biological catalyst

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

學科：化學_物理化學_催化

相關名詞：催化劑 酶促反應 固定化酶

圖片來源：視覺中國

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生物催化劑是生物反應過程中起催化作用的游離細胞、游離酶、固定化細胞或固定化酶的總稱。生物催化劑按照其構造形態(tài)可以分為酶、細胞及多細胞生物體等；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反應與化學催化劑所催化的化學反應相比，反應得率高，副產品少，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催化所不具備的位置、區(qū)域和立體選擇性，從而使得整個過程更加高效，成本也更低。由于上述原因，生物催化技術獲得了迅猛發(fā)展，在醫(yī)藥、食品和農業(yè)等領域發(fā)揮著越來越重要的作用。制藥是生物催化應用最多的行業(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出來的，例如：用基因工程菌生產人胰島素和人生長激素、抗病毒，生產抗癌用干擾素、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物和植物，但是絕大多數還是來源于微生物的新酶。隨著現代分子生物學的發(fā)展，重組DNA技術的應用，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。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，它們容易保藏、生長快速，而且經過改造后可以使得微生物只產生目標產物。

產酶微生物的發(fā)現通常包括分離和篩選兩個環(huán)節(jié)。分離就是通過分離技術將目標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，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.從國內外市售的商品酶和菌種保藏機構保藏的相關微生物中發(fā)現目標催化劑；

3.從宏基因組文庫中發(fā)現新的生物催化劑；

4.采用基因組數據庫挖掘的方法來獲得目標生物催化劑。

責任編輯：張鵬輝