下诞生的产物，复合酶制剂将为养鸡业生产带来福音。
复合酶在饲料中的应用机理及研究进展
复合酶在饲料中的应用机理及研究进展 复合酶制剂是一种安全有效的饲料添加剂，它能有效改善动物生产性能、提高饲料消化率且能减少环境污染，在饲料工业中得到了广泛的应用。 饲用酶制剂作为一种高效、环保、安全的饲料添加剂，能消除和降低饲料中抗营养因子的不良作用，提高饲料利用率。复合酶制剂是采用现代生物技术生产的新型生物活性制剂，主要含有酸性蛋白酶、糖化淀粉酶、纤维素酶和果胶酶等酶系，添加到饲料中，可借助动物消化道内环境，将饲料中的蛋白质、淀粉、纤维素、果胶等成分酶化分解，形成易被动物机体吸收的营养物质，从而提高饲料的消化利用率；减少肠道内氨浓度过高对动物产生的毒性，增加泌乳量和乳脂量，增进消化道功能，减少消化道疾病，提高饲料效益，降低养殖成本。目前复合酶制剂已在饲养业中得到广泛应用。 1 应用现状 1.1 复合酶在鸡饲料中的应用 宋连喜等在41周龄的海兰褐商品蛋鸡基础日粮添加0．1%的复合酶制剂，试验28天后结果表明：可以使产蛋率平均提高6．12%(P<0．05)，料蛋比降低11．69%(P<0．05)。张强等人在海兰商品蛋鸡饲料中添加不同比例的复合酶制剂，结果表明：均可提高蛋鸡生产水平。其中添加0．2%的复合酶制剂组产蛋数提高3．92%。 1.2 复合酶在鸭饲料中的应用 在樱桃谷肉鸭日粮中添加肉鸭专用酶制剂，可极显著提高肉鸭质量(P<0．01)，能有效促进肉鸭生长，45日龄日增质量提高7．44%(P<0．05)，大大促进了饲料转化效率，降低饲料成本，大幅度增加经济效益。同时在使用复合酶制剂时，降低樱桃谷肉鸭日粮营养水平12%也不会对肉鸭的生长性能产生显著影响。添加0．05%中性蛋白酶和0．05%植酸酶饲喂26周龄法国黑羽番鸭56天，能显著提高其产蛋量和受精率，与对照组相比，二者分别提高11．64 %(P<0．01)和10．67%(P<0．01)。说明在种番鸭日粮中添加酶制剂可显著提高生产性能，并改善种番鸭的采食量、料蛋比和蛋质量。 1.3 复合酶在猪饲料中的应用 大量试验结果表明，饲料养分利用率提高：能量6%～8% ，蛋白质、氨基酸7%～13% ；仔猪增重提高8%～15% 。断奶仔猪饲粮中添加0．1%复合酶制剂可降低鱼粉用量2百分点，而对仔猪生长性能和皮肤颜色无显著影响，且有改善皮肤红度和亮度的趋势。可使断奶仔猪的平均日增质量提高6%(P<0．05)；饲料报酬提高5．6%(P<0．05)，经济效益提高4．4%。添加酶制剂在一定程度上也可促进19千克生长猪的生长，改善饲料利用率。与对照组相比，复合酶制剂组平均日增质量提高9．1%(P>0．05)，料重比提高7%(P>0．05)。在不同类型的猪饲粮中添复合酶制剂也取得了很好的效果。 1.4 复合酶在牛羊饲料中的应用 刘云波等（2002）的研究表明，在日粮中添加0.2%的以半纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶和木聚糖酶为主的奶牛复合酶，试验组平均乳脂率比对照组增加3.28%。吴建设等的报道中，添加酶制剂使奶牛泌乳量增加的幅度为7.1%～11.8%，本试验添加酶使奶牛泌乳量增加的幅度为5.9%～9.1%。张美莉、郭睿等结果表明，在基础日粮中添加复合酶制剂0.1%、0.2%、0.3%，均能显著提高奶牛的产奶量，日产奶量分别增加了1.8千克、2.8千克、2.4千克，增产率分别为5.9%、9.1%、7.7%。试验组与对照组乳脂率的差异不显著，表明添加复合酶制剂对乳脂率影响很小。日粮中添加0．2％复合酶制剂能影响绵羊瘤胃液VFA，降低瘤胃PH。在试验整个时间段内，NH3浓度都有提高的趋势，瘤胃内是 NH3菌体蛋白的重要来源。提高NH３的浓度可扩大菌体蛋白的合成量，从而促进动物的生长。
植酸酶及其生产应用
植酸酶及其生产应用 植酸即肌醇六磷酸，作为磷酸的储存库，广泛存在于植物中。植物组织中的磷主要是以肌醇六磷酸钠的形式存在，难以被单胃动物吸收。而且，肌醇六磷酸分子可以螯合金属离子，其作用相当于抗营养因子，抑制了营养的吸收。没有被充分的利用磷，通过动物排泄进入水体最终导致水体富营养化。 植酸酶是水解植酸及其盐类生成肌醇和磷酸的一类酶的总称，破坏了植酸对矿物元素强烈的亲和力。因而，在动物饲料中添加微生物植酸酶正在逐渐被推广和应用，可以解决磷的利用问题。 一、植酸酶及其分类 植酸酶是对可水解植酸磷释放磷酸基团形成肌醇衍生物的一类酶的总称，属于磷酸单酯水解酶。 广义植酸酶包括三种类型：肌醇六磷酸-3-磷酸水解酶（3-植酸酶），肌醇六磷酸-6-磷酸水解酶（6-植酸酶）及非特异性的正磷酸酯磷酸水解酶（酸性磷酸酶），该类酶可将肌醇磷酸脂彻底分解成肌醇和磷酸。 根据植酸酶结构上的差异将植酸酶分为组氨酸酸性磷酸酶、β-螺旋植酸酶和紫色酸性磷酸酶。同时植酸酶还可根据酶的最适pH可分为酸性植酸酶、中性植酸酶、碱性植酸酶。 二、植酸酶来源 植酸酶是一种胞外酶，广泛存在于自然界中，在动物、植物、微生物中均有发现。在植物组织如谷物、豆类、蔬菜,特别是萌发的种子和花粉中都发现了植酸酶。此外，自然界中产植酸酶的微生物种类繁多,如细菌、霉菌、真菌等。 1．植物源植酸酶
1907年，Suzuki等在米糠内首次发现具有植酸酶活性的磷酸酶。到目前为止，已经从小麦、大豆、玉米、水稻分离纯化得到植酸酶。 研究表明，当温度在47~62℃时植物源植酸酶酶活较稳定，但当温度达到70℃以上，酶活几乎完全丧失。而在饲料的加工过程中制粒温度高（80~90℃），显然植物源植酸酶不适合应用到饲料添加剂中。 2．动物源植酸酶 动物源植酸酶主要存在于哺乳动物的小肠和脊椎动物的红细胞中，其活性一般较低。 研究表明，鼠、牛、鸡、人肠道黏膜中的植酸酶最适pH分别为7.0、8.2~8.4、7.5~7.8、7.4，且体内或体外条件对动物源植酸酶活性影响较大，可能和碱性磷酸酶是属于同种酶，但对该酶亚基结构了解甚少。 3．微生物源植酸酶 目前，陆续发现各种产植酸酶的微生物，如枯草芽胞杆菌、假单孢杆菌、大肠杆菌、乳酸杆菌、克雷伯氏菌、黑曲霉、米曲霉、根霉、酵母等。不同菌种产植酸酶能力不同，研究表明，在土样产植酸酶的菌株中，真菌代谢磷的能力比细菌更高效。由于来源于微生物的植酸酶作用范围广，且微生物源植酸酶较适用于胃pH呈酸性的单胃动物及一些鱼类等，稳定性好，易规模化生产，使其成为研究的集中点。以下主要讨论关于微生物源植酸酶的生产及分离纯化技术。 三、植酸酶的应用 植酸酶作为一种新型饲料添加剂，在动物营养及环境保护等领域具有很大的应用潜力。植酸酶最主要的应用是作为饲料添加剂提高磷的利用率，减少环境中磷的排放。当前，植酸酶正被大量运用到不同的生物技术领域。 中国植酸酶产业在饲料添加剂领域的发展日渐成熟，在科研、创新和应用等方面也形成了较完整的体系，已经发展成为最为完善的饲用酶制剂产业。 1．饲料工业中的应用 植酸酶一般只适于在单胃动物中使用。反刍动物由于瘤胃微生物能合成植酸酶，因此在饲料中一般不需要使用植酸酶。植酸酶作为饲料添加剂已经广泛应用到猪、家禽、鱼饲料中，多数研究中发现，植酸酶可以释放磷酸盐中的磷。同时因其可提高不同营养物质的利用度，不同来源的植酸酶常被单独或混合使用在饲料工业领域中。饲用植酸酶已经成为工业酶产业中增长势头最快的一类且正呈逐年上升之势。 Simons等的研究已经表明在玉米、豆粕日粮中添加植酸酶，可使磷的利用率提升60％，粪便中磷的排出量减少了50%。值得注意的是，2009年由中国农业科学院生物技术研究所培育的转植酸酶基因玉米获得生产应用的安全证书，是世界第一例获得生产应用许可的转植酸酶基因玉米。该转植酸酶基因玉米加工成饲料后仍然保留了大部分植酸酶活性，可分解饲料中的植酸，不但可释放出无机磷，还可减少饲料中磷酸氢钙的添加量，减少动物排泄物中磷的排放。 2．食品工业中的应用 在人类食品中添加植酸酶，市场上还没有相关的食品开发报道。谷物中存在的植酸可抑制很多矿物的吸收，在人的小肠里植酸酶活性非常低，难以利用食物中的植酸盐。此外，虽然人的小肠黏膜中具有植酸酶和碱性磷酸酶，但在植酸盐的降解中却不起作用，所以食物中的植酸酶在水解植酸盐过程中扮演重要角色。体外模仿生理条件的实验表明，植酸酶通过对植酸的水解可使铁的利用率提高67％~98％。此外，植酸对锌的利用率也有影响。在体内，锌离子和植酸形成螯合物，降低了其利用率。谷物食粮中植酸存在是造成人体缺锌的因素之一。因而在食品中添加植酸酶可有效增强它们的营养价值。 3．作为土壤改良剂
环糊精在模拟酶研究中的应用
环糊精在模拟酶中的应用和发展 摘要：环糊精是一种优良的模拟酶母体，在模拟酶的研究中占有重要地位，本文对模拟酶的性质进一步的认识和了解，对环糊精在模拟酶的应用和发展作详细的阐述，展望环糊精发展的前景。 关键词：酶模拟酶环糊精主客体应用 一模拟酶的认识 1 酶的认识 酶是一种蛋白质，广泛存在于生物体中，而且扮演着重要的角色，尤其在生物催化方面，它高度的专一性和高效率的催化对生物的各种生理调节起关键作用，由于催化效率高，有许多科学希望能够从生物体提取这些物质，但是随着时间的推移，科学家发现提取这些的难度非常大，而且成功率比较低，于是科学家转移研究方向，寻找酶有相似功效的模拟酶。 2 模拟酶定义和性质 模拟酶的研究就是从酶中挑选出那些起主导作用的因素来设计并合成一些能表现出生物功能的，比天然酶简单得多的非蛋白分子,，以它们作为模型来模拟酶对底物的结合及催化过程, 进一步找出控制生化过程的重要因素, 追寻酶的高效、专一这些特异性的根源, 发展新的非生物催化剂—模拟酶（mimed enzyme）。 如果要设计一种模拟酶，那么我们主要是模拟酶的那些性质呢？我觉得主要模拟以下性质： 1、高度的专一性，酶只作用一种底物, 只催化一种反应，在酶催化反应中, 利用酶的强疏水场、不对称场、静电场、氢键、范德华力及色散力, 通过诱导锲合作用对底物进行全方位的识别[1]。 2、酶反应的高效率，在于首先与底物结合成不稳定的中间复合物, 具有低活化能, 可用下式表示[2]： E(酶)+S（底物）ES E+P（产物），此结合是特异地进行的, 可用图1表示：
图1 酶结合底物分子示意图 3、主一客体现象，从酶结合底物这点出发, 研究结合特异性、结合驱动力和结合强度, 发展了一门主一客体化学, 可用图2表示： 图2 主一客体作用示意图 总的来说，主一客体现象存在于有机、无机、生物体反应、物质输送及亲和层析等领域中。酶反应的特异结合（主一客体识别）和其后的高选择反应, 吸引人们探索如何模拟生物体反应, 再现酶催化功能, 即模拟酶研究, 这是近年来发展起来的仿生化学的重要部分。模拟酶的催化反应, 在常温、常压、中性、水溶液中进行快速高选择反应, 有效地生成目的物,可促进化学工业向着节省能源、节省资源、无公害的理想境地发展。 在模拟酶的研究中, 对脱辅基酶的模拟为较多, 而可作为其代用品的宿主分子, 目前已有许多, 如冠醚、叶琳环、杯芳烃、环糊精、胶束……等。但迄今被广泛采用且较为优越的是环糊精[3]。 二环糊精的了解和模拟酶方面的发展 1 环糊精定义和性质 环糊精( cyclodextrins, CD) 是由环糊精糖基转移酶作用于淀粉或直链糊精生成的一种由D 吡喃型葡萄糖通过α- 1, 4 糖苷键连接的环状糖, 其中葡萄糖残基的个数一般为6、
溶菌酶的提纯结晶和活力测定.实验报告doc
溶菌酶的提纯结晶和活力测定 姓名：学号： 班级：指导老师： 一、实验前言 1.实验背景 溶菌酶（lysozyme）是一种能够水解细胞壁成分中N- 乙酰胞壁酸与N- 乙酰葡萄糖胺之间的β- 1，4 糖苷键的酶，被广泛应用于医药、食品工业、生物工程等方面，现从鸡蛋蛋清中提取溶菌酶已达到工业化生产水平。蛋清中的溶菌酶含量越高，酶活力越强，越有利于鸡蛋的保存，因此测定鸡蛋蛋清中的溶菌酶对我国溶菌酶生产、禽蛋产品加工有重要的指导作用，也为蛋品质评定提供了一个重要参数。 活力测定的基本原理是用一种细菌悬液作为基质,加入待测标本后保持一定时间,如样 品中含有溶菌酶则细菌被溶解,即其细胞壁不溶性多糖变成可溶性粘肤。测定方法很多:如平皿测定法、光电比浊法、粘度测定法、分解产物测定法(因为底物往往过量,通常不用底物)、化学滴定法、分光光度法及同位素技术,其中以平皿测定法和比浊法最为常用。 溶菌酶分布很广,而且不是单独存在的,往往是和许多因子共同作用、相互协调。同时,可以直接或间接地通过酶的分解产物而起作用。在这里许多问题正处于摸索阶段,有些方面通过特定的实验,预测其应用。而这些特定的实验往往对某种或某一个动物而言,还有其局限性。未定论的问题很多,许多应用尚未大面积使于临床,但是溶菌酶必将越来越引起人们的重视,特别是其广布于人体,在医药、科研方面的作用尤为重要. (l)抗菌 溶菌酶不但作用于革兰氏阳性细菌,而且它作为一种非特异性免疫,即对所有的病原微 生物都有一定程度的抵抗力,没有特殊的选择性,对身体的自然防御起很大作用.如鼻粘膜,口
腔中含有一些溶菌酶,临床用于治疗副鼻窦炎和龋齿;眼泪和白血球中溶菌酶含量最高,因此在干燥综合症诊断上,认为泪液溶菌酶值的下降可以提供敏感可靠的指标,并能反映泪腺受损程度;在白血病患者的尿中,含有大量溶菌酶,临床上可有效地诊断白血病。白血球中的溶菌酶在脱颗粒过程中被排列到噬菌体内,噬菌体感染宿主(抗原)后,诱导产生溶菌酶(抗体),这种溶菌酶是噬菌体染色体组,通过细胞壁分解酶和膜多糖分解酶的作用而表现,其主要功能一是使噬菌体产生吸附作用,二是使噬菌体向宿主菌体内注入DNA,溶菌酶在噬菌体侵入宿主菌细胞和溶菌的整个过程中都起着重要作用,此溶菌酶(抗体)和补体共同作用,使某些微生物敏感,因此,溶菌酶可能和噬菌体内其他抗微生物系统有协同作用,主要作用是消化细菌,而不是杀死细菌。普遍认为,这种白细胞具有抗肿瘤作用和治疗由细菌、病毒引起的炎症。以上这种抗原—抗体反应也可以在体外进行溶菌反应,即血清学反应,可解析细菌表层结构和作为研究分子生物学的材料,通过它寻找新酶类,也可用做病毒性传染病的诊断。 (2)抗病毒 一方面如流行感冒和腺病毒,可能它的蛋白质外壳具有溶菌酶的作用点,现已证明,腺病毒在人体内引起呼吸道炎症,在实验动物中引起肿瘤。因此,用溶菌酶可以治疗呼吸道疾患,抗动物肿瘤。另一方面溶菌酶作用的细菌产物可诱发产生干扰素,而干扰素主要功能是抗病毒。 (3)提高抗菌素疗效 因为抗菌素是微生物合成的代谢产物,通过抑制细菌细胞壁肤聚糖及核酸和蛋白质的合成,影响细胞膜,因而具有抑制或致死其他微生物的作用。而溶菌酶也作用于细胞膜,与抗菌素合用可提高疗效。 (4)组织修复
复合酶制剂的研究进展
河北畜牧兽医饵料夭地复合酶制剂的研究进展 李晓东１．２．董文成１ （１．廊坊市畜牧水产局，河北廊坊０６５０００； ２．中国农业大学农业推广专业，北京１０００９４） １酶制剂的种类 目前已发现的酶种类很多，生产上可以应用的酶已达到３００多种，用于饲料的也有２０多种。饲用酶制剂大致分为内源性消化酶、外源性消化酶和复合酶。 １．１内源性消化酶：内源性消化酶是指动物体内能够自身合成并分泌到消化道的一类酶。通常养殖动物内源性酶类不足会直接影响到饲养效果。内源性酶不足有两种情况：一是动物体内酶系不全。如非草食性动物缺乏纤维素酶、植酸酶等。二是生理性内源酶分泌不足。即当动物处于幼年、老年、疾病或应激状态时，也会出现内源酶分泌量的减少。添加内源性酶类似物的结构和性质，可能不同于内源酶，但功能相同，统称内源性酶。该类酶主要包括淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等。 １．２外源性消化酶：畜禽体内不能够合成外源性消化酶，一般需要添加到动物体内。用于消化动物自身不能消化的物质或降解抗营养因子或有害物质等。这类酶主要包括纤维紊酶、半纤维素酶、植酸酶、果胶酶等。 １．３复合酶类：随着单酶制剂生产的工业化发展及价格的降低，复合酶制剂的使用便越来越多．这是一类最常用的酶制剂。复合酶制剂是由一种或几种单一酶制剂为主体，加上其他单一酶制剂混合而成的：可同时降解饲料中多种需降解的抗营养因子及多种养分，最大限度地提高饲料的营养价值。复合酶制剂主要有以下几类：一是以蛋白酶、淀粉酶为主的饲用复合酶，主要用于补充动物内源酶的不足：二是以Ｂ一葡聚糖酶为主的饲用复合酶，主要用于以大麦、燕麦为主的饲料原料：三是以纤维素酶、果胶酶为主的饲用复合酶，主要作用是破坏植物细胞壁，释放细胞中的营养物质，同时消除饲料中的抗营养因子，降低胃肠道内容物的黏度，促进动物的消化吸收；四是以纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、糖化酶、Ｂ一葡聚糖酶、果胶酶为主的饲用复合酶，综合各种酶类的共同作用，具有更强的辅助消化作用。 ２酶制剂在饲料中的作用 ２．１直接分解营养物质，提高饲料的利用效率。动物饲料组分多为谷物类及粕类，植物细胞壁的存在影响了养分的消化吸收。具有活性的各种酶能有效地将饲料的一些大分子多聚体分解和消化成动物容易吸收的营养物质或分解成小片段营养物质．使其他消化酶进一步消化一些动物本身难以分解和吸收的大分子物质。 ２．２补充内源酶的不足，激活内源酶的分泌消化功能。正常的健康成年动物，在适宜的生产条件下，能分泌足够的消化饲料中淀粉、蛋白质、脂类等养分的酶。但幼年动物或动物处于高温、寒冷、转群、疾病等应激状态时，动物分泌酶的能力较弱或者易出现消化机能紊乱，内源消化酶分泌减少，因此在日粮中添加外源性消化酶，可以补充内源酶的不 足，提高饲料的利用率，改善动物的消化能力，减少应激条 件下生产能力的Ｉ：下降．同时还可以促进内涿酶的分泌。 ２．３消除抗营养因子，改善消化机能。植物性饲料原料中常常存在一些非淀粉糖、果胶、纤维素聚合物，这些物质 使动物消化道内容物的黏度增加，影响动物对有效营养成 分的消化和吸收。酶制剂中多种酶特别是Ｂ一葡聚糖酶、果 胶酶和纤维素酶能够将这些物质分解为小分子物质，从而 降低了消化道的黏度，有效消除这些抗营养因子的不良影 响，改善了动物的消化机能。 ２．４提高植酸磷的利用率。由于植物含有相当多的植酸，而植酸容易与磷结合，结合态的磷是不能被动物吸收利 用的．因而降低了磷的利用率。而植酸酶能将该结合物水 解，生成游离态的磷，供动物消化利用。 ２．５使某些成分在消化道内的消化位点转移。如ＮＳＰ的消化有大肠转入小肠．但是消化后的营养更容易吸收。 ３研究现状 ３．１从世界养禽业来看，肉鸡应用酶制剂比较早并产生了比较好的效益。２０世纪８０年代，在欧洲，大麦比较便宜， 营养学家研究在肉鸡日粮中添加Ｂ一葡聚糖酶以减少日粮 中大麦的负面影响。其结果得到一个黄金定律：大麦＋８一葡 聚糖酶＝小麦。紧接着，小麦＋木聚糖酶＝玉米，也得到证实。 ２０世纪９０年代。酶在饲料工业中的应用得到了普遍认可。 １９９６年，欧洲８０％的肉鸡饲料＜粘性谷物为能量来源）中含 有纤维素降解酶。越来越多的证据表明。黄金日粮（玉米一豆 粕型日粮）也可以通过酶来改善其营养价值。０３．２有关酶制剂对反刍动物作用的研究，始于２０世纪６０年代，但酶制剂的作用效果添稳定。２０世纪９０年代中后 期，随着发酵成本的降低，以及更多韵活：性更高酶制剂的问 世，研究者垂薪开始－『外源性酶翩剂对反刍动物作用的研 究。ｔ肉牛应用酶澍剂早期的研究，没有考虑到日粮组成、日 粮类型、酶活性水平或者酶的使用方法等因素对肉牛生产 性能的影响。近年来的研究开始偏重于此。例如：使用不同 水平（０．２５－－４．０１．ｈ）的木聚糖酶和纤维素酶的混合物以及单 一纤维素酶，均能使饲喂紫花苜蓿干草或猫尾草干草的阉 牛的ＡＤＧ增加３０％和３６％。但是没有改善饲喂大麦青贮日 粮牛的ＡＤＧ。当类似的酶制剂添加到９５％的大麦日粮中。 牛的饲料效率改善了１ｌ％；而添加到９５％的玉米日粮后．牛 的饲料效率并没有改善。与肉牛上的研究一样，外源性酶制 剂对奶牛生产性能的影响也是不稳定的。在荷斯坦牛高粱 日粮中添加复合酶制剂，其产奶量并没有增加。相反，给奶 牛饲喂由５０％精料和喷洒两种酶制剂的玉米青贮组成的日 粮。产奶量增加２．Ｓｋｇ／ｄ，奶的成分没有受到影响。 ３－３我国饲用酶的研究始于７０年代，曾进行过酶曲的生产，并应用于饲料——发酵饲料。此后，酶制剂的研究、开 加ｏ ２００５年第２１卷第６期