酶的提取,分離純化和生產方法
酶的提取,分離純化
(一)細胞破碎處理
許多酶都存在于細胞內。為了提取這些胞內酶,首先需要對細胞進行破碎處理。細胞破碎的方法很多,主要包括機械破碎法、物理破碎法、化學破碎法和酶學破碎法等。機械破碎法是指利用搗碎機、研磨器或勻漿器等將細胞破碎。物理破碎法是指利用溫度差、壓力差或超聲波等將細胞破碎。化學破碎法是指利用甲醛、丙酮等有機溶劑或表面活性劑作用于細胞膜,使細胞膜的結構遭到破壞或透性發生改變。酶學破碎法是指選用合適的酶,使細胞壁遭到破壞,進而在低滲溶液中將原生質體破碎。
(二)提取
酶的提取是指在一定條件下,用適當的溶劑處理細胞破碎后的含酶原料,使酶充分地溶解到提取液中的過程。酶的提取方法有過柱法、鹽溶液提取法、堿溶液提取法和有機溶劑提取法等。為了提高酶的提取率和防止酶提取后變性失活,提取過程中必須注意保持適宜的溫度和pH值,并且添加適量的保護劑。
(三)分離
提取液中含有多種酶,要想從提取液中分離純化出某一種酶,必須根據這種酶的特性,選擇合適的分離純化方法。酶分離純化的方法很多,可利用酶相對分子質量的大小進行分離純化,如通過透析的方法分離酶等。
酶的生產方法
酶的生產是指經過預先設計,并且通過人工控制而獲得所需要酶的過程。概括地說,酶的生產方法有提取法、發酵法和化學合成法三種。
(一)提取法
提取法是zui早采用并且一直沿用至今的一種方法。提取法采用各種技術,直接從動植物或微生物的細胞或組織中將酶提取出來。提取法雖簡單易行,但必須要有充足的原材料,這就使提取法的廣泛應用受到了限制。但是,在動植物或微生物資源豐富的地區,提取法仍然具有應用價值。例如,在屠宰廠,可從家畜胰臟中提取胰酶;在水果加工廠,可從菠蘿皮中提取菠蘿蛋白酶。
(二)發酵法
發酵法是20世紀50年代以來生產酶的主要方法。發酵法主要通過微生物發酵來獲得人們所需要的酶。發酵法一般包括固體發酵、液體深層發酵、固定化細胞發酵和原生質體發酵等多種方式。
(三)化學合成法
化學合成法是20世紀60年代末出現的一種生產酶的技術。1969年,美國科學家采用化學合成的方法獲得了含有124個氨基酸的核糖核酸酶。但是,化學合成法的成本比較高,并且只能合成那些已知化學結構的酶。所以,化學合成法目前仍然停留在實驗室內合成的階段。