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生物酶的作用?

2020-09-01 15:20:24

  生物酶是一種無毒、對環境友好的生物催化劑,其化學本質為蛋白質。酶的生產和應用,在國內外已具有80多年歷史,進入20世紀80年代,生物工程作為一門新興高新術在我國得到了迅速發展,酶的制造和應用領域逐漸擴大,酶在紡織工業中的應用也日臻成熟,由過去主要用于棉織物的退漿和蠶絲的脫膠,至現在在紡織染整的各領域的廣泛應用,體現了生物酶在染整工業中的優越性?,F在酶處理工藝已被公認為是一種符合環保要求的綠色生產工藝,它不僅使紡織品的服用性能得到改善和提高,又因無毒無害,用量少,可生物降解廢水,無污染而有利于生態環保的保護。本文從酶的特性及作用機理,闡述了生物酶在常見纖維品種上的應用,展望了生物酶在染整工業中的應用前景。

  l生物酶的特性和作用機理

  1.1生物酶的結構和特性

  生物酶是具有催化功能的蛋白質。象其他蛋白質一樣,酶分子由氨基酸長鏈組成。其中一部分鏈成螺旋狀,一部分成折疊的薄片結構,而這兩部分由不折疊的氨基酸鏈連接起來,而使整個酶分子成為特定的三維結構。生物酶是從生物體中產生的,它具有特殊的催化功能,其特性如下: 高效性:用酶作催化劑,酶的催化效率是一般無機催化劑的103106倍。

  專一性:一種酶只能催化一類物質的化學反應,即酶是僅能促進特定化合物、特定化學鍵、特定化學變化的催化劑。

  低反應條件:酶催化反應不象一般催化劑需要高溫、高壓、強酸、強堿等劇烈條件,而可在較溫和的常溫、常壓下進行。

  易變性失活:在受到紫外線、熱、射線、表面活性劑、金屬鹽、強酸、強堿及其它化學試劑如氧化劑、還原劑等因素影響時,酶蛋白的二級、三級結構有所改變。所以在大生產時,如有條件酶還可以回收利用。

  可降低生化反應的反應活化能:酶作為一種催化劑,能提高化學反應的速率,主要原因是降低了反應的活化能,使反應更易進行。而且酶在反應前后理論上是不被消耗的,所以還可回收利用。

生物酶的作用?


  1.2生物酶的作用機理

  酶蛋白與其它蛋白質的不同之處在于酶都具有活性中心。酶可分為四級結構:一級結構是氨基酸的排列順序;二級結構是肽鏈的平面空間構象;三級結構是肽鏈的立體空間構象;四級結構是肽鏈以非共價鍵相互結合成為完整的蛋白質分子。真正起決定作用的是酶的一級結構,它的改變將改變酶的性質(失活或變性)。酶的作用機理比較被認同的是Koshland的“誘導契合”學說,其主要內容是:當底物結合到酶的活性部位時,酶的構象有一個改變。催化基團的正確定向對于催化作用是必要的。底物誘導酶蛋白構象的變化,導致催化基團的正確定位與底物結合到酶的活性部位上去。

  2、應用于染整工業的生物酶的種類

  生物酶技術應用于染整加工主要有兩個方面:(1)天然纖維織物的前處理加工,用生物酶去除纖維或織物上的雜質,為后續染整加工創造條件。(2)織物的后整理加工,用生物酶去除纖維表面的絨毛,或使纖維減量,以改善織物的外觀、手感和風格。目前應用的生物酶主要有以下幾種。

  2.1果膠酶

  果膠酶主要是由果膠裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果膠酸鹽裂解酶和果膠酯酶組成。果膠物質是高度酯化的聚半乳糖醛酸。果膠酶作用于果膠物質時,果膠裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果膠酸鹽裂解酶直接作用于果膠聚合物分子鏈內部的配糖鍵上,而果膠酯酶則使聚半糖醛酸酯水解,為聚半乳糖醛酸酶和果膠酸鹽裂解酶創造更多的位置。

  2.2脂肪酶

  脂肪酶能將脂肪水解成甘油和脂肪酸,脂肪酸進一步進行B一氧化,每次脫下一個C2物,生成乙酰COA(N—環己基辛基胺),進入TCA(三羧酸)環徹底氧化或進入乙醛酸環合成糖類。

  2。3蛋白酶

  由微生物分泌的蛋白酶因菌種不同而異,例如枯草桿菌分泌明膠酶和酪蛋白酶,可以水解明膠和酪蛋白;費氏鏈酶菌分泌角蛋白酶,可以水解動物的毛、角、蹄的角蛋白。蛋白酶將蛋白質分解成肽,再經肽酶水解成氨基酸。

  2.4纖維素酶

  纖維素酶是一個多組分酶體系,紡織工業中應用的纖維素酶大多數是由木酶屬真菌制造的。纖維素酶中的纖維素二糖水解酶又稱為外切纖維素酶,由CHBI和CHBII兩種酶組成,而內切葡聚糖酶,又稱為內切纖維素酶,至少由5種纖維素酶(EGI、EGII、EGHI、EGIV、EGV)組成。此外,還有13一葡萄糖醛酶。這些纖維素酶在纖維素的水解中具有協同作用。


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