biological catalyst

定義：能夠改變化學(xué)反應(yīng)速率但不改變反應(yīng)總吉布斯自由能的且具有生物活性的生物物質(zhì)。

學(xué)科：化學(xué)_物理化學(xué)_催化

相關(guān)名詞：催化劑 酶促反應(yīng) 固定化酶

圖片來源：視覺中國(guó)

【延伸閱讀】

生物催化劑是生物反應(yīng)過程中起催化作用的游離細(xì)胞、游離酶、固定化細(xì)胞或固定化酶的總稱。生物催化劑按照其構(gòu)造形態(tài)可以分為酶、細(xì)胞及多細(xì)胞生物體等；按照其形式也可分為游離型催化劑和固定化型催化劑。

生物催化劑所催化的化學(xué)反應(yīng)與化學(xué)催化劑所催化的化學(xué)反應(yīng)相比，反應(yīng)得率高，副產(chǎn)品少，生物催化劑可降解，更加綠色環(huán)保。更重要的是生物催化具有化學(xué)催化所不具備的位置、區(qū)域和立體選擇性，從而使得整個(gè)過程更加高效，成本也更低。由于上述原因，生物催化技術(shù)獲得了迅猛發(fā)展，在醫(yī)藥、食品和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。制藥是生物催化應(yīng)用最多的行業(yè)之一，幾乎所有的抗生素和許多甾體激素都是由微生物催化生產(chǎn)出來的，例如：用基因工程菌生產(chǎn)人胰島素和人生長(zhǎng)激素、抗病毒，生產(chǎn)抗癌用干擾素、血凝因子和葉紅素等血液制品，以及各種疫苗和診斷用單克隆抗體。

盡管生物催化劑可以來自動(dòng)物和植物，但是絕大多數(shù)還是來源于微生物的新酶。隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)的發(fā)展，重組DNA技術(shù)的應(yīng)用，微生物作為生物催化劑的主要來源更加顯示出巨大的潛力和優(yōu)勢(shì)。從某種意義上說，微生物是獲取新酶及新化合物的有效途徑，它們?nèi)菀妆２?、生長(zhǎng)快速，而且經(jīng)過改造后可以使得微生物只產(chǎn)生目標(biāo)產(chǎn)物。

產(chǎn)酶微生物的發(fā)現(xiàn)通常包括分離和篩選兩個(gè)環(huán)節(jié)。分離就是通過分離技術(shù)將目標(biāo)微生物從其生存的各種環(huán)境中分離出來；篩選就是以性能為目標(biāo)，選擇確定適合的菌株。

在研究過程中，為了獲得常規(guī)生物催化劑，一般采取如下途徑和方法：

1.從土壤、污染區(qū)等自然環(huán)境中分離篩選具有新的催化活力的催化劑；

2.從國(guó)內(nèi)外市售的商品酶和菌種保藏機(jī)構(gòu)保藏的相關(guān)微生物中發(fā)現(xiàn)目標(biāo)催化劑；

3.從宏基因組文庫(kù)中發(fā)現(xiàn)新的生物催化劑；

4.采用基因組數(shù)據(jù)庫(kù)挖掘的方法來獲得目標(biāo)生物催化劑。

責(zé)任編輯：張鵬輝