⑴ 什麼是酶工程,目前進行酶工程研究的手段有那些請說明用定點突變的方法進行酶工程研究的原理
簡而言之，酶工程就是將酶或者微生物細胞，動植物細胞，細胞器等在一定的生物反應裝置中，利用酶所具有的生物催化功能,藉助工程手段將相應的原料轉化成有用物質並應用於社會生活的一門科學技術。它包括酶制劑的制備,酶的固定化,酶的修飾與改造及酶反應器等方面內容。酶工程的應用，主要集中於食品工業，輕工業以及醫葯工業中。
實際上，人類有意識地利用酶已經有好多年歷史了，也經歷了幾個發展階段，開始的時候，人們直接從動植物或微生物體內提取酶做成酶制劑，用於產品生產，這種方法直到現在仍被誕用。
比如說，現在我們使用的洗滌劑，大部分是加酶的，其去污力大大加強了。此外，在製造乳酪、水解澱粉、釀造啤酒及硯烤制中，酶制劑都可以得到直接的應用。
由於從動植物中撮酶化較麻煩，數量也有限，人們普遍看好通過微生物大規模培養，然後從中提取酶，以獲取大量酶制劑的方法。目前，很多的商品酶，如澱粉酶、糖化酶、蛋白酶等等，主要是來自於微生物的。所以酶工程離不開微生物發酵工程，也可以說是發酵工程的產物。
在七十年代以後，伴隨著第二代酶——固定化酶及其相關技術的產生，酶工程才算真正登上了歷史舞台。固定化酶正日益成為工業生產的主力軍，在化工醫葯、輕工食品、環境保護等領域發揮著巨大的作用。不僅如此，還產生了威力更大的第三代酶，它是包括輔助因子再生系統在內的固定化多酶系統，它正在成為酶工程應用的主角。
我們知道，酶在生物體內的含量是有限的，不管是哪種酶，在細胞中的濃度都不會是很高的，這也是出於生物機體生命活動平衡調節的需要。可是這樣一來，就限制了直接利用天然酶更有效地解決很多化學反應的可能性。
利用基因工程的方法可以解決這一難題。
只要在生物體內找到了某種有用的酶，即使含量再低，只要應用基因重組技術，通過基因擴增與增強表達，就可能建立高效表達特定酶制劑的基因工程菌或基因工程細胞了。把基因工程菌或基因工程細胞固定起來，就可構建成新一代的生物催化劑——固定化工程菌或固定化工程細胞了。人們也把這種新型的生物催化劑稱為基因工程酶制劑。
新一代基因工程酶制劑的開發研製，無疑是使酶工程如虎添翼。固定化基因工程菌、基因工程細胞技術將使酶的威力發揮得更出色，科學家們預言，如果把相關的技術與連續生物反應器巧妙結合起來，將導致整個發酵工業和化學合成工業的根本性變革。
對酶進行改造和修飾也是酶工程的一項重要內容。
酶的作用力雖然很強，尤其是被固定起來之後，力量就更大了，但並不是所有的酶制劑都適合固定化的，即使是用於固定化的天然酶，其活性也往往不能滿足人們的要求，需要改變其某些性質、提高其活性，以便更好地發揮其催化功能。
於是，酶分子修飾和改造的任務就被提出來了。
一般來說，科學家們是通過對酶蛋白分子的主鏈進行「切割」、「剪切」以及在側鏈上進行化學修飾來達到改造酶分子的目的的。被修飾、改造的酶分子，無論是物化性質，還是生物活性都得到了改善，甚至被賦予了新的功能。
人工設計和合成具有生物活性的非天然大分子物質，是科學家們共同努力的目標。
⑵ 酶工程技術是怎樣形成的
酶是一種在生物體內具有新陳代謝催化劑作用的蛋白質。它們可特定地促成某個反應而它們本身卻不參與反應，且具有反應效率高、反應條件溫和、反應產物污染小、能耗低和反應易控制等特點。酶工程就是利用酶催化的作用，在一定的生物反應器中，將相應的原料轉化成所需要的產品。它是酶學理論與化工技術相結合而形成的一種新技術。
酶工程的應用主要集中於食品工業、輕工業以及醫葯工業中。例如，固定化青黴醯胺酶可以連續裂解青黴素生產；α—澱粉酶、葡萄糖澱粉酶和葡糖異構酶這三個酶連續作用於澱粉，就可以代替蔗糖生產出高果糖漿；蛋白酶用於皮革脫毛膠以及洗滌劑工業；固定酶還可以治療先天性缺酶病或是器官缺損引起的某些功能的衰竭等。至於我們日常生活中所見到的加酶洗衣粉、嫩肉粉等，就更是酶工程最直接的體現了。
⑶ 酶工程主要涉及哪些方面的研究和運用
酶工程的主要內容包括酶的發酵工程，酶的分離工程，固定化酶和固定化細胞，化學酶工程，生物酶工程，酶反應器和感測器，酶的非水相催化，酶抑制劑及酶的應用。
酶工程研究的目的是為了獲得大量所需要的酶，並且能高效利用所得的酶
⑷ 什麼是生物酶工程
簡而言之，酶工程就是將酶或者微生物細胞，動植物細胞，細胞器等在一定的生物反應裝置中，利用酶所具有的生物催化功能,藉助工程手段將相應的原料轉化成有用物質並應用於社會生活的一門科學技術。它包括酶制劑的制備,酶的固定化,酶的修飾與改造及酶反應器等方面內容。酶工程的應用，主要集中於食品工業，輕工業以及醫葯工業中。
實際上，人類有意識地利用酶已經有好多年歷史了，也經歷了幾個發展階段，開始的時候，人們直接從動植物或微生物體內提取酶做成酶制劑，用於產品生產，這種方法直到現在仍被誕用。
比如說，現在我們使用的洗滌劑，大部分是加酶的，其去污力大大加強了。此外，在製造乳酪、水解澱粉、釀造啤酒及硯烤制中，酶制劑都可以得到直接的應用。
由於從動植物中撮酶化較麻煩，數量也有限，人們普遍看好通過微生物大規模培養，然後從中提取酶，以獲取大量酶制劑的方法。目前，很多的商品酶，如澱粉酶、糖化酶、蛋白酶等等，主要是來自於微生物的。所以酶工程離不開微生物發酵工程，也可以說是發酵工程的產物。
在七十年代以後，伴隨著第二代酶——固定化酶及其相關技術的產生，酶工程才算真正登上了歷史舞台。固定化酶正日益成為工業生產的主力軍，在化工醫葯、輕工食品、環境保護等領域發揮著巨大的作用。不僅如此，還產生了威力更大的第三代酶，它是包括輔助因子再生系統在內的固定化多酶系統，它正在成為酶工程應用的主角。
我們知道，酶在生物體內的含量是有限的，不管是哪種酶，在細胞中的濃度都不會是很高的，這也是出於生物機體生命活動平衡調節的需要。可是這樣一來，就限制了直接利用天然酶更有效地解決很多化學反應的可能性。
利用基因工程的方法可以解決這一難題。
只要在生物體內找到了某種有用的酶，即使含量再低，只要應用基因重組技術，通過基因擴增與增強表達，就可能建立高效表達特定酶制劑的基因工程菌或基因工程細胞了。把基因工程菌或基因工程細胞固定起來，就可構建成新一代的生物催化劑——固定化工程菌或固定化工程細胞了。人們也把這種新型的生物催化劑稱為基因工程酶制劑。
新一代基因工程酶制劑的開發研製，無疑是使酶工程如虎添翼。固定化基因工程菌、基因工程細胞技術將使酶的威力發揮得更出色，科學家們預言，如果把相關的技術與連續生物反應器巧妙結合起來，將導致整個發酵工業和化學合成工業的根本性變革。
對酶進行改造和修飾也是酶工程的一項重要內容。
酶的作用力雖然很強，尤其是被固定起來之後，力量就更大了，但並不是所有的酶制劑都適合固定化的，即使是用於固定化的天然酶，其活性也往往不能滿足人們的要求，需要改變其某些性質、提高其活性，以便更好地發揮其催化功能。
於是，酶分子修飾和改造的任務就被提出來了。
一般來說，科學家們是通過對酶蛋白分子的主鏈進行「切割」、「剪切」以及在側鏈上進行化學修飾來達到改造酶分子的目的的。被修飾、改造的酶分子，無論是物化性質，還是生物活性都得到了改善，甚至被賦予了新的功能。
人工設計和合成具有生物活性的非天然大分子物質，是科學家們共同努力的目標。
⑸ 什麼是酶工程
酶是生物機體中一種特殊的蛋白質，在生物機體內進行的生化反應中起著生物的催化劑作用。而酶工程就是一項在一定的生物反應器中，利用酶的特異的催化功能，快速、高效地將相應的原料轉化成有用物質的重要技術。目前，由於酶工程的發展，人們已經開發生產、分離和提純了多種生物酶，並已有效地應用於化學分析、臨床診斷及農業生產和水產加工等諸多方面。
⑹ 酶工程是什麼和蛋白質工程有何區別
酶工程：酶制劑在工業上的大規模應用，主要由酶的生產、酶的分離純化、酶的固定化和生物反應器四個部分組成。
蛋白質工程 ：利用遺傳工程手段，包括用基因的點突變和基因表達等改造蛋白質分子的結構與功能的技術。
⑺ 酶工程是什麼
酶工程是研究酶的生產和應用的一門技術性學科，它包括酶制劑的制備、酶的固定化、酶的修飾與改邊及國匠應旱等方面內容。
⑻ 酶工程 郭勇
酶工程
酶工程是指在一定的生物反應器中，利用酶的生物催化作用，生產出人類所需產品的一門科學技術。作為生物技術重要支柱之一的酶工程真可以說是造福人類，成果喜人。
蔗糖幾乎全部是通過加工甘蔗或甜萊得到的。但是，甘蔗和甜菜的種植范圍都比較有限，因此，蔗糖的產量也就受到了影響。能不能利用澱粉來生產類似蔗糖的物質呢？科學家通過 -澱粉酶、糖化酶和固定化葡萄糖異構化酶，將澱粉轉化成和蔗糖具有同樣甜度的甜味劑——高果糖漿。現在，一些發達國家高果糖漿的年產量已達到幾百萬噸，高果糖漿在許多飲料的製造中已經逐漸替代了蔗糖。
胰島素是胰臟中胰島細胞分泌的一種激素，是由兩條肽鏈組成的一種蛋白質：一條由21個氨基酸組成，稱為A鏈；另一條由30個氨基酸組成，稱為B鏈。胰島素是治療糖尿病的一種常用葯物。由於糖尿病患者很多，胰島素的需要量很大，所以許多糖尿病患者使用的曾是豬的胰島素。但是，豬胰島素與人胰島素在化學結構上有一處差別：豬胰島素B鏈上最後一個氨基酸是丙氨酸，人胰島素B鏈上最後一個氨基酸是蘇氨酸。因此，用豬胰島素治療人的糖尿病，容易使一些患者產生免疫反應。近些年來，科學家們採用酶工程的方法，利用一種專一性極高的酶，切下並移去豬胰島素B鏈上的那個丙氨酸，然後接上一個蘇氨酸。這樣豬的胰島素就魔術般地變成人的胰島素了。
現在，科學家正在研究如何修飾酶的化學結構，以便改善酶的性能；用DNA重組技術大量地生產酶，甚至設計酶的基因，以便人工合成出自然界中沒有的酶來。
酶工程的應用
酶作為一種生物催化劑，已廣泛地應用於輕工業的各個生產領域。近幾十年來，隨著酶工程不斷的技術性突破，在工業、農業、醫葯衛生、能源開發及環境工程等方面的應用越來越廣泛。
—、食品加工中的應用
酶在食品工業中最大的用途是澱粉加工，其次是乳品加工、果汁加工、烘烤食品及啤酒發酵。與之有關的各種酶如澱粉酶、葡萄糖異構酶、乳糖酶、凝乳酶、蛋白酶等占酶制劑市場的一半以上。
目前，幫助和促進食物消化的酶成為食品市場發展的主要方向，包括促進蛋白質消化的酶（菠蘿蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶等），促進纖維素消化的酶（纖維素酶、聚糖酶等），促進乳糖消化的酶（乳糖酶）和促進脂肪消化的酶（脂肪酶、酯酶）等。
二、輕化工業中的應用
酶工程在輕化工業中的用途主要包括：洗滌劑製造（增強去垢能力）、毛皮工業、明膠製造、膠原纖維製造（粘接劑）牙膏和化妝品的生產、造紙、感光材料生產、廢水廢物處理和飼料加工等。
三、醫葯上的應用
重組DNA技術促進了各種有醫療價值的酶的大規模生產。用於臨床的各類酶品種逐漸增加。酶除了用作常規治療外，還可作為醫學工程的某些組成部分而發揮醫療作用。如在體外循環裝置中，利用酶清除血液廢物，防止血栓形成和體內酶控葯物釋放系統等。另外，酶作為臨床體外檢測試劑，可以快速、靈敏、准確地測定體內某些代謝產物，也將是酶在醫療上一個重要的應用。
四、能源開發上趵應用
在全世界開發新型能源的大趨勢下，利用微生物或酶工程技術從生物體中生產燃料也是人們正在探尋的一條新路。例如，利用植物、農作物、林業產物廢物中的纖維素、半纖維素、木質素、澱粉等原料，製造氫、甲烷等氣體燃料以及乙醇和甲醇等液體燃料。另外，在石油資源的開發中，利用微生物作為石油勘探、二次採油、石油精煉等手段也是近年來國內外普遍關注的課題。
五、環境工程上的應用
在科學技術高度發展的同時，環境凈化尤其是工業廢水和生活污水的凈化，作為保護自然的一項措施，具有十分重要的意義。
在現有的廢水凈化方法中，生物凈化常常是成本最低而最可行的。微生物的新陳代謝過程，可以利用廢水中的某些有機物質作為所需的營養來源。因此利用微生物體中酶的作用，可以將廢水中的有機物質轉變成可利用的小分子物質，同時達到凈化廢水的目的。人們利用基因工程技術創造高效菌種，並利用固定化活微生物細胞等方法，在廢水處理及環境保護工作中取得了顯著的成效。
另外，生物感測器的出現為環境監測的連續化和自動化提供了可能，降低了環境監測的成本，加強了環境監督的力度。
分子酶工程學與分析生物技術
分子酶工程學在分析生物技術領域有廣闊的技術發展空間。酶法分析是分析生物技術中的主要內容之一，包括酶試劑盒、酶聯免疫（ELISA）、酶標基因探針、酶感測器等等，已經在臨床診斷、生物工藝過程分析與監控、環境監測、檢疫、生命科學研究等方面逐漸取代傳統的化學分析法。
分析用酶之所以被青睞，歸功於酶分子高度特異性和高催化效率，使微觀生物學反應過程得以放大。然而，天然酶蛋白分子並非完美無缺，它們或太「嬌嫩」，熱穩定性差，容易受抑制，受蛋白酶水解而失活，或催化性能不理想，固定化回收活力低下等等，導致許多分析用酶還未能實際發揮作用。特別具有很多優點的固定化酶分析法和各類酶感測器，並沒有獲得廣泛應用。
如何能夠對酶蛋白實施分子改造，使它們的性能得到改善，是具有挑戰性的課題。化學修飾法曾經是主要的手段，但盲目性比較大，效果常常不理想。分子酶工程學是近年發展起來的新的學科領域，其基礎是結構生物學和生物信息學，尤其是利用蛋白質超分子結構知識，採用基因工程和蛋白質工程手段，對天然酶實施定向改造和體外分子進化，在開發新型、高質量分析酶試劑方面意義重大。
近期在作者實驗室的研究進展，包括：（1）大腸桿菌鹼性磷酸酶的定向改造與分子體外進行；（2）固定化酶空間取向控制的「錨鏈」（anchor―chain）模型；（3）順序酶反應融合蛋白分子系統的構建；（4）免疫酶光開關；（5）增強電子傳遞速率的融合酶分子系統等等。這些研究成果不僅在生物感測、蛋白質晶元和酶標等分析生物技術中有重要應用價值，而且為發展其它的分析酶系統提供了一些新的技術思路和模式方法。
分子酶工程學的研究進展得益於蛋白質結構知識的增長。如今，越來越多的酶的三維結構被解析出來，成為重塑蛋白質分子的依據。然而，在現階段，我們還不具有「設計」蛋白質的能力，這需要更加完備的結構生物學知識。
相對於其它各種功能蛋白質，酶的結構與功能研究還處於幼年期，在分析生物技術中的應用更是較晚，但已經展示出廣闊的發展前景。另外兩個值得關注的方向是抗體工程和抗體酶或催化抗體，它們在分析生物技術中具有潛在的貢獻
工程領域的展望與熱點
隨著人們對酶生物合成、結構與催化分子機理的深入了解和物理化學技術的長足進展，促進了分子酶學與酶工程學的迅猛崛起，使酶工程已成為生物工程的重要角色。事實上是人類認識酶，改造構建新酶和廣泛利用酶的劃時代飛躍，科學技術的發展已不存在純粹的酶工程學概念，此學科在研究內容、手段和目的上與基因工程、蛋白質工程、細胞工程、發酵工程等孿生學科是相互交融的整體生物工程部分，對21世紀酶工程發展的正確導向，進行哲理性的正確科學分析和判斷，探討此領域的研究方向和策劃是很有必要的。
一、微生物酶源是酶工程研究的主源流生物多樣性與人類生存密切相關已為人們所共識，由於微生物的多樣性、傳代生長速度快、培養可控性、生產成本低、易進行基因突變、克隆重組及高效表達等優點，使人類能很快獲得優良的基因工程菌，微生物酶源無疑將會發揮更大的作用和潛力，對動、植物中特殊用途酶轉入微生物和地球各大物種間基因的有效相互轉化、改良物種性能、整合小基因及基因異源性等問題是有待開發、探討的課題。
二、以基因工程和蛋白質工程改造和設計酶是革命性導向
酶結構與功能關系的研究仍然是酶工程研究的基礎和依託核心：改造或設計新酶的成敗基礎在於對天然酶靜態、動態結構與催化機理關系的精確認識，也有賴於對基因模版分子結構與蛋白質合成機制的大量情報，但這兩個問題並未深化，使酶的設計仍存在很大的盲目性、片面性和偶然性，只有對天然酶的功能基因組，酶催化的超分子和構象變化的關系，結構與立體專一性、穩定性、變態性的關系以及多酶體系的定位及高效催化機制有徹底的認識，才能自覺改造和設計出新酶。
基因工程與蛋白質工程構建酶是十分誘人的領域：在30億年生物進化中，只發現了1055種功能蛋白和酶，經計算300個氨基酸可組成不同序列的蛋白質有約10390種，因而在自然界，絕大多數新蛋白或酶仍未產生，有待人類去進行人工定向進化，創造開發新酶類，其中對大量天然蛋白質的DNA測序，建立大量蛋白質功能基因庫，為雜交提供重要信息，通過計算機模擬，從頭設計及合成全新的非天然有用酶已成為可能。此外，利用天然酶的多樣性，通過靶子基因的定點突變噬菌體展示技術，結合化學修飾技術，賦予酶的新結構，新特性，改進酶的催化功能，可使酶制劑工業進入一個嶄新的時代。
三、酶工程熱點———酶法轉化、折分合成手性葯物及精細化合物
酶法合成引入到有機合成領域中帶來了新的機遇和革命，酶法合成的專一性及選擇性較化工合成有明顯的優勢，利用微生物和酶區域、位點、立體的選擇性，如羥化、環氧化、異構化、水解、對映體折分，葯物中間體合成，其中一些反應是化學法難以實現的。進行酶催化的定向調控，可使生物轉化合成效率成倍增加，可改變反應平衡方向。酶法合成生物功能分子，非天然有用物質和功能性高分子材料，應用於化工材料生產，電子工業已成為可能。酶在有機合成中扮演的重要角色是不對稱合成或折分醇、醛、酮、酸、胺、醯胺、氨基酸、抗生素、糖苷酶抑制劑及抗病毒葯物等手性葯物。如：農葯、葯物、香料、殺蟲劑、除蟲劑、昆蟲激素、信息素等。只有特定的手性才具有生物活性，直接關繫到葯理作用，毒副作用，葯效時間及療效等，在有機材料中，如液晶，「靶」性化合物，半導體及導電性功能高分子材料，手性組分決定其物理性能。
水解酶類、氧化還原酶類、裂解酶類、連接合成酶類、異構酶類及轉移酶類均可用於有機合成及手性化合物合成。如脂肪酶可廣泛用於合成各種氨基酸、羧酸、手性醇等。利用酶在非水相中酯化或轉酯化可折分得到光學純的外消旋羧酸及醇手性葯物中間體。蛋白酶用於不可逆的大肽鏈合成。糖基化轉移酶可合成有醫用價值的糖基化蛋白質。大多數醇脫氫酶及羥類固醇脫氫酶催化羥—酮的氧化還原制備葯物、信息素、甾類、三羧酸鉻復合物及合成纖維等。酵母醇脫氫酶主要催化脂肪醇或醛酮氧化還原，馬肝醇脫氫酶對肪肪環烷醇或醛酮專一氧化還原，而甾醇脫氫酶主要催化稠環脂肪醇或醛酮的氧化還原，氧酶合成鏈烯化合物，環化酶合成甾體和萜烯類化合物。
在酶合成具有特色的功能性高分子材料方面，如過氧化物酶催化酚及芳香胺類的聚合反應，這類分子材料剛性增強且有明顯導電性，與金屬離子絡合性，場致發光性及制備為納米材料。酪氨酸酶聚合多巴胺合成有導電性能的聚吡咯薄膜材料用於生物感測器。脂肪酶和鹼性蛋白酶在非水介質中催化羥基羧酸酯自身縮合得到高分子聚酯或聚糖醇。大環內酯常用於合成抗生素中間體，香料添加劑，昆蟲性外激素及植物生長調節因子及液晶類化合物中間體，聚酯可被生物降解，用於控制葯物釋放，包裝材料，消除白色污染。
酶法聚合物在結構、性質和功能上與化學法相比較存在明顯差異，具有化學法無法聚合一些物質的優勢。手性生物合成仍處於探索階段，改進酶催化的選擇性及優化合成工藝路線，相信在近期會取得重大進展。
四、構建新酶———抗體酶、核酶及人工合成酶是一個前沿生長點
構建有別於天然功能酶的新酶類，是酶工程研究的又一前沿領地。
催化抗體（Catalyticantibody）並稱抗體酶（Abzyme）是人們賦予其催化功能的免疫球蛋白，抗體是目前最大的多樣性家族，與抗原有結合部位與酶相似，但無催化活性。酶促催化在於與底物結合產生過渡態，降低能障。人們設想以過渡態類似物作為半抗原用誘導法、拷貝法、插入法、化學修飾法和基因工程法，制備有催化功能的抗體酶，在哺乳動物中已制備了五十多種抗體酶，以及催化羧酸酯水解的分枝酸變位酶，有膽鹼酯酶及過氧化物酶活性的抗體酶，抗體酶的研究可為酶作用機理及過渡態理論提供依據，可以用來設計出專一性強的多肽水解酶去破壞病毒蛋白或清除血管凝血塊的抗體酶或用於吸毒、癌症葯物治療減輕化療副作用，以及制葯工業的對映體折分，但大多數抗體酶催化效率與天然酶仍相差很遠，急需建立抗體基因文庫，用基因克隆突變技術，催化輔因子引入技術，正確選擇過渡態類似物，探討酶結構與功能的分子關系，才能真正獲得有特殊用途的抗體酶。
分子剪接——核酶（Ribozyme）近年來發現RNA也是一種多功能催化劑，稱為核酶，可催化四種類型的RNA自我切割及斷裂反應，RNA還具有催化自身復制功能，這發現打破了只有蛋白質才有催化功能的概念，也提供了先有核酸，後有蛋白質的自然進化證據，是生命進化過程中有信使及催化自身復制功能的最簡單、經濟的RNA原始世界。
我們可設計各種用途的核酶，治療植物及人畜病毒病、遺傳病或癌症。最終目標是構建出一套核酶能在細胞質中高效表達的系統。
人工合成酶（Synzyme）是合成具有催化功能的高聚物分子，目前使用分子印跡和生物印跡技術制備人工酶，原理與抗體酶過渡態理論大致相同，已經初步制備了具有蛋白酶功能，氧化還原酶催化功能的人工酶，人工酶亦可用於手性葯物及化合物的分離純化及生物感測器的分子識別，目前人工酶的催化轉換數仍很低，需要多學科配合，對酶催化分子機理的深入了解，才會有可能在特殊反應中優於天然酶。
酶學與酶工程的研究領域還有固定化生物催化劑及酶反應器的工業應用，以及作為生物功能信息分子參與生命過程調控的糖葯物酶促合成的糖工程等，相信在電子信息技術，高物理、化學技術、生物高技術密切合作的時代，酶工程必然會走向深化境界，無論在理論上或在應用上將有更大的創新性成就。
⑼ 簡述蛋白質及酶工程的概念、研究內容及應用。
蛋白質工程：通過基因工程能夠大規模生產生物體內微量存在的活性物質，並藉助轉基因而改變動植物性狀，得以在人類醫療保健中進行基因診斷和基因治療。是生物工程的重要組成部分。
研究內容：
（一）蛋白質的分子設計與改造
蛋白質作為生物大分子是生物化學和分子生物學的研究重點，大量蛋白質被分離純化，測定了它們的結構、性質和生物學作用。分子生物學有關基因組的研究，也可以用以推測出一些未知蛋白質的結構與功能。採用定位誘變的方法，可以對編碼蛋白質的基因進行核苷酸密碼子的插入、刪除、置換和改組，其結果為分子改造提供新的設計方案。現有的蛋白質是生物長期進化的結果，蛋白質工程則是對生物進化的模擬，按照蛋白質形成的規律，改造蛋白質或構建新的蛋白質。
蛋白質工程舉例：
1．水蛭素改造水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特異抑制劑，它有多種變異體，由65或66個氨基酸殘基組成。水蛭素在臨床上可作為抗栓葯物用於治療血栓疾病。為提高水蛭素活性，在綜合各變異體結構特點的基礎上提出改造水蛭素主要變異體HV2的設計方案，將47位的Asn（天冬醯胺）變成Lys（賴氨酸），使其與分子內第4或第5位Thr（蘇氨酸）間形成氫鍵來幫助水蛭素N端肽段的正確取向，從而提高凝血效率，試管試驗活性提高4倍，在動物模型上檢驗抗血栓形成的效果，提高20倍。
2．生長激素改造
生長激素通過對它特異受體的作用促進細胞和機體的生長發育，然而它不僅可以結合生長激素受體，還可以結合許多種不同類型細胞的催乳激素受體，引發其他生理過程。在治療過程中為減少副作用，需使人的重組生長激素只與生長激素受體結合，盡可能減少與其他激素受體的結合。經研究發現，二者受體結合區有一部分重疊，但並不完全相同，有可能通過改造加以區別。由於人的生長激素和催乳激素受體結合需要鋅離子參與作用，而它與生長激素受體結合則無需鋅離子參與，於是考慮取代充當鋅離子配基的氨基酸側鏈，如第18和第21位His（組氨酸）和第17位Glu（谷氨酸）。實驗結果與預先設想一致，但要開發作為臨床用葯還有大量的工作要做。
3．胰島素改造
天然胰島素制劑在儲存中易形成二聚體和六聚體，延緩胰島素從注射部位進入血液，從而延緩了其降血糖作用，也增加了抗原性，這是胰島素B23-B28氨基酸殘基結構所致。利用蛋白質工程技術改變這些殘基，則可降低其聚合作用，使胰島素快速起作用。該速效胰島素已通過臨床實驗。
4．治癌酶的改造
癌症的基因治療分二個方面：葯物作用於癌細胞，特異性地抑制或殺死癌細胞；葯物保護正常細胞免受化學葯物的侵害，可以提高化學治療的劑量。皰疹病毒（HSV）胸腺嘧啶激酶（TK）可以催化胸腺嘧啶和其它結構類似物磷酸化而使這些鹼基3』-OH缺乏,從而阻斷DNA的合成，殺死癌細胞。HSV—TK催化能力可以通過基因突變來提高。從大量的隨機突變中進行篩選出一種酶,在酶活性部位附近有6個氨基酸被替換，催化能力20倍以上。