2003年5月教育部高校生物科学与工程教学指导委员会委托高等教育出版社正式启动“生物技术和生物工程专业规划教材建设计划”,经过学科专家组的评审及教学指导委员会的复议,教育部高校生物科学与工程教学指导委员会于2004年1月10日印发“生物技术和生物工程专业规划教材建设计划”立项评审结果的通知,酶工程项目得以立项,郭勇为项目负责人。
在广泛听取有关专家、教授意见的基础上,考虑到本教材要同时满足生物技术和生物工程等专业的教学要求,新教材必须同时兼顾理科和工科专业高年级学生和研究生的需要,必须科学性、系统性和先进性兼备。为此要在原有主要适用于生物工程专业的《酶工程》教材的基础上加强理论部分,做到理论与实际紧密结合,决定编写《酶工程原理与技术》新教材。
酶工程是酶的生产与应用的技术过程,其主要任务是通过预先设计,经过人工操作,获得所需的酶,并通过各种方法使酶充分发挥其催化功能。
酶工程的主要内容包括酶的生产、酶的改性和酶的应用三大部分。
酶的生产(enzyme production)是通过各种方法获得人们所需的酶的技术过程,酶的生产方法可以分为提取分离法、生物合成法和化学合成法等。
提取分离法是采用各种生化分离技术从含酶原料中将酶提取出来,再与杂质分离而得到所需的酶的生产方法,是酶生产中*早采用并沿用至今的方法,在用生物合成法和化学合成法生产酶的过程中以及在酶学研究过程中,也是必不可少的环节。
生物合成法是在人工控制条件的生物反应器中,通过微生物细胞、植物细胞或动物细胞的生命活动而合成所需酶的生产方法,是当今在酶的生产中应用*广泛的方法,其基本理论是酶的生物合成及其调节控制理论。
化学合成法是通过化学反应,将各种氨基酸按照特定的顺序连接起来而得到所需酶的方法,由于要求所使用的氨基酸单体有很高的纯度,合成过程复杂,成本高,至今仍未能用于工业化生产。
酶的改性(enzyme improving)是通过各种方法使酶的催化特性得以改进的技术过程。酶改性的基本理论主要是酶的结构及其与催化特性的关系。
酶是具有完整结构的生物大分子,酶的催化特性是由酶的特定结构所决定的,酶的结构一旦改变,将使酶的特性和功能发生某些改变。