¿Cuál es el enfoque de la ingeniería de proteínas y enzimas?

Respuesta rápida: Para temas de enzimas, levaduras, quitosano e ingredientes alimentarios, los compradores suelen comparar la actividad o funcionalidad junto con la estabilidad, las condiciones de aplicación y el impacto en la calidad posterior.

1. Ingeniería de proteínas: basada en el estudio de la relación entre estructura y función de las proteínas, el uso de tecnología de ingeniería genética o tecnología de modificación química para transformar proteínas existentes en nuevas proteínas de la biotecnología moderna.

2. Ingeniería enzimática: utilización de enzimas, orgánulos o células con función catalítica específica, mediante el reactor adecuado, para la producción industrializada de productos humanos o para lograr un fin particular de una ciencia técnica.

3. El contenido principal de la investigación en ingeniería enzimática:
1) ingeniería química enzimática
(2) ingeniería de enzimas biológicas
(3) Enzimas y células inmovilizadas.
(4) Reactores y sensores enzimáticos
5) Catálisis de enzimas en fase no acuosa.

4. Fusión de proteínas: recombinación de parte del gen que codifica una proteína con otro gen proteico, o combinación de fragmentos de diferentes genes proteicos para producir nuevas proteínas de fusión mediante clonación y expresión de genes.

5. El papel de la fusión de proteínas:
1) Para aislamiento y purificación de productos de expresión;
2) Mejorar la solubilidad de los productos de expresión;
3) para mejorar la estabilidad de las proteínas.

6. Cristalografía de proteínas: la ingeniería de estudios estructurales de macromoléculas biológicas utilizando tecnología de difracción de rayos X, una parte importante de la biología estructural.

8. mutación dirigida: la secuencia de nucleótidos local de un gen específico se modifica de manera dirigida mediante clonación molecular, que generalmente se utiliza para estudiar la estructura funcional de las proteínas, así como para la modificación de proteínas diana.

10. Ámbito de investigación de la ingeniería enzimática:

1) Desarrollo y producción de diversos tipos de enzimas naturales;

2) Técnicas de aislamiento y purificación e identificación de enzimas;

3) Técnicas de inmovilización;

4) polinización cruzada utilizando otros campos de la biotecnología;

5) desarrollo y aplicación de reactores multienzimáticos.

11. Estabilidad y estabilización de enzimas:

(i) Causas de la inactivación de enzimas:

(1) Algunos residuos de aminoácidos específicos en el centro activo de la enzima se modifican químicamente, de modo que se pierde la actividad enzimática (microscópica);

(2) Influencia del entorno externo, barreras espaciales en el centro activo de la enzima, de modo que no puede unirse al sustrato;

3) cambios en la estructura superior de la enzima (cambios en hélice y plegamiento);

4) rotura de la cadena polipeptídica (muy fuerte);(ii) Estabilización de la enzima:

(1) conservación a baja temperatura (la enzima en sí no se desnaturaliza, por lo que no es fácil para otras enzimas degradar la proteína objetivo);

2) Adición de sales (alta concentración de (NH4)2SO4);

3) Adición de ligandos tales como coenzimas sustrato;

4) Adición de desnaturalizantes fuertes (para proteger la estructura primaria y revivirla cuando se use);

5) cristalización.

12. Superioridad de los microorganismos como fuentes de enzimas:

1) Fácil acceso a las enzimas necesarias para las enzimas;

2) fácil acceso a variedades de alto rendimiento;

3) ciclo de producción corto;

4) bajo costo de producción;

5) fácil gestión de la producción;

6) más formas de mejorar la producción de enzimas microbianas.

13. Enzima inmovilizada: se refiere a la enzima que existe en un determinado espacio en estado bloqueado, que puede realizar la reacción continuamente, y la enzima puede reciclarse y reutilizarse después de la reacción.

14. Ventajas de la enzima inmovilizada:

1) Es extremadamente fácil separar la enzima inmovilizada del producto y sustrato;

2) Puede realizar reacciones por lotes repetidas y columnas cargadas en una reacción continua durante un largo período de tiempo;

3) la capacidad de aumentar la estabilidad de la enzima en la mayoría de los casos;

4) el proceso de reacción de la enzima puede controlarse estrictamente;

(5) No hay residuos de enzimas en la solución del producto, lo que simplifica el proceso de purificación;

6) Es más adecuado para reacciones multienzimáticas que para enzimas libres;

7) Se puede aumentar el rendimiento del producto y mejorar la calidad del producto;

8) aumenta la eficiencia del uso de enzimas y se reduce el costo.

15. Desventajas de la enzima inmovilizada:

1) Hay una pérdida de actividad enzimática cuando se inmoviliza;

2) Mayor costo de producción y gran inversión inicial en la planta;

3) sólo se puede utilizar para sustratos solubles y es más adecuado para sustratos de moléculas pequeñas;

4) No es adecuado para reacciones multienzimáticas en comparación con bacteriófagos intactos, especialmente aquellos que requieren cofactores;

5) los procedimientos de separación que deben sufrir las enzimas intracelulares.

16. Principios de preparación de enzimas inmovilizadas:

1) Se debe tener cuidado de mantener la actividad catalítica y la especificidad de la enzima;

2) la inmovilización debería favorecer la automatización y la continuidad de la producción;

(3) La enzima inmovilizada debe tener la menor resistencia espacial en el sitio, en la medida de lo posible para no obstaculizar la proximidad del carbón y el sustrato, para mejorar el rendimiento del producto;

4) La enzima y el vehículo deben tener una fuerte fuerza de unión para que la enzima inmovilizada pueda recuperarse y el almacenamiento facilite el uso repetido;(5) La enzima inmovilizada debe tener la máxima estabilidad y el portador seleccionado no debe reaccionar químicamente con el producto de desecho o la solución de reacción;

(6) el costo de la enzima inmovilizada debe ser bajo, propicio para el uso industrial.

17. Métodos de inmovilización enzimática:

(i) Método de unión no covalente:

(1) método de cristalización: aplicable a enzimas con baja actividad enzimática, la concentración cambia después de la cristalización y no hay pérdida en el uso continuo constante;

(2) método de descomposición: la enzima se convierte en un polvo seco, que se dispersa en la fase insoluble en agua, incluso si el polvo seco se suspende en el solvente, ventaja: la recuperación es más conveniente, desventaja: el polvo seco es fácil de absorber agua, las partículas se vuelven más grandes, la actividad se reduce y la vitalidad de la enzima en los solventes orgánicos se verá afectada;

(3) Adsorción física: método en el que la enzima se adsorbe físicamente en un vehículo insoluble; Ventaja: el centro activo de la enzima no se destruye fácilmente, menos cambios en la estructura superior, menos pérdida de actividad enzimática, también adecuado para células inmovilizadas; Desventaja: interacción débil entre la enzima y el transportador, la enzima se desprende fácilmente;

(4) Unión al vehículo soluble en agua mediante enlace iónico; Ventajas: operación simple, condiciones suaves, la estructura superior y el centro activo no se pueden destruir, también aplicable a células inmovilizadas; Desventajas: el transportador y la fuerza de unión de la enzima son más débiles, el tampón aniónico o catiónico, la concentración iónica de la influencia es mayor, la enzima es más propensa a desprenderse del transportador;

(ii) Método de unión química:

(1) método de unión covalente: la unión covalente de la enzima y el portador; método: la activación del gen relacionado con el portador y luego la reacción de acoplamiento con los genes relacionados con la enzima, en la unión del portador es relativamente fuerte, generalmente no habrá cambios y cambios fijos en la concentración del sustrato; desventajas: las condiciones de reacción son más intensas, a menudo conducen a cambios en la estructura de alto nivel, destrucción del centro activo, solo es aplicable para la inmovilización de la enzima, no es adecuado para la inmovilización de la célula;

(2) Método de reticulación: sobre el uso de reactivos multifuncionales o reactivos bifuncionales, de modo que la enzima y la enzima o los microorganismos y las células microbianas reticulan el método de inmovilización, generalmente reduciendo la concentración del agente de reticulación y el tiempo de reacción para mantener la actividad enzimática;

(iii) Método de incrustación:

(1) tipo de rejilla: la enzima o los microorganismos incrustados en una rejilla fina de gel polimérico; este método es la inmovilización de células microbianas con más métodos;Ventajas: no es necesario combinarlo con la reacción de proteína enzimática, la tasa de recuperación de la actividad enzimática es alta;

(2) tipo microcápsula: la molécula de enzima está encapsulada en una cápsula, la membrana polimérica es semipermeable, esta cápsula es impermeable y puede existir en alguna fase orgánica anhidra.

18. Propiedades de las enzimas inmovilizadas:

(i) Cambio en la actividad enzimática después de la inmovilización:

Causas:
(1) La conformación espacial de la molécula de enzima cambia durante la inmovilización, afectando incluso a los aminoácidos del centro activo;

La libertad espacial de la molécula de enzima está restringida después de la inmovilización, lo que afecta directamente el efecto vacuolar del centro activo sobre el sustrato;

La resistencia a la difusión interna hace que se resista el acercamiento de las moléculas del sustrato al centro activo;

Cuando está incrustada, la enzima está rodeada por una membrana semipermeable de polímero y el sustrato macromolecular no puede acercarse a la enzima a través de la membrana;

Efecto de la inmovilización sobre la estabilidad de la enzima:

Aumenta la estabilidad térmica;

2) Mayor estabilidad a diversos reactivos orgánicos y reactivos enzimáticos;

(3) La estabilidad a diferentes valores de pH, la estabilidad de la proteasa, la estabilidad de almacenamiento y la estabilidad operativa tienen un impacto;

(4) Las razones del aumento de la estabilidad de la enzima inmovilizada: la enzima inmovilizada y el portador se pueden conectar en múltiples puntos, lo que puede evitar que la molécula de proteasa se estire y se deforme; la vitalidad de la enzima puede aliviarse después de la inmovilización y liberarse; se puede inhibir la autodegradación de la enzima;

(iii) La temperatura óptima cambia —- aumenta;

(iv) Cambio óptimo de pH: ampliación del rango;

(v) Cambio en Km (cambio en la constante Mie —- se vuelve más pequeño, aumenta la afinidad).

19.Métodos de inmovilización:

1) La coinmovilización de coenzima y enzima en el mismo vehículo da como resultado un sistema que está permanentemente libre de coenzima adicional;

2) inmovilizar la coenzima directamente sobre la molécula de enzima.

20. inmovilización celular: células que tienen restringido su libre movimiento, es decir, las células están física y químicamente restringidas o limitadas a ciertos límites espaciales, pero las células aún conservan actividad catalítica y tienen la viabilidad de usarse repetida y continuamente.

1. Ventajas y desventajas de la inmovilización celular:

Ventajas: 1) Las células inmovilizadas mantienen el estado original y el entorno natural del sistema enzimático intracelular y, por tanto, son más estables;

Mantener el sistema multienzimático original en la célula, ya que la ventaja catalítica de múltiples pasos es más obvia, no es necesaria la regeneración de coenzima;

Ventajas más obvias para la fermentación de células en proliferación inmovilizadas;la alta densidad de células inmovilizadas puede proliferar y acortar el ciclo de producción de fermentación; buena estabilidad de la fermentación, puede repetirse durante un período de tiempo más largo para uso continuo; el caldo de fermentación contiene menos organismos, lo que favorece el aislamiento y la purificación del producto para mejorar la calidad del producto;

Desventajas: 1) La presencia de una variedad de enzimas en la célula formará subproductos no deseados;

La presencia de membranas celulares, paredes celulares y también soportes puede constituir una limitación de la difusión;

3) el tamaño de los poros formados por el soporte afecta la permeabilidad del sustrato polimérico.

2. modificación química: cuando la estructura covalente de una proteína se altera mediante la inclusión o eliminación de un gen químico, nos referimos a este fenómeno como modificación química.

3. Factores que afectan la reactividad del grupo funcional de las proteínas: 1) polaridad de las microrregiones: 2) efecto de los enlaces de hidrógeno; 3) efecto electrostático; 4) efecto de bloqueo del sitio.

4. Hiperreactividad a nivel funcional de la proteína enzimática: se refiere a un gen de la cadena lateral de la proteína y los reactivos individuales pueden producir una reacción rápida.

5. Factores que afectan la hiperreactividad:
1) Alteración del valor de pK de la función proteica;
2) Mayor reactividad del grupo funcional de la proteína;
3) Interacciones electrostáticas para atraer reactivos y orientarlos adecuadamente;
4) adaptación estereoquímica entre el reactivo y la región proteica cercana al sitio de modificación.

6. determinantes de la reactividad del modificador:
1) adsorción selectiva;
2) interacciones electrostáticas;
3) Factores de resistencia del sitio;
4) factores catalíticos:
5) polaridad de microzona (polaridad del entorno local).

7. control de la especificidad de la reacción de modificación:

(i) Selección de reactivos:

(1) Hay varios casos de modificación de aminoácidos:

un. Modificación de todos los grupos amino sin modificar otros genes;

b.Modificación del grupo alfa amino mediante contramodificación;

do. modificación de aminoácidos con actividad catalítica; d. cambiar el estado de carga y la solubilidad de las proteínas, cambiar el estado de carga de las proteínas para elegir reactivos que puedan llevar la carga máxima en condiciones neutras, cambiar la solubilidad de las proteínas, la reacción se lleva a cabo en agua, la elección de reactivos químicos para los solubles en agua; 3) determinación cuantitativa del producto de reacción; 4) consideración del tamaño del reactivo: la elección del tamaño del reactivo es menor para facilitar la modificación, para no provocar grandes cambios en la conformación de la proteína;

Selección de condiciones de reacción:

Las condiciones de reacción no provocarán una desnaturalización irreversible de la proteína;

La elección de las condiciones de reacción favorece la modificación específica de las proteínas;(iii) especificidad de la reacción: 1) puede utilizar la especificidad de algunos genes en la proteína; 2) elegir un pH de reacción diferente; 3) utilizar cierta inestabilidad del producto; 4) etiquetado de afinidad; 5) etiquetado diferencial: en el sistema hay moléculas de enzimas, existen sustratos, inhibidores; 6) utilice la diferencia en el estado de las proteínas.

8. Reactivo de afinidad: también conocido como inhibidores de sitio específico, el reactivo actúa sobre un gen en el sitio sobre el que actúa y no interactúa con otros genes fuera del sitio sobre el que actúa, y este tipo de modificador se denomina reactivo de afinidad.

9. Marcado por afinidad: los reactivos de afinidad generalmente tienen una estructura similar al sustrato, el sitio activo de la enzima tiene un alto grado de afinidad por el sitio activo de los residuos de aminoácidos que se pueden marcar covalentemente, este tipo de modificación química de la especificidad del marcaje de la afinidad, también conocida como especificidad de inhibición irreversible.

10. enzima inmovilizada: en un espacio determinado, en estado cerrado, puede ocurrir una acción continua y finalmente reciclarse.

11. Cómo afecta la inmovilización a la estabilidad de la enzima a través de los tres efectos siguientes:
1) producir barreras espaciales;
2) Producir restricciones a la difusión;
3) unión covalente multipunto.

12. métodos de estabilización:

(i) inmovilización (unión química, método de inclusión, etc.): 1) generación de barreras espaciales: inhibición de la inactivación química; 2) generar limitaciones de difusión: incrustar la enzima dentro de las partículas porosas, donde el sustrato hace contacto con la superficie de las partículas porosas antes de difundirse hacia el interior para interactuar con la enzima, sin controlar la concentración del sustrato; 3) enlace covalente multipunto: unir la enzima covalentemente a la superficie del soporte en múltiples puntos, o reticular la enzima con un reactivo bifuncional o reducir la enzima que se encapsulará en el soporte. El poro apretado puede hacer que la conformación de la enzima sea más sólida, evitando así que la conformación de la enzima pase del estado de pliegue al estado de estiramiento excesivo.

13. Ribonucleasa: Es una descripción del ARN con actividad catalítica, cuya naturaleza química es que el ácido ribonucleico tiene la función catalítica de una enzima, y ​​el sustrato puede ser una molécula diferente o algunas partes de la misma molécula de ARN.

14. nucleasas naturales: (a) nucleasa de tipo cizalla (cataliza el corte de ARN propio y heterogéneo, endonucleasa de ácido nucleico): 1) nucleasa de cabeza de martillo; 2) nucleasa en horquilla; 3) enzima del complejo proteína-ARN; (b) nucleasa de empalme: incluido el intrón del grupo Ⅰ y el intrón del grupo Ⅱ; lograr el autocorte del ARN; con la actividad de la endonucleasa y ligasa del ácido nucleico.

15.Selección in vitro: a partir de una biblioteca molecular aleatoria de gran capacidad construida a partir de moléculas de ARN o ADN ordenadas aleatoriamente, en la que se criba un número muy reducido de moléculas con funciones específicas.

16. Aptámero: Los fragmentos de ARN o ADN que pueden unirse de manera específica y eficiente a ligandos como sustancias orgánicas o proteínas se denominan aptámeros de ARN o aptámeros de ADN, respectivamente.

17. Programa de detección de aptámeros: 1) sintetizar químicamente una biblioteca de moléculas de ADN, en una posición en la cadena molecular para introducir un orden completamente aleatorio o parcialmente mutado, los extremos de la molécula son un orden fijo, para realizar la amplificación por PCR; 2) después de algunas rondas de amplificación por PCR, transcripción in vitro para formar una biblioteca de ARN ordenado aleatoriamente; 3) estas moléculas de ARN a través de la combinación de columnas de cromatografía de afinidad de moléculas objetivo, de acuerdo con el tamaño de la capacidad de unión de la molécula objetivo y el ARN se distinguirán, finalmente se eluyeron las moléculas de ARN fuertes de unión; 4) moléculas de ARN eluidas después de la transcripción inversa, amplificación por PCR, transcripción, en el siguiente ciclo de selección, después de 5 a 10 ciclos, para obtener la biblioteca enriquecida con moléculas diana con alta afinidad de moléculas de ARN.

18. Proceso de selección de nucleasas: 1) transcribiendo una secuencia aleatoria de ARN para construir una biblioteca aleatoria de ADN; 2) una biblioteca aleatoria con moléculas con actividad catalítica puede catalizar el sustrato y realizar una ligación covalente; 3) el producto de la reacción a través del extremo 5′ del ARN inmovilizado en el sustrato del emparejamiento complementario secuencial de columnas de afinidad de oligonucleótidos, adsorción selectiva de la biblioteca aleatoria de aquellos que pueden catalizar las moléculas de ARN en la reacción de ligación; 4) Después de elución con alto contenido de sal: transcripción inversa, amplificación por PCR, transcripción y entrada a la siguiente ronda de detección; 5) En el siguiente ciclo de detección, se introducen mutaciones en las moléculas activas con una determinada frecuencia mediante PCR propensa a errores, lo que aumenta la poliselectividad molecular de la biblioteca aleatoria obtenida mediante la detección; 6) Después de varias rondas de selección, las moléculas de ARN con actividad catalítica se enriquecen y las moléculas relativamente menos activas se eliminan.

 

 

19. Desoxirribonucleasa: un fragmento catalítico de ADN monocatenario sintetizado mediante técnicas de evolución molecular in vitro tiene actividad catalítica y reconocimiento de estructuras eficientes.

1. Métodos de selección in vitro: 1) sintetizar moléculas de ADN artificialmente sin transcripción ni transcripción inversa, y amplificarlas directamente mediante PCR;2) obtener moléculas de ADN monocatenario: la amplificación por PCR se realiza uniendo una biotina al cebador y pasando el producto de la PCR a través de la columna de afinidad de proteínas de biotina para la separación de las cadenas positivas y negativas; 3) introducir iones metálicos divalentes como cofactores; 4) introducir algunos grupos funcionales adicionales en el ADN para aumentar el reconocimiento de estructuras y la capacidad de reconocimiento de estructuras de las desoxirribonucleasas. grupos funcionales adicionales en el ADN para aumentar la afinidad estructural y funcional.

2. Clasificación de las desoxirribonucleasas: (desoxirribonucleasas que escinden ARN) (desoxirribonucleasas que escinden ADN) (desoxirribonucleasas con actividad quinasa) (desoxirribonucleasas con función ligasa) (catalizan la reacción de quelación de porfirina ciclohexil metal)

3. ácido nucleico antisentido: una molécula de ADN o ARN que se une a una molécula de ARNm, formando una barrera de sitio espacial que evita que se una al ribosoma y, por lo tanto, se traduzca en una proteína, además de degradar el ARNm.

4. Diseño racional de moléculas enzimáticas: estudio de enzimas naturales o realmente de mutabilidad utilizando diversos métodos de bioquímica, cristalografía, espectroscopia, etc. para obtener características moleculares de las enzimas. Estructura espacial. La relación entre estructura y función, así como los residuos de aminoácidos y otra información, y luego utilizar esto como base para la modificación enzimática.

5. Diseño no racional de la molécula de enzima: sin necesidad de información precisa sobre la estructura de la molécula de enzima, la molécula de enzima se transforma mediante mutación aleatoria, recombinación genética, detección en blanco y otros métodos, y la enzima mutante de la naturaleza requerida se selecciona direccionalmente.

6. Evolución dirigida de moléculas enzimáticas: es decir, la dirección de desarrollo de moléculas enzimáticas; se trata de partir de una o más enzimas originales existentes (naturales o obtenidas artificialmente), construir una biblioteca de enzimas mutantes artificiales mediante mutación o recombinación de genes y, en última instancia, obtener las enzimas evolutivas con ciertas características de las principales expectativas mediante la detección. Evolución dirigida = mutación aleatoria + recombinación directa + selección (o cribado).

7. PCR propensa a errores: cuando se utiliza la enzima Taq para la amplificación por PCR del gen objetivo, la frecuencia de mutación de la enzima Taq se cambia ajustando las condiciones de reacción, como aumentar la concentración de Mg2+, agregar iones Mn, cambiar la concentración de dNTP en el sistema, etc., para introducir aleatoriamente mutaciones en el gen objetivo a una frecuencia determinada para construir una biblioteca de mutaciones y luego seleccionar o examinar los mutantes necesarios.

8.PCR continua propensa a errores: genes mutados útiles obtenidos de una amplificación por PCR como plantillas para la siguiente amplificación por PCR, y llevan a cabo mutagénesis aleatoria de forma continua y repetida, de modo que las pequeñas mutaciones posteriores a cada vez se acumulen y produzcan mutaciones intencionales importantes.

9. Reorganización del ADN: Combina las mutaciones positivas que se han obtenido en diferentes genes para formar un nuevo acervo genético de mutaciones, también conocido como PCR sexual.

10. Operación de reorganización del ADN: los fragmentos de ADN aislados del conjunto de genes de mutación positiva se cortan aleatoriamente mediante la desoxirribonucleasa Ⅰ para obtener fragmentos aleatorios, después de varios ciclos de PCR sin cebadores, en el proceso del ciclo de PCR, los fragmentos aleatorios se utilizan como plantillas y cebadores de cada uno para la amplificación, hasta que se obtienen los genes de longitud completa, lo que conduce a la recombinación entre fragmentos de diferentes genes y a la recombinación de mutaciones intencionales en los padres. Realizar recombinación.

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11. Método de extensión escalonada: en la reacción de PCR, el recocido y la extensión convencionales se combinan en un solo paso y su tiempo de reacción se acorta considerablemente para que solo se pueda sintetizar una cadena naciente muy corta. La cadena naciente desnaturalizada se utiliza luego como cebador para hibridar con diferentes plantillas que están presentes simultáneamente en el sistema mientras continúa la extensión. Este proceso se repite hasta que se produce un fragmento genético de longitud completa, lo que da como resultado moléculas de ADN nacientes espaciadas que contienen diferentes secuencias molde. Estas moléculas de ADN nacientes contienen una gran cantidad de combinaciones de mutaciones que facilitarán la generación de nuevas propiedades enzimáticas.

12. Biblioteca de genes: el ADN genómico de un organismo con endonucleasa de restricción parcialmente digerido, la sección de enzima se insertará en las moléculas de ADN portador, todas las moléculas portadoras insertadas en los fragmentos de ADN genómico de la colección de moléculas portadoras contendrán el genoma completo de este organismo, que también constituye la biblioteca de genes del organismo.

13. Representatividad de la biblioteca: se refiere a si las moléculas de ADN contenidas en la biblioteca pueden reflejar completamente todos los posibles cambios y alteraciones de los genes exógenos, que es el indicador más importante de la calidad de la biblioteca. Es el indicador más importante de la calidad de la biblioteca. El indicador de la representatividad de la biblioteca es la capacidad de la biblioteca.

14. Capacidad de la biblioteca: se refiere al número de clones recombinantes independientes contenidos en la biblioteca de mutaciones original construida.

15.Vectores para la construcción de bibliotecas de mutaciones: (sistema de vectores de fagos λ) (sistema de vectores de plásmidos) (sistema de vectores de expresión de células de mamíferos).

16. Mimetismo enzimático: También conocida como enzima artificial o modelo enzimático, es una ciencia aplicada que imita la forma y el tamaño del sitio activo de la enzima y su microambiente y otras características estructurales, así como el mecanismo de acción y la estereoquímica de la enzima a nivel molecular.

17. El (grupo catalítico) y el (sustrato) del modelo enzimático deben tener características estereoquímicas que coincidan entre sí, lo cual es muy importante para la formación de una buena especificidad de reacción y potencia catalítica.

18. Química “sujeto-invitado”: ​​el campo de la química en el que el sujeto (enzima) y el huésped (sustrato) forman complejos estables a través de ligandos y otros enlaces secundarios se llama química “sujeto-invitado”.

19. Clasificación de enzimas simuladas: (a) según el tipo: 1) modelos de enzimas simples; 2) modelos enzimáticos mecanicistas; 3) compuestos sintéticos simples similares a enzimas; (b) según propiedades: 1) modelos de enzimas sujeto-huésped; 2) modelos de enzimas micelares; 3) peptidasas; 4) enzimas semisintéticas; 5) enzimas impresas molecularmente; 6) enzimas de anticuerpos.

20. Enzima anticuerpo: producto de la alta selectividad del anticuerpo y la alta capacidad catalítica eficiente de la enzima, la esencia es una clase de inmunoglobulina con capacidad catalítica, también conocida como anticuerpo catalítico, la especificidad excede la velocidad catalítica de la especificidad de la reacción enzimática, y algunas de ellas también pueden alcanzar la velocidad catalítica de la enzima.

21. Impresión molecular: el proceso de preparar un polímero que es selectivo para un compuesto; el compuesto se llama molécula impresa, también llamada molécula plantilla.

22. Principio de la impresión molecular (método de preparación de la impresión molecular): 1) seleccionar el monómero funcional de la molécula impresa, para que los dos tengan una reacción complementaria; 2) en la molécula impresa —- complejos monómeros alrededor de la reacción de polimerización; 3) eliminar la molécula impresa del polímero mediante extracción; 4) la formación de un polímero retenido dentro de la molécula impresa con exactamente la misma forma y tamaño de la cavidad, el polímero puede ser altamente selectivo y volver a unir las moléculas impresas con alta selectividad.

23. Tipos de impresión molecular superficial: 1) impresión molecular en la superficie de materiales inorgánicos como soportes; 2) modificación superficial de materiales sólidos; 3) impresión de superficie de proteínas.

24. Bioimpresión: un tipo de impronta molecular, se refiere a los materiales biológicos naturales (como proteínas y sacáridos) como el esqueleto, sobre el cual se imprime la impronta molecular, y el proceso de generación de las moléculas impresas con reconocimiento específico de la cavidad.

25.Principio de bioimpresión: la flexibilidad de la conformación de las biomoléculas se cancela en la fase orgánica anhidra y sus conformaciones son fijas, por lo que los cambios conformacionales producidos por la interacción entre la molécula plantilla y la biomolécula en la solución acuosa solo pueden preservarse cuando se mueven a la fase orgánica anhidra.

26. Conversión de proteínas en enzimas semisintéticas mediante bioimpresión: 1) Desnaturalización parcial de la proteína para alterar la conformación de la proteína de partida; 2) Adición de la molécula impresa de modo que la molécula impresa esté completamente unida a la proteína parcialmente deformada; 3) Después de la interacción de la molécula impresa con la proteína, reticulación de la proteína impresa con un agente reticulante; 4) Eliminación de la molécula impresa mediante diálisis.

Cómo suelen evaluar los compradores las enzimas y los ingredientes de procesamiento de alimentos

En proyectos de procesamiento de alimentos y enzimas, el marco de decisión más útil suele ser el ajuste de la aplicación más la estabilidad del proceso: qué ingrediente funciona bajo las condiciones de pH, temperatura, tiempo y sustrato previstas sin crear un problema de cumplimiento o calidad posterior.

• Defina primero el objetivo de procesamiento: Las aplicaciones de sabor, hidrólisis, textura, fermentación, limpieza y bioprocesos a menudo necesitan perfiles de actividad muy diferentes.
• Compruebe la ventana operativa real: El pH, la temperatura, el tiempo de residencia y el tipo de sustrato a menudo importan más que la afirmación principal del producto.
• Revisar la consistencia y el impacto posterior:La dosificación de , la influencia sensorial, la filtración y el comportamiento de vida útil pueden afectar el valor comercial final.
• Use validación piloto:Las pruebas de producción pequeñas de generalmente revelan las diferencias más útiles en actividad, eficiencia y ajuste del proceso.

Referencias de productos recomendados

• Longzyme Lipasa: Una referencia directa del producto para debates sobre alimentos, limpieza o bioprocesos relacionados con la lipasa.
• Longzyme Beta-Amylase: Una referencia práctica de enzimas cuando se están revisando la conversión del almidón y la actividad de procesamiento de alimentos.
• Glucoamilasa compuesta de longzima: Una referencia enzimática útil cuando la sacarificación o el rendimiento del procesamiento relacionado son importantes.
• YExtracto de levadura: Una referencia práctica de ingredientes cuando se trata de aplicaciones de sabor, fermentación o soporte de nutrientes.

Preguntas frecuentes para compradores y formuladores

¿Por qué una enzima de alta actividad no es automáticamente la mejor opción comercial?
Porque la mejor enzima es la que funciona de manera confiable en las condiciones reales del proceso y proporciona el resultado final deseado sin crear nuevos problemas.

¿Deben seleccionarse los ingredientes alimentarios y biotecnológicos únicamente a partir de hojas de datos?
Por lo general, es más seguro combinar la revisión de las especificaciones con una prueba piloto o de aplicación porque los sustratos reales y las ventanas de proceso pueden cambiar mucho el resultado.

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Glucoamilasa compuesta	9032-08-0
Pullulanasa	9075-68-7
Xilanasa	37278-89-0
Celulasa	9012-54-8
Naringinasa	9068-31-9
β-amilasa	9000-91-3
Glucosa oxidasa	9001-37-0
alfa-amilasa	9000-90-2
Pectinasa	9032-75-1
Peroxidasa	9003-99-0
Lipasa	9001-62-1
Catalase	9001-05-2
TANNASE	9025-71-2
Elastase	39445-21-1
Urease	9002-13-5
DEXTRANASE	9025-70-1
L-Láctica deshidrogenasa	9001-60-9
Malato de deshidrogenasa	9001-64-3
Colesterol oxidasa	9028-76-6