{"id":7260,"date":"2024-08-22T02:53:30","date_gmt":"2024-08-22T02:53:30","guid":{"rendered":"https:\/\/longchangchemical.com\/?p=7260"},"modified":"2026-04-28T10:42:34","modified_gmt":"2026-04-28T10:42:34","slug":"what-type-of-macromolecule-is-an-enzyme%ef%bc%9f","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/longchangchemical.com\/de\/what-type-of-macromolecule-is-an-enzyme%ef%bc%9f\/","title":{"rendered":"welche Art von Makromolek\u00fcl ist ein Enzym\uff1f"},"content":{"rendered":"

welche Art von Makromolek\u00fcl ist ein Enzym\uff1f<\/strong><\/h1>\n

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Quick answer:<\/strong> Enzyme and food-processing ingredients are usually selected by substrate fit, pH and temperature window, dosage, and whether the end-use specification is acceptable for the target process. The strongest commercial choice is the one that performs consistently under real processing conditions.<\/p>\n

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Wie wir alle wissen, bestehen lebende Organismen aus Zellen. Enzyme sind die Katalysatoren des Stoffwechsels im menschlichen K\u00f6rper, und nur wenn Enzyme vorhanden sind, k\u00f6nnen chemische Reaktionen im menschlichen K\u00f6rper stattfinden, kann der Stoffwechsel im K\u00f6rper ablaufen, und jede Zelle kann alle Arten von Lebenst\u00e4tigkeiten zeigen. Je mehr Enzyme im K\u00f6rper vorhanden sind, desto vollst\u00e4ndiger ist das Leben und desto ges\u00fcnder ist es. Die meisten menschlichen Krankheiten h\u00e4ngen mit einem Enzymmangel oder einer St\u00f6rung der Enzymsynthese zusammen.<\/p>\n

Tats\u00e4chlich begegnen wir Enzymen in unserem Leben h\u00e4ufig, wie z. B. mit Enzymen angereichertes Waschmittel, Kreatinkinase und andere Arten von \"Enzym\"-Indikatoren im Blut usw., die \u00fcberall \"Enzyme\" sind. Heute wollen wir einen Blick auf Enzyme und ihre Funktionen werfen.<\/p>\n

Was ist ein Enzym?<\/strong><\/p>\n

Enzyme sind Proteine mit hoher Effizienz und spezifischer katalytischer Wirkung. Fast alle Stoffwechselreaktionen im K\u00f6rper erfordern die Beteiligung von Enzymen, und die Steuerung des Stoffwechsels erfolgt meist durch die Regulierung der Enzymaktivit\u00e4t. Inzwischen ist klar, dass viele Krankheiten des Menschen auf die Mutation, die Verminderung oder das Fehlen bestimmter Enzyme zur\u00fcckzuf\u00fchren sind, so dass Enzymmangel oder -mutation Stoffwechselst\u00f6rungen verursachen und zu Krankheiten f\u00fchren k\u00f6nnen. Ein Katalysator beschleunigt eine chemische Reaktion nur bis zu einem Gleichgewichtspunkt, er ver\u00e4ndert den Gleichgewichtspunkt nicht.<\/p>\n

Das Gleiche gilt f\u00fcr Enzyme, obwohl sie im Vergleich zu nicht-enzymatischen Katalysatoren \u00e4u\u00dferst effizient sind; au\u00dferdem katalysieren Enzyme nur bestimmte chemische Reaktionen spezifischer Stoffe (Effektoren genannt), wobei bestimmte Produkte ohne Nebenprodukte entstehen, d. h. Enzyme haben einen sehr hohen Grad an Spezifit\u00e4t. Die katalytische F\u00e4higkeit eines Enzyms wird als Enzymaktivit\u00e4t bezeichnet, die gemessen werden kann, und die Menge des Enzyms wird h\u00e4ufig als Aktivit\u00e4t ausgedr\u00fcckt. Die Messung der Aktivit\u00e4t bestimmter Enzyme hilft oft bei der Diagnose von Krankheiten, so dass die Enzymologie der \u00c4tiologie, Diagnose und Behandlung von Krankheiten sehr nahe steht.<\/p>\n

Die Natur der Enzyme<\/strong><\/p>\n

W\u00e4hrend der Shang- und Zhou-Dynastien in China gibt es Aufzeichnungen \u00fcber die Produktionst\u00e4tigkeit von Enzymen in Mikroorganismen, z. B. beim Brauen, bei der Herstellung von So\u00dfe und bei der Sirupherstellung. Jahrhunderts glaubte man noch, dass Enzyme in lebenden Organismen wirken m\u00fcssen; die urspr\u00fcngliche griechische Bedeutung des Wortes \"Enzym\" war \"in Hefe\", und erst als man 1897 entdeckte, dass zellfreie Hefeextrakte fermentiert werden konnten, erkannte man, dass Enzyme auch au\u00dferhalb der Zelle wirken k\u00f6nnen.<\/p>\n

Im Jahr 1926 reinigte J.B. Sumner, ein amerikanischer Biochemiker, Urease und kristallisierte sie und bewies, dass es sich um ein Protein handelte, das als erstes das Konzept vorschlug, dass Enzyme Proteine sind. Doch die akademische Autorit\u00e4t zu der Zeit mehr Einspruch, glaube nicht, dass das Enzym auskristallisiert wurde, im Gegenteil, denken, dass die Kristallisation des Proteins nicht funktioniert, w\u00e4hrend die Rolle der Schadstoffe auf die Art der unbekannten angebracht. Sp\u00e4ter, andere Wissenschaftler auch gereinigt und kristallisiert wie Pepsin und Trypsin und andere Protein-Hydrolasen, und auch bewiesen, dass sie Proteine sind, das Wesen des Enzyms ist ein Protein diese Schlussfolgerung wird von der wissenschaftlichen Gemeinschaft anerkannt.
\nTausende von Enzymen wurden entdeckt, Hunderte von Enzymen wurden gereinigt und kristallisiert sowie analysiert und die chemische Struktur der ersten Ebene des Enzyms bestimmt, und es wurde bewiesen, dass sie Proteine sind. Das Konzept, dass Enzyme Proteine sind, ist so gefestigt, dass es unangemessen w\u00e4re, sie als Enzyme zu bezeichnen, wenn Makromolek\u00fcle mit anderen katalytischen Eigenschaften als Proteine entdeckt w\u00fcrden. Daher wurden mehrere neu entdeckte Ribonukleins\u00e4uren mit katalytischer Aktivit\u00e4t als enzym\u00e4hnlich bezeichnet.<\/p>\n

Enzymspezifit\u00e4t<\/strong><\/p>\n

Eines der auff\u00e4lligsten Merkmale eines Enzyms ist die Spezifit\u00e4t (oder Besonderheit) der Reaktion, die es katalysiert. Dies bezieht sich sowohl auf die Auswahl der Effektoren des Enzyms als auch auf die Spezifit\u00e4t der Reaktion, die es katalysiert. Der Grad der Spezifit\u00e4t variiert von Enzym zu Enzym.
\nZum Beispiel katalysiert Urease nur die Hydrolyse von Harnstoff zu CO2 und NH3; Succinatdehydrogenase nur Bernsteins\u00e4ure als Effektor, ihre Spezifit\u00e4t ist extrem streng, was als absolute Spezifit\u00e4t bezeichnet werden kann, mehr Enzyme haben eine gemeinsame Gruppe oder chemische Bindung Selektivit\u00e4t; wie Phosphatase kann die Hydrolyse vieler Arten von phosphors\u00e4urehaltigen Verbindungen katalysieren, um Phosphors\u00e4ure zu entfernen, und Esterasen katalysieren die Hydrolyse der Esterbindung von vielen verschiedenen Verbindungen, die Auswahl der weniger streng, die. Dies kann als relative Spezifit\u00e4t bezeichnet werden.<\/p>\n

Es zeigt sich, dass die Spezifit\u00e4t der verschiedenen Enzyme f\u00fcr die Wirkung von Stoffen sehr unterschiedlich ist, auch die gleiche Klasse von Enzymen, aufgrund verschiedener Quellen, der Grad der Spezifit\u00e4t der strengen Grad der Inkonsistenz.<\/p>\n

Bedeutung der Enzyme<\/strong><\/p>\n

Im menschlichen K\u00f6rper und in anderen Organismen laufen Tausende verschiedener chemischer Reaktionen ab. Alle Aktivit\u00e4ten wie Verdauung, Absorption, Transport, Synthese, Sekretion, Fortbewegung und Reproduktion (allgemein als Stoffwechsel bezeichnet) beruhen auf chemischen Reaktionen. Die meisten dieser Reaktionen laufen langsam ab, aber Enzyme beschleunigen sie, so dass die verschiedenen Aktivit\u00e4ten, von denen das Leben abh\u00e4ngt, zeitnah durchgef\u00fchrt werden k\u00f6nnen. Die \u00fcberwiegende Mehrheit dieser Reaktionen findet in der Zelle statt; jede Reaktion wird von einem anderen Enzym katalysiert; die Zelle enth\u00e4lt Tausende von Enzymen, die in verschiedenen Organellen untergebracht sind und methodisch lebenswichtige Reaktionen katalysieren.<\/p>\n

Nehmen wir die St\u00e4rke, die wir t\u00e4glich essen, als Beispiel: St\u00e4rke wird im Verdauungstrakt verdaut und durch Amylase und andere katalytische Enzyme zu Glukose hydrolysiert, w\u00e4hrend die Glukose in die Zelle gelangt, was ebenfalls durch Enzyme katalysiert wird, und die verschiedenen Stoffwechselvorg\u00e4nge der Glukose in der Zelle sind noch mehr eine Reihe von enzymkatalysierten Reaktionen, die die Glukose zu Kohlendioxid und Wasser oxidieren und Energie liefern, und auch in andere Stoffe wie Fett umgewandelt werden k\u00f6nnen. Verglichen mit der Oxidation von Glukose im K\u00f6rper und ihrer Verbrennung au\u00dferhalb des K\u00f6rpers sind die Produkte zwar Kohlendioxid und Wasser, und bei beiden wird Energie freigesetzt, aber die Oxidation von Glukose im K\u00f6rper wird durch Enzyme katalysiert und erfolgt unter milden Bedingungen, z. B. bei Raumtemperatur, und durchl\u00e4uft eine Reihe von Schritten, wobei allm\u00e4hlich Energie freigesetzt wird, die leicht verwertet werden kann, was sich stark von der Verbrennung au\u00dferhalb des K\u00f6rpers unterscheidet.<\/p>\n

I.<\/strong> In der Lebensmittelfermentationsindustrie<\/strong><\/p>\n

Bei der Herstellung von Sojaso\u00dfe werden die von Aspergillus oryzae abgesonderten Proteasen verwendet, um die Proteine in den Rohstoffen aufzuspalten und sie in Peptide, Aminos\u00e4uren usw. zu zerlegen, um Sojaso\u00dfe mit Farbe, Aroma und Geschmack herzustellen. Die saure Protease, die bei der Herstellung von Sojaso\u00dfe verwendet wird, kann beispielsweise den Enzymmangel in der Johannisbeere ausgleichen, den Abbau der Proteine in den Rohstoffen von Sojaso\u00dfe und Essig f\u00f6rdern, den Produktionsprozess verst\u00e4rken und die Produktion in gro\u00dfem Ma\u00dfstab erleichtern. Dar\u00fcber hinaus kann die Hydrolyse von Protease den Gehalt an Aminostickstoff in Sojasaucenbr\u00e4nden erh\u00f6hen und so den Fermentationsprozess und die Bildung von Aroma- und Geschmacksstoffen f\u00f6rdern. Gleichzeitig tr\u00e4gt sie dazu bei, die Verwertungsrate von Rohstoffen zu verbessern, Lebensmittel zu sparen, Kosten zu senken und zur Verbesserung der Produktion und der Stabilit\u00e4t der Produktqualit\u00e4t beizutragen.<\/p>\n

II.<\/strong> Beim Bierbrauen<\/strong><\/p>\n

Wenn die Malzmenge reduziert und die Menge der Hilfsstoffe erh\u00f6ht wird, ist h\u00e4ufig zus\u00e4tzliche Protease erforderlich, um die Proteine vollst\u00e4ndig abzubauen, und mikrobielle saure Protease ist auch ein wirksames Kl\u00e4rmittel f\u00fcr Bier.<\/p>\n

III.<\/strong> In der Gerbereiproduktion<\/strong><\/p>\n

Gerben Rohstoff Haut faserige Protein ist ein n\u00fctzlicher Bestandteil des Leders, aber es gibt auch viele nicht-faserige Protein existiert in der Faser L\u00fccke und Epidermis, diese Proteine Inhalt ist klein, wenn nicht entfernt, wird das fertige Leder steif und spr\u00f6de werden. So m\u00fcssen wir uns auf Protease verlassen, Protease wird in der Lederverarbeitung Zersetzung von interstitiellen Proteinen, inl\u00e4ndische Produktion von neutralen und alkalischen Protease Vorbereitung kann f\u00fcr Enzym Enthaarung verwendet werden.<\/p>\n

Vier.<\/strong> Wird bei der Herstellung von Gelatine und l\u00f6slichen Kollagenfasern verwendet:<\/strong><\/p>\n

Industrie mit Kalk Wasser Auslaugen Haut, Knochen und andere Rohstoffe in der \u00d6l-und Fett-und sonstige Proteine, etc., dieser Prozess zeitaufwendig bis zu mehreren Monaten, arbeitsintensiv, niedrige Rate von Gelatine und Energieverbrauch, mit Protease Reinigung von Kollagen, Gelatine Reinheit, Qualit\u00e4t, relative Molek\u00fclmasse Einheitlichkeit, molekulare Anordnung des Ganzen, der Produktionszyklus ist kurz, Gelatine Ausbeute ist hoch.<\/p>\n

V.<\/strong> Wird f\u00fcr die Vorbehandlung von Wolle beim F\u00e4rben bei niedrigen Temperaturen verwendet:<\/strong><\/p>\n

Wolle mit Hochtemperatur-F\u00e4rbung, wird die St\u00e4rke der Wolle Schaden zu machen, und leicht zu verursachen Faser Filzen Kontraktion und Haar K\u00f6rper Erektion, mit Protease-Behandlung von Wolle, F\u00e4rben am Siedepunkt, die Farbe Rate von 2min fast bis zu 100%, das fertige Produkt Farbe und Glanz ist hell, f\u00fchlen sich plump, und das Abwasser in den Kraftstoffgehalt ist stark reduziert.<\/p>\n

Zum Entbasten von Seide:<\/strong><\/p>\n

Raw Seidenstoffe m\u00fcssen entschleimen, Seide Leim ist ein Protein, unser Land hat traditionell verwendet Alkali-Seife Methode der Hochtemperatur-Veredelung f\u00fcr die Entschleimung, viele M\u00e4ngel, Alkali Invasion der Seide Pigment, leicht zu beeintr\u00e4chtigen den Glanz, und mit Protease Entschleimung, das fertige Produkt ist geschmiert und weich im Griff, gl\u00e4nzend und hell, und Entschleimung Zeit ist kurz, die Betriebstemperatur ist niedrig, und die Produktivit\u00e4t erh\u00f6ht wird.<\/p>\n

Enzym-Gentechnik und Protein-Engineering industrielle Biokatalyse in den 1990er Jahren, der Aufstieg des Proteins gerichtete Evolution, Genomik und Proteomik Technologieentwicklung. Der Kern der industriellen Biokatalyse ist die Anwendung von Enzymen. Im Vergleich zur traditionellen chemischen Katalyse hat die Biokatalyse den Vorteil der Orts- und Stereospezifit\u00e4t, die es erm\u00f6glicht, eine \"Re-Evolution\" nach menschlichen W\u00fcnschen durchzuf\u00fchren, ohne die Struktur des Enzyms verstehen zu m\u00fcssen, und kann f\u00fcr das Klonen von Genen, zuf\u00e4llige Mutation oder Hybridisierung, gezielte Mutation und den Aufbau von Mutationsbibliotheken durch fehleranf\u00e4llige PCR-Methoden verwendet werden. Mutationsbibliotheken k\u00f6nnen durch Klonierung, zuf\u00e4llige Mutation oder Hybridisierung, gezielte Mutation und fehleranf\u00e4llige PCR konstruiert werden, die mit Hochdurchsatz-Screening-Strategien zur Verbesserung der Enzymaktivit\u00e4t, Stabilit\u00e4t, Stereoselektivit\u00e4t und nichtw\u00e4ssrigen Reaktionseigenschaften kombiniert werden k\u00f6nnen.<\/p>\n

Xylanase ist ein Schl\u00fcsselenzym f\u00fcr den Abbau von Hemizellulose. In China verwendeten wir das Gen von Streptomyces olivaceus, um es auf die Pichia piscine Hefe Pichiapastoris zu \u00fcbertragen und eine effiziente Expression zu erreichen. Die Enzymaktivit\u00e4t lag bei 1.200 U\/ml und die spezifische Aktivit\u00e4t bei 2.869 U\/mg. Es weist eine sehr gute Resistenz gegen Proteaseabbau auf [3]. Die vier Gene des acidophilen Pilzes Biospora sp. MEY-1 wurden erfolgreich in Saccharomyces cerevisiae zur heterologen Expression kloniert, und die spezifische Aktivit\u00e4t des rekombinanten Hefe-XYL11-Enzyms betrug 1.8831 U\/mg, und das Enzym behielt mehr als 87% seiner Lebensf\u00e4higkeit bei 90 \u2103 f\u00fcr 10 Minuten. Beim Abbau von Hafer-Xylan entstehen haupts\u00e4chlich Xylose und Xylan-Disaccharid, das eine gute Resistenz gegen den Abbau durch Proteasen aufweist [8]. Das Xylan-produzierende Gen der schwarzen Johannisbeere IME-216 wurde kloniert und in Saccharomyces cerevisiae exprimiert, und die Vitalit\u00e4t wurde auf 90 000 U\/mL erh\u00f6ht [8], und der Rest der mehr als 30 Xylanase-Gene wurde in Escherichia coli exprimiert und andere Arbeiten werden nicht im Detail erw\u00e4hnt.<\/p>\n

Enzyme f\u00fcr Futtermittel sind die am schnellsten wachsende und st\u00e4rkste Enzymindustrie in der weltweiten industriellen Enzymindustrie. Phytase ist ein Futtermittelzusatzstoff f\u00fcr den Abbau von Phytins\u00e4ure zu anorganischem Phosphat und Inosit in Futtermitteln. Das Institut f\u00fcr Futtermittelforschung der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften hat das Phytase-Gen von Aspergillus niger963 in Saccharomyces cerevisiae rekombiniert, um eine hocheffiziente Expression zu erreichen, und die Enzymaktivit\u00e4t erreichte 8\u00d7105IU\/mL, was mehr als 3.000 Mal h\u00f6her war als die des urspr\u00fcnglichen Aspergillus niger und viel h\u00f6her als die der im Ausland gemeldeten manipulierten Pilze [4, 11]. 11], und es wurden mehrere Produktionsunternehmen in China gegr\u00fcndet.<\/p>\n

Cellulase ist ein komplexes Enzymsystem mit mehreren Enzymen, irrationales Design ist die aktuelle Methode der Cellulase gerichtete Evolution, Aspergillus xylosus Cellulose Exonuklease und Cellulose Endonuklease wurde in Phagen, um die Funktion zu demonstrieren. Derzeit sind eine Reihe von Genen f\u00fcr mittelalkalische Cellulase geklont und exprimiert worden, die in Textilien und Waschmitteln verwendet werden k\u00f6nnen, und die optimierte Kultivierung von neutralen Endocellulase-Engineering-Bakterien f\u00fcr die Verwendung in der Papierindustrie, mit einer Enzymaktivit\u00e4t von bis zu 32.529 U\/mL [10], die 7,8-fache des urspr\u00fcnglichen Stammes erh\u00f6ht. Das multifunktionale Cellulasegen von Fusarium ampullaia crossean wurde in E. coli exprimiert, und es wurde eine Cellulaselinie mit hoher spezifischer Aktivit\u00e4t und guter hydrolytischer Aktivit\u00e4t gegen\u00fcber Xylan, p-Nitrophenol-Faser-Disaccharidglykosiden und Carboxymethylcellulose erhalten [5]. Die Klonierung des Swollenin-Gens von Mycobacterium anthropophilum S38 k\u00f6nnte die Wasserstoffbr\u00fcckenbindungen unterbrechen, die eine Komponente des Zellulase-Systems f\u00fcr den Pilzabbau sind [6]. Dar\u00fcber hinaus wurde in China das lignozelluloseabbauende Enzymsystem der Gelbfl\u00fcgligen Riesentermite untersucht<\/p>\n

Lipase ist eine wichtige Enzymklasse in der Biosynthese. Derzeit hat China eine technische Plattform f\u00fcr die Ver\u00e4nderung, Produktion und Anwendung von drei Lipase-Genen geschaffen, die durch rationales Design gereift sind. Die Enzymaktivit\u00e4t von Penicillium expansum FS8486 wurde durch 317% mit Hilfe der Gen-Reorganisationstechnologie erh\u00f6ht [7]. Lipase \"cap\"-Struktur f\u00fcr die gezielte Mutation, um offene Kappe Lipase zu erhalten, Enzym spezifische Aktivit\u00e4t um 5,7 mal erh\u00f6ht, Zwei-Phasen-katalytische Effizienz um 1,8 mal erh\u00f6ht [8].
\nChina baute auch die Oberfl\u00e4che Display-Engineering-Bakterien, E. coli-Engineering-Bakterien, Picrosporum-Engineering-Bakterien, High-Density-Kultur-Technologie-Plattform, Pseudohyphae Candida sp. 99-125 Lipase-Aktivit\u00e4t erreichte mehr als 15 000 U\/mL [9]. Die klonierte Lipase von Rhizopus miehei wurde erfolgreich in zwei Pichia-Hefen exprimiert, und die h\u00f6chste Enzymaktivit\u00e4t erreichte 18 000 U\/mL. Die Enzymaktivit\u00e4t nahm bei 4 \u2103 6 Monate lang nicht ab, und die Biodieselausbeute betrug mehr als 95% bei 12 Stunden [9]. Das Rhizopuschinensis-Lipase-Gen wurde erfolgreich in Picrosylla kloniert, und die beiden mitexprimierten Chaperonproteine konnten die Enzymaktivit\u00e4t um 30% erh\u00f6hen, und die Enzymaktivit\u00e4t erreichte 16 200 U\/mL [10-11]. Gleichzeitig wurde auch die zellgebundene Lipase mit guter Toleranz gegen\u00fcber organischen L\u00f6sungsmitteln und thermischer Stabilit\u00e4t untersucht.<\/p>\n

Amylase ist ein sehr wichtiges Industrieenzym, das 25% des Enzymmarktes ausmacht. Derzeit ist die Industrie vor allem Hochtemperatur-Enzym, Tiefsee-Fl\u00fcssigkeit Mund thermophilen anaeroben Archaeen Thermococcus Gattung Thermococcus produziert extrazellul\u00e4re hitzebest\u00e4ndige Hochtemperatur-Enzym, die optimale Temperatur von 95 \u2103, 100 \u2103 hat immer noch 60% der Lebensf\u00e4higkeit des Enzyms Gen wurde durch PCR geklont, und wurde in E. coli ausgedr\u00fcckt [7]. Zwei St\u00e4mme hitzeresistenter st\u00e4rkeproduzierender Geobacillus-Bakterien wurden ebenfalls aus Tengchong, Yunnan, isoliert, und die spezifische Lebensf\u00e4higkeit betrug 1.320 und 890 U\/mg nach der Reinigung [7]. Das Gen von Bacillus alcalophilus wurde durch PCR kloniert, wobei Bacillus subtilis mit einer Aktivit\u00e4t von 450 U\/mL heterolog exprimiert wurde [9]. Die mesophile saure \u03b1-Amylase, die bei der St\u00e4rkeverarbeitung energiesparend und energieschonend ist, das \u03b1-Amylase-Gen von Bacillus sp. hat eine Homologie von 98% mit dem \u03b1-Amylase-Gen von B. amyliquefaciens [7].<\/p>\n

Mannanase geh\u00f6rt zu den Hemicellulasen und ist f\u00fcr die Herstellung von Mannan-Oligosacchariden geeignet. Zhaodong City, Richeng Enzym Vorbereitung Unternehmen mit Aspergillus niger Engineering Bakterien sauren \u03b2-Mannanase Ausdruck Aktivit\u00e4t von 20 000 U\/mL, f\u00fcr das aktuelle Niveau der Produktion St\u00e4mme von 25-mal, in der f\u00fchrenden Position der Pilz-Gentechnik Bakterien [10]. A. tabescens MAN 47 \u03b2-Mannanase-Mutante mit hoher Temperatur- und S\u00e4ure-Resistenz wurde durch gezielte DNA-Shuffling-Mutation erhalten, und die Enzymaktivit\u00e4t bei hoher Temperatur von 80 \u2103 und pH 4,0 war 10 mal so hoch wie die des Wildtyps. Die gezielte Einf\u00fchrung von N-Glykosylierungsstellen erm\u00f6glichte die Expression sowohl des Wildtyps als auch der Mutante in A. tabescens, und die Hitzestabilit\u00e4t, S\u00e4urestabilit\u00e4t und Proteaseresistenz wurden verbessert. Drei Mutanten mit 3-5-fach h\u00f6herer Mannanase-Aktivit\u00e4t als der Wildtyp wurden ebenfalls erhalten [10-11]. Aus Thermoanaerobacter thermophilus wurde eine hitzestabile \u03b2-1,4-Mannanase geklont, die mit 80 \u2103 die h\u00f6chste Aktivit\u00e4t in Hochtemperatur-\u00d6lquellen mit geringer Permeabilit\u00e4t und gegen Hydroxyguar-Gummi aufwies. Die Halbwertszeit dieses Enzyms betr\u00e4gt 46 Stunden [10].<\/p>\n

Laccase ist eine kupferhaltige Polyphenoloxidase, ein ligninolytisches Enzym, das auch die Synthese von Phenolen, aromatischen Aminen und Oligomeren katalysieren kann. Die Expressionsaktivit\u00e4t des aus Tanya ruderalis in Saccharomyces cerevisiae klonierten Laccase-Gens betrug 9,03 U\/mL und war damit dreimal h\u00f6her als die des urspr\u00fcnglichen Stammes [5]. Die Laccase aus der wilden Gramineae Panus rudis wurde zur Sekretion und Expression in die Picros-Hefe transformiert, und die spezifische Aktivit\u00e4t des Enzyms betrug 16,17 U\/mg, die durch gezielte Mutation und zuf\u00e4llige Mutation um das 4,4-fache erh\u00f6ht wurde [7]. Die neuartige bakterielle Laccase aus dem Meer wurde einer gezielten Aminos\u00e4uremutagenese unterzogen, und die Halbwertszeit der Mutante wurde um das Dreifache verl\u00e4ngert, und das l\u00f6sliche Protein wurde um 244% im Vergleich zu dem vor der Optimierung erh\u00f6ht. Die Fermentationsausbeute war 7,9 Mal h\u00f6her als die des Wildtyps [10]. Die Enzymaktivit\u00e4t der Laccase aus einem tropischen Wei\u00dff\u00e4ule-Pilzstamm erreichte 11.400 U\/L (Guajakol-Methode) [7].<\/p>\n

Pullulanase, auch bekannt als Thaumatin-Polysaccharidase, ist ein Debranching-Enzym, das \u03b1-1,6-Glucosidbindungen aufspaltet. Thermococcus sp. HJ21 produziert extrazellul\u00e4re Hochtemperatur-Pullulanase mit einer optimalen Temperatur von 95 \u2103, und die Enzymaktivit\u00e4t ist auch bei 100 \u2103 f\u00fcr 2 h noch gr\u00f6\u00dfer als 50% [7]. Das Gen f\u00fcr dieses Enzym wurde durch PCR kloniert. Anoxy bacillus sp. p28 wurde in die Purulanase-Gensequenz kloniert und das rekombinante Plasmid wurde konstruiert. Das in E. coli transformierte Produkt war eine einzelne Maltotriose, eine Pullulanase vom Typ I. Das Purulanase-Gen des hitzeresistenten anaeroben Bacillus sp. aus der hei\u00dfen Quelle von Tengchong wurde in Bacillus subtilis eingef\u00fchrt und exprimiert. Nach 60 \u2103 und 48 Stunden blieb die Lebensf\u00e4higkeit von mehr als 50% erhalten, und die extrazellul\u00e4re Enzymaktivit\u00e4t betrug 42 U\/mL, was einer 40-fachen Steigerung der Expressionslebensf\u00e4higkeit entspricht [10]. Durch Gen-Knockout und Rekombinationstechnologie modifizierte die Nanjing Bestjie Bioengineering Company das Gen der wilden Bacillus Pullulanase und stellte ein zusammengesetztes Enzym mit Glucoamylase her, das Glukose mit einem DE-Wert von \u00fcber 96,5 herstellen kann, und der Handelsname ist High DEX Serie, die die Produktion von Glukose befriedigen kann und das internationale Niveau erreicht [10].<\/p>\n

Penicillin-Acylase ist das Schl\u00fcsselenzym der \u03b2-Lactam-Antibiotika-Industrie. China hat erfolgreich die Enzymsynthese Antibiotika-Industrie, Penicillin-Acylase durch Mutagenese, um eine mutierte Stamm Lebensf\u00e4higkeit von 820 U\/mL zu erhalten [2]. Die Klonierung des Penicillin-Acylase-Gens von Bacillus megaterium wurde in Bacillus subtilis mit einer Lebensf\u00e4higkeit von 30 U\/mL exprimiert [4]. Penicillin-Acylase wurde in Bacillus subtilis mit 864 U\/L sezerniert und exprimiert, was 144-mal h\u00f6her war als die Ausbeute des Wildtyp-Bacillus-\u00e4hnlichen Produzenten A. faecalis [5]. Die Penicillin-Acylase von B. faecalis wurde sezerniert und in E. coli exprimiert, und die Enzymaktivit\u00e4t der verbesserten Kultur des gentechnisch ver\u00e4nderten Bakteriums betrug >2.000 U\/L. 7-Amino-Cephalosporans\u00e4ure-Acylase (GL-7-ACA-Acylase) konnte Cephalosporin C transformieren und wurde in E. coli exprimiert, wobei die h\u00f6chste Enzymaktivit\u00e4t bis zu 266 U\/L betrug [5], und die Penicillin-Acylase von Bacillus megaterium, die in einem Eupergitc-Vektor immobilisiert wurde, produzierte 30 Chargen aufeinander folgender Transformationen. Das Enzym wurde mit dem Eupergitc-Vektor immobilisiert und in 30 aufeinanderfolgenden Chargen ohne Aktivit\u00e4tsabnahme produziert [6].<\/p>\n

D-Aminos\u00e4ure-Oxidase kann die Produktion von D-Aminos\u00e4uren katalysieren, um die entsprechenden Ketos\u00e4uren und Ammoniak zu produzieren, dieses Enzym und 7-Aminocephalosporans\u00e4ure-Acylase (7-ACA-Acylase) zweistufige Produktion von Cephalosporinen wichtiger Rohstoff 7-Aminocephalosporans\u00e4ure (7-ACA). Eine hochexprimierte rekombinante Picrosporum spp. wurde unter Verwendung von D-Aminos\u00e4ure-Oxidase konstruiert, die von methanolischer Hefe exprimiert wurde, und die Fermentationsf\u00e4higkeit erreichte 8 000-1 2000 U\/L in 14-Liter-Tanks [5]. Mit Picot-Hefe fusionsexprimierte D-Aminos\u00e4ure-Oxidase mit einer Lebensf\u00e4higkeit von 1 700 U\/L wurde konstruiert [5], und zwei Arten von rekombinanten GL-7-ACA-Acylasen wurden ebenfalls konstruiert, mit konstitutiven St\u00e4mmen bis zu 1 500 U\/L und induzierbaren St\u00e4mmen bis zu 900 U\/L, und die Umwandlungsrate der immobilisierten Enzyme erreichte 97% [5]. Das D-Aminos\u00e4ure-Oxidase-Gen von Saccharomyces cerevisiae wurde mit einer Expressionsst\u00e4rke von 23,3 U\/mL auf E. coli \u00fcbertragen [5] .
\nDie D-Aminos\u00e4ure-Oxidase wurde auf Amberzyme-Epoxidharz immobilisiert und f\u00fcr 14 Chargen transformiert, ohne dass die Lebensf\u00e4higkeit abnahm [6]. P-Hydroxyphenylglycin ist ein wichtiges Zwischenprodukt in der Semisynthese von \u03b2-Lactam-Antibiotika, das durch eine zweistufige katalytische Herstellung von Amberzyme und D-Carbamoylhydrolase hergestellt werden kann, und die L\u00f6slichkeit wurde in E. coli durch zuf\u00e4llige Mutation der D-Carbamoylhydrolase[6], und rekombinante Expression von E. coli mit schlechter L\u00f6slichkeit der D-Carbamoylhydrolase und Co-Expression von molekularen Chaperonen erh\u00f6hte die L\u00f6slichkeit der Expression um etwa das Dreifache[7].<\/p>\n

Die asymmetrische Reduktion von Carbonylverbindungen durch Carbonylreduktase wird h\u00e4ufig f\u00fcr die Herstellung chiraler Alkohole verwendet. Ethyl-(S)-4-chlor-3-hydroxybutyrat wurde durch Streptomyces azureus Carbonylreduktase hergestellt. Das rekombinante Bakterium E. coli BL21 stellte Ethyl-(S)-4-chlor-3-4-phenylbutyrat und Methyl-(S)-o-chloromandelat mit Ums\u00e4tzen und ee-Werten von \u00fcber 99% her. Die enantiomeren ee-Werte und Ausbeuten der Produkte der homologen Expression des Carbonylreduktase-Gens der B\u00e4ckerhefe wurden erh\u00f6ht. Eine neuartige Carbonyl-Reduktase vom (S)-Typ wurde aus dem Genom von fast glatten Pseudohyph\u00e4en kloniert, und das rekombinante Bakterium E. coliBL 21 konnte (S)-Phenylglykol mit einer optischen Reinheit von 99,1% und einer Ausbeute von 89,6% herstellen [8,11].<\/p>\n

\u03b2-Glucosidase ist eine wichtige Komponente des Cellulasesystems, die Cellobiose und l\u00f6sliche Cellobiose in Glucose und entsprechende Liganden hydrolysieren, \u03b2-glycosidische Bindungen hydrolysieren und neue Zuckerderivate synthetisieren kann. Die \u03b2-Glucosidase aus Aspergillus suisse, durch Gen-Knockout und Aminos\u00e4uremutation, war die Enzymaktivit\u00e4t der Mutante 143 mal h\u00f6her als die des Wildtyps [9]. Das \u03b2-Glucosidase-Gen von Sphingobacterium neoformans wurde erfolgreich in E. coli exprimiert, das Isoflavonglykoside in die entsprechenden Glykoside umwandeln kann [10]. Die heterologe Expression von \u03b2-Glucosidase im Darmtrakt der Taiwan-Milchttermiten in E. coli unter Verwendung eines prokaryotischen Expressionssystems f\u00fchrte zu einer 2,6-fachen Steigerung der Aktivit\u00e4t des mutierten Enzyms im Vergleich zum Wildtyp-Enzym. Es verbesserte auch die Glukosetoleranz und die thermische Stabilit\u00e4t [10]. Die \u03b2-Glucosidase von Penicillium obliquum wurde gentechnisch ver\u00e4ndert, und durch Transformation wurden drei Expressionsst\u00e4mme gewonnen, wobei die Enzymaktivit\u00e4t im Vergleich zum urspr\u00fcnglichen Stamm um das 3,4- bis 3,7-fache erh\u00f6ht wurde [10], und das hitzeresistente \u03b2-Glucosidase-Gen wurde aus einem nicht dekompetenten Prionbakterium isoliert und in E. coli kloniert, wobei die Enzymaktivit\u00e4t um das 17-fache erh\u00f6ht wurde [4]. Eine glukosetolerante \u03b2-Glukosidase wurde aus einem marinen Makrogenom gescreent und zur effizienten Expression in E. coli kloniert, und Glukosekonzentrationen unter 400 mmol\/L f\u00f6rderten das Enzym, und bis zu einer Glukosekonzentration von 1.000 mmol\/L war die Enzymaktivit\u00e4t 50% [8,11]. DNA-Reorganisation und gezielte Mutagenese wurden eingesetzt, um die Stabilit\u00e4t der \u03b2-Glucosidase zu verbessern, und die Hitzeinaktivierungshalbwertszeit bei 61 \u2103 der vier Mutanten war im Vergleich zum Wildtyp um das 14,16-, 68- und 44-fache erh\u00f6ht. Die Hitzeresistenz war deutlich verbessert [8].<\/p>\n

Galaktosidase, auch bekannt als Laktase, spaltet Laktose in Glukose und Galaktosylgruppen und kann Oligosaccharide synthetisieren. \u03b2-Galaktosidase, ein effizientes transglykosylierendes Enzym, wurde durch eine makrogenomische Methode aus Meeresbodenschlamm gewonnen und in E. coli solubilisiert und exprimiert, tolerierte organische L\u00f6sungsmittel und synthetisierte Oligo-Galaktose in Ausbeuten von bis zu 51,6% [9]. Aspergillus \u03b1-Galactosidase ist fest fermentiert mit einer Enzymaktivit\u00e4t von 305 IU\/g [6]. Die \u03b2-Galaktosidase von Sulfolobus solfataricus P2 wurde molekular modifiziert, um eine Mutante zu konstruieren, und das mutierte Enzym, F441Y, produzierte Oligogalaktose mit einer Ausbeute von 61%, was etwa 10% h\u00f6her war als der Wildtyp [9].<\/p>\n

Die Nitrilhydratase hat wichtige Anwendungen in der Synthese von Amiden, Carbons\u00e4uren und deren Derivaten und katalysiert die Herstellung von Acrylamid aus Acrylnitril mit einer Fermentationsf\u00e4higkeit von bis zu 6.000 internationalen Einheiten in Nocardia sp. YS-2002, die in E. coli und Picrosporum exprimiert wird [5].<\/p>\n

Inulinase ist ein hydrolytisches Enzym, das die \u03b2-2,1-D-Fructofructose-Fructosid-Bindung von Inulin hydrolysiert, um Oligofructose zu erzeugen, und wird in zwei Typen unterteilt: Endonuklease und Exonuklease. Das Inulin-Inulin-Endonuklease-Gen von Aspergillus niger wurde in Bichiria-Hefe kloniert, um eine effiziente Expression zu erreichen, und die rekombinante Enzymaktivit\u00e4t erreichte 128 U\/mL, was dem internationalen Niveau entspricht [9].<\/p>\n

Alginat-Synthase, Alginat ist weit verbreitet im Bereich der Lebensmittel-, Medizin-, Licht-Industrie, kann verwendet werden, um Alginat aus Maltose durch ein einziges Enzym-Methode, durch die rationelle Gestaltung von Enzym-Molek\u00fcle und DNAshuffling-Technologie aus zwei GRAS-St\u00e4mme und zwei thermophilen Bakterien geklont, um Alginat-Synthase-Gene und erfolgreich durchgef\u00fchrt, die Expression von hoher Effizienz, und wurde in der industriellen Produktion [5].<\/p>\n

Das rekombinante Plasmid des Gens Npr von Bacillus subtilis AS1398 wurde in B. subtilisAS 1398 \u00fcbertragen, um ein rekombinantes Bakterium mit mehreren Kopien zu erhalten, und die Stabilit\u00e4t des Plasmids des rekombinanten Bakteriums wurde bei 100% f\u00fcr 30 aufeinanderfolgende Generationen beibehalten, und die Expressionsst\u00e4rke der Protease wurde um mehr als das 1-Fache erh\u00f6ht und erreichte 24 000-28 000 U\/ [10]. mL [10]. Der Stamm von B. subtilis mit effizienter nematizider Virulenz wurde f\u00fcr die Kultur optimiert, um eine Proteaseaktivit\u00e4t von bis zu 12 379 U\/mL zu erreichen, die f\u00fcnfmal h\u00f6her war als die vor der Optimierung, und das Expressionssystem von B. subtilis WB600 wurde zur Konstruktion einer Zufallsmutationsbibliothek verwendet, um eine hitzestabile Mutante zu erhalten, die als Grundlage f\u00fcr Biozide verwendet wurde [8]. Die menschliche Matrix-Metalloproteinase steht in engem Zusammenhang mit der Tumormetastasierung, und das Enzym wurde erfolgreich kloniert und in E. coli exprimiert, was die Grundlage f\u00fcr die Untersuchung des Mechanismus des Enzyms und der Tumormetastasierung sowie die Suche nach spezifischen Inhibitoren des Enzyms bildet [5].<\/p>\n

Glucanase ist eine Hydrolase, unterteilt in Endonuklease und Exonuklease, die bei der Bierherstellung und als Futterzusatz verwendet wird. Das \u03b2-1,3-1,4-Glucanase-Gen von Penicillium thermophilum wurde in einen prokaryotischen Expressionsvektor kloniert und mit einer Enzymaktivit\u00e4t von 240 U\/mL in E. coli BL 21 transfiziert [8], und das \u03b2-1,3-Glucanase-Gen von Streptomyces sp. S27 wurde effizient in E. coli exprimiert, das u. a. Kombucha-Polysaccharide hydrolysiert und pathogene und toxinbildende Pilze hemmen kann [8]. Das Endoglucanase-Gen von Aspergillus longum wurde in Picrosporum eingef\u00fchrt, um es zu exprimieren, und die Enzymaktivit\u00e4t des rekombinanten Bakteriums III erreichte 110 U\/mL, die durch 50% noch gesteigert werden konnte [8]. Punktmutation extrem hitzebest\u00e4ndig Thermotogamaritima Endoglucanase Cell-12B, das Enzym optimale Temperatur von 95 \u2103, 90 \u2103 noch beibehalten 70% leben.
\nN-Acetylneuramins\u00e4ure ist eine der wichtigsten Speichels\u00e4uren in lebenden Organismen, und die Zuckerkette der Speichels\u00e4ure ist an vielen Lebensprozessen beteiligt. CMP-Speichels\u00e4ure f\u00f6rdert die Regeneration von Nervenzellen, und die Basenmodifikation des CMP-Speichels\u00e4ure-Synthetase-Gens f\u00fchrte zu einer hocheffizienten Expression in E. coli, wobei die Enzym-Expression 26,5% des Gesamtproteins ausmachte und die Enzymaktivit\u00e4t 100 U\/L betrug, was dem 850-fachen des Ausgangsstamms entsprach [4]. Bei dem Aflatoxin-Entgiftungsenzym handelt es sich um eine Oxygenase, und das Gen wurde mittels rekombinanter Technologie konstruiert, um in der Fermentation mit hoher Dichte in Saccharomyces cerevisiae exprimiert zu werden; das Enzym machte 56% des Gesamtproteins aus, und die Expressionsmenge erreichte 814,5 mg\/L [6]. Das rekombinante Plasmid des Enzym-Mutationsgens wurde in E. coli eingef\u00fchrt, um es zu amplifizieren und in Saccharomyces cerevisiae zu \u00fcbertragen, und es wurde eine Mutationsbibliothek erstellt. Die Mutante A1242 zeigte eine 3,5-fache Steigerung der Hochtemperaturresistenz. Die Mutante DS1474 mit einer spezifischen Enzymaktivit\u00e4t von 56 U\/mg und die Mutante DS896 mit einer spezifischen Enzymaktivit\u00e4t von 44 U\/mg [9] wurden als Enzymprodukte zur Entgiftung in Futtermitteln zugelassen.<\/p>\n

Aspergillus fumigatus Pilzinfektion ist ein schwieriges Problem f\u00fcr die menschliche Gesundheit, die systematische Untersuchung von Aspergillus fumigatus Genom mehr als 50 Glykosylierung Weg Gene, wurde von Aspergillus fumigatus, Chitinase, Phosphomannan Isomerase geklont, O-Mannosyltransferase, \u03b1-1,4-N-Acetylglucosaminyltransferase, \u03b1-Glucosidase I und CMP-Salivaryl-Synthetase-Gene, den Mechanismus der Pilzglykosylierung zu verstehen, die Entwicklung von gentechnisch hergestellten Medikamenten und antimykotischen Infektionen [6].<\/p>\n

L-Asparaginase hat eine klare therapeutische Wirkung auf Leuk\u00e4mie, durch die DNA-Rekombination Technologie, die L-Asparaginase spezifische Single-Chain-Antik\u00f6rper-Fragment und das Enzym zu konstruieren, ein Fusionsprotein, um die Stabilit\u00e4t des Enzyms in vivo zu verbessern, rekombinante E. coli AS 1357 Engineering-Enzym-Aktivit\u00e4t erh\u00f6ht bis zu 228 U\/mL, die vergleichbar mit dem wilden Bakterium mehr als 50-mal ist. Das Esterase-Gen wurde durch die Makrogenomik-Methode in E. coli \u00fcbertragen, und das konstruierte technische Bakterium verbesserte die Vitalit\u00e4t, mit einer Expressionsmenge von 200 mg\/L, einer Enzymaktivit\u00e4t von bis zu 180 U\/mg, und die thermische Stabilit\u00e4t bei 60 \u2103 wurde um das 144-fache und 196-fache im Vergleich zu der des Wildtyps verbessert, und es wurde eine neuartige Polyester-Pestizid-abbauende Esterase-Mutante erhalten, die Chlorpyrifos, Deltamethrin, Deltamethrin und Flucythrine abbauen konnte [9].
\nAlkalische Pektinase wurde durch rekombinante Picher-Hefefermentation hergestellt, und die h\u00f6chste Enzymproduktion betrug 1.315 U\/mL aus einem 1-t-Fermenter [8]. Die Pektinaseaktivit\u00e4t der Aspergillus niger EIM-6-Kultur wurde auf 30 231 U\/mL optimiert [8,11]. Das in E. coli klonierte Salicylat-Hydroxylase-Gen von Pseudomonas exprimiert zwei Naphthalin abbauende Enzyme, die Salicyls\u00e4ure, Acetylsalicyls\u00e4ure, Sulfosalicyls\u00e4ure, Salicylaldehyd, m-Nitrobenzaldehyd, 5-Chlorsalicyls\u00e4ure, Octanal und o-Nitrobenzaldehyd abbauen [5].
\nOrganophosphatester sind eine Klasse hochgiftiger Verbindungen, die als Insektizide, Herbizide oder als Nervenkampfstoffe eingesetzt werden. Die Organophosphatester-Hydrolase von Pseudomonas aeruginosa wurde kloniert und durch Mutation der Aminos\u00e4urestellen rekombinant in E. coli exprimiert, was die Hydrolysekapazit\u00e4t von Organophosphatestern um das 7.000-fache erh\u00f6hte [10].<\/p>\n

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A practical sourcing checklist for enzyme, biotech, and food-ingredient topics<\/h2>\n

In enzyme and food-processing projects, the most useful decision frame is usually application fit plus process stability: which ingredient performs under the intended pH, temperature, time, and substrate conditions without creating a downstream quality or compliance problem.<\/p>\n