如何获得理想的生物催化剂

A. 什么是生物催化剂

广义是指由生物产生用于自身新陈代谢，维持其生物的各种活动的生物活性物质。工业用生物催化剂是游离或固定化的酶或活细胞的总称。生物催化剂主要是微生物产生的一些活性酶和蛋白质等，当然也包括微生物自身。

B. 生物催化剂的介绍

广义是指由生物产生用于自身新陈代谢，维持其生物的各种活动的生物活性物质。工业用生物催化剂是游离或固定化的酶或活细胞的总称。生物催化剂主要是微生物产生的一些活性酶和蛋白质等，当然也包括微生物自身。

C. 传统的生物催化剂筛选方法有哪几类

传统的生物催化剂筛选方法有哪几类
1、高效性：酶的催化效率比无机催化剂更高,使得反应速率更快；
2、专一性：一种酶只能催化一种或一类底物,如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽；
3、温和性：是指酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的.
4、活性可调节性：包括抑制剂和激活剂调节、反馈抑制调节、共价修饰调节和变构调节等；
5、易变性：由于大多数酶是蛋白质,因而会被高温、强酸、强碱等破坏。

此外有些酶的催化性还与辅因子有关。

D. 生物催化剂的优势

催化剂可分为生物催化剂和与非生物催化剂。
与非生物催化剂相比，生物催化剂具有很大的优势，能在常温常压下反应，反应速率快，催化作用专一，价格较低等优点，但缺点是易受热、受某些化学物质及杂菌的破坏而失活，稳定性较差，反应时的温度和pH范围要求较高。用作固定化酶或固定化细胞时，使用寿命一般应不少于30批或连续使用3个月，否则经济上很难过关。
酶是生物催化剂。活的生物体利用它们来加速体内的化学反应。如果没有酶，生物体内的许多化学反应就会进行得很慢，难以维持生命。大约在37℃的温度中（人体的温度），酶的工作状态是最佳的。如果温度高于50℃或60℃，酶就会被破坏掉而不能再发生作用。因此，利用酶来分解衣物上的污渍的生物洗涤剂，在低温下使用最有效。
举例： 对于H2O2分解为水和氧气的反应，活化能为74kJ/mol；若用I-催化，活化能为59kJ/mol；若用酶催化，活化能为25kJ/mol。可见生物催化剂效果之明显。

E. 生物催化剂与化学催化剂的比较！

相同点：生物催化剂和化学催化剂都有选择性（专一性）和高效性；参与每一次反应后，它本身的性质和数量都不会发生改变。
不同点：
1、生物催化剂具有更高效率的催化能力；其效率是一般无机催化剂的10的7次幂~~10的13次幂。
2、生物催化剂的作用条件较温和。
（1）生物酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。
（2）在最适宜的温度和PH条件下，酶的活性最高。温度和PH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。一般来说，动物体内的酶最适温度在35~40℃之间；植物体内的酶最适温度在40~50℃之间；动物体内的酶最适PH大多在6.5~8.0之间，但也有例外，如胃蛋白酶的最适PH为1.5；植物体内的酶最适PH大多在4.5~6.5之间。
（3）过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。0℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。
3、生物催化剂活性具有可调节性，可受生物体内激素等的主动调节。
4、有些生物酶的催化性与辅因子有关。
5、大多数酶都是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏。而化学催化剂没有生命活性，通常只是一些过渡金属的单质或阳离子，不容易催化剂中毒。

F. 生物催化剂改造的理性设计的优缺点

摘要 优点

G. 生物催化剂的定义

广义是指由生物产生用于自身新陈代谢，维持其生物的各种活动。
工业用生物催化剂是游离或固定化的酶或活细胞的总称。它包括从生物体，主要是微生物细胞中提取出的游离酶或经固定化技术加工后的，以上统称为；也包括统称为的游离的、以整体微生物为主的活细胞及固定化活细胞。酶催化剂用于催化某一类反应或某一类反应物（在酶反应中常称为底物或基质），其过程则称为；而以整个微生物用于系列的串联反应的过程称为。死的细胞或干细胞制剂也具有催化作用，但其细胞已无新陈代谢能力，往往不能进行辅酶或辅基（酶的组成部分）的再生，只能进行简单的酶反应，属于一种不纯的酶催化剂。

H. 生物催化剂是什么

这个问题不是人所能够解决的。原来，绿叶里有一种物质，它们对“绿色工厂”的生产只起催化作用。这就是说，在产品生产出来的前后，这种物质的重量和组成并不发生任何变化，这种物质叫做酶。生物体内的酶被称为生物催化剂。

I. 1.在一个实际的生物催化过程中如何确保生物催化剂(如酶)的稳定性,并提高催化效率

在实际生产过程中，根据所进行的生物催化应会出现的各种变化，适当的改变，并以保持酶催化达到很高的效率为前提，这种改变是根据所用酶的最适温度，最适ph等来进行调节的。

任何化学反应中，反应物分子必须超过一定的能阈成为活化的状态，才能发生变化，形成产物，这种提高低能分子达到活化状态的能量，称为活化能催化剂的作用，主要是降低反应所需的活化能以致相同的能量能使更多的分子活化，从而加速反应的进行。

(9)如何获得理想的生物催化剂扩展阅读：

酶的浓度与底物相比是非常低的。当酶和底物混合后，ES的浓度迅速增加直至到达恒态,这种恒态通常在很短时间内就能达到,并可维持一段时间，在这段时间内，整个反应的速率基本上是恒定的。

在自然界中，大约有三分之一的酶需要金属离子作为辅助因子或活化剂。有些含金属的酶，其所含的金属离子，特别是铁、钼、铜、锌等过渡金属离子与蛋白质部分牢固地结合，形成酶的活性部位。这种酶称为金属酶，例如使大气中游离的氮分子固定为氨的、含钼和铁的固氮酶。