酶工程复习材料

1. 酶生物合成的模式有哪些？哪一种模式较为适合生产的需要？对于其他的合成模式，应如何调节发酵的条件以使其更为趋近于最佳的模式？

酶生物合成的模式

·同步合成型

·延续合成型

·中期合成型

·滞后合成型

概念：酶的合成与细胞生长同步进行。当细胞进入对数生长期，酶大量产生，细胞生长进入稳定期后，酶的合成随之停止。

特点：属于这种类型的酶，其生物合成可以诱导，但不受分解代谢物阻遏和产物阻遏作用。

概念：酶的合成伴随着细胞的生长而开始，但在细胞生长进入平衡之后，酶还可以延续合成较长的一段时间。

特点：这种类型的酶可受诱导但不受分解代谢物阻遏和产物阻遏，其对应的mRNA是相当稳定的。

概念：酶的合成在细胞生长一段时间以后开始，而在细胞进入平衡期后，酶的合成也随着停止。

特点：酶的合成受到反馈阻遏，而且其所对应的mRNA 是不稳定的。

概念：只有当细胞生长进入平衡期后，酶才开始合成并大量积累。

特点：酶的合成受到分解代谢物阻遏作用。

在酶工程生产中为了提高酶的生产率，延长酶的发酵生产周期，酶最理想的生物合成模式应为部分生长偶联型（延续合成型），因为这类酶在发酵过程中没有明显的生长期和产

酶区的区别，随细胞生长即有酶的产生，直到细胞生长进入平衡期之后酶还可以合成。对于其他型的酶，要提高酶产率，可以再细胞选育上，工艺条件等方面加以条件控制。对于同步合成型的酶，可以采用适当的生产工艺，如降低发酵温度以尽量提高其对应的mRNA的稳定性；对于滞后合成型的酶，在发酵过程中应设法尽量减少甚至借出分解代谢物阻遏，使酶的合成提早开始,控制葡萄糖等易利用碳源, 添加一定量的cAMP；对于中期合成型的酶，则要在提高mRNA稳定性和解除阻遏两方面进行。控制末端产物浓度,添加末端产物类似物

2.试以基因调节控制理论说明酶生物合成的分解代谢物阻遏作用、诱导作用及反馈阻遏作用的原理。

基因调节控制理论-------操纵子学说

是指容易利用的碳源阻遏某些酶（主要是诱导酶）生物合成的现象

是指加进某种物质，使酶的生物合成开始或加速进行的过程

是指酶催化作用的产物或代谢途径的末端产物使该酶的合成受阻的过程

3.何为酶电极、酶标免疫测定？

是指在放射免疫测定的基础上发展起来的一种分析方法，它是将酶作为标记物质，使之和抗原（或抗体）结合形成酶与抗原（或抗体）复合物，然后再根据待测抗体（或抗原）与复合物专一且定量的结合关系，通过测定与待测抗体（或抗原）结合的酶的活力，从而计算出待测抗体（或抗原）的量。

是最早问世的生物传感器，它是把测定无机离子或低分子量气体的电化学器体（如离子选择性电极或气敏电极）与酶固定化技术相结合而产生的传感器，使原来仅有测量物理量功能的电极具备了测量生物化学量的功能，它在生物试样化学成分的检测方面具有良好的选择性和

较强的特异性。

4.试以米氏方程说明酶法分析、酶活测定的原理。

酶活力测定（Enzyme Assay）

分析对象——酶

一般常测定酶促反应的初速度以确定酶活力。

酶单位：1961 年，国际生化联合会酶委员会建议，一个酶单位为在确定的最适反应条件下，每分钟催化1 цml分子底物变化所需要的酶量。

测定原理:

酶法分析（Enzyme Analysis ）

分析工具——酶（酶免分析、酶电极）

原理：

米氏方程：

当s << km 时，即反应体系中底物浓度较低，酶量足或过量时，v ≈vm/km.[s ] ，即测定的酶活（反应速度）与体系中的底物浓度成正比，具有线性的比例关系。

6. 何为酶工程、抗体酶、半抗原、酶的专一性，酶的分类.

酶工程

即利用酶的催化作用，在一定的生物反应器中，将相应的原料转化成所需的产品。酶工程是现代酶学理论与化工技术的交叉技术，它的应用主要集中于食品工业、轻工业和医药工业等领域。

抗体酶

通过改变抗体中与抗原结合的微环境，并在适当部位插入催化基团，所产生的具有催化活性的抗体。

半抗原

有些小分子化合物（如药物）因其结构简单，本身不是抗原，不能免疫动物，但是当它和蛋

白质载体结合后就可以成为抗原，免疫动物因之产生的抗体可以与小分子化合物本身起抗原抗体反应，这种小分子化合物一般称之为半抗原。

酶的专一性

是指酶对催化反应和反应物有严格的选择性。被作用的反应物通常叫做底物，酶往往只能催化一种或一类反应，作用于一种或一类物质，一般催化剂没有这样的选择性。

酶作用专一性的类型

1. 立体异构专一性

a) 立体异构专一性(L/D)

b) 几何异构专一性(顺/反)

2. 非立体化学专一性

a)绝对专一性:A –B

b)相对专一性1) 键专一性:A –B

2) 基团专一性:A -B,A- B

酶作用专一性的机制：☆诱导契合学说

该学说认为酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状。

（酶的化学本质：蛋白质、RNA、DNA、抗体酶）

酶的分类

1. 氧化还原酶类Oxidoreductases

2. 转移酶类Transgerases

3. 水解酶类Hydrolases

4. 裂合酶类Lyases

5. 异构酶类Isomerases

6. 合成酶类Synthetases

Synthases

7.简述酶蛋白的结构特征、酶高效催化作用的原理或机制。

酶蛋白的结构特征：

·结合部位Binding site

酶分子中与底物结合的部位或区域一般称为结合部位。结合部位决定酶的专一性

·催化部位Catalytic site

酶分子中促使底物发生化学变化的部位称为催化部位。

通常将酶的结合部位和催化部位总称为酶的活性部位或活性中心。催化部位决定酶所催化反应的性质。

·调控部位Regulatory site

酶分子中存在着一些可以与其他分子发生某种程度的结合的部位，从而引起酶分子空间构象的变化，对酶起激活或抑制作用。

酶活性中心的必需基团主要包括：

亲核性基团：丝氨酸的羟基，半胱氨酸的巯基和组氨酸的咪唑基。

酸碱性基团：门冬氨酸和谷氨酸的羧基，赖氨酸的氨基，酪氨酸的酚羟基，组氨酸的咪唑基和半胱氨酸的巯基等。

酶作用高效率的机制:

一、中间产物学说

在酶催化的反应中，第一步是酶与底物形成酶－底物中间复合物。当底物分子在酶作用下发生化学变化后，中间复合物再分解成产物和酶。

E + S ==== E-S —→P + E

许多实验事实证明了E－S复合物的存在。E－S复合物形成的速率与酶和底物的性质有关。

二、活化能降低

酶催化作用的本质是酶的活性中心与底物分子通过短程非共价力(如氢键,离子键和疏水键等)的作用，形成E-S反应中间物，其结果使底物的价键状态发生形变或极化，起到激活底物分子和降低过渡态活化能作用。

1.趋近和定向效应

在酶促反应中，底物分子结合到酶的活性中心，一方面底物在酶活性中心的有效浓度大大增加，有利于提高反应速度；

另一方面，由于活性中心的立体结构和相关基团的诱导和定向作用，使底物分子中参与反应的基团相互接近，并被严格定向定位，使酶促反应具有高效率和专一性特点。

2.底物变形与张力学说

酶(E)与底物(S)结合后,使底物的某些敏感键发生变形,从而使底物分子接近于过度态,降低反应的活化能;

同时,由于底物的诱导,酶分子的构象发生表化，并对底物产生张力作用(多为酶中金属离子引起)使底物扭曲,促进ES进入过度态。

3. 共价催化

催化剂通过与底物形成反应活性很高的共价过渡产物，使反应活化能降低，从而提高反应速度的过程，称为共价催化。

·酶中参与共价催化的基团主要包括His 的咪唑基，Cys 的硫基，Asp 的羧基，Ser 的羟基等。

·某些辅酶，如焦磷酸硫胺素和磷酸吡哆醛等也可以参与共价催化作用。

4. 酸碱催化

酸-碱催化可分为狭义的酸-碱催化和广义的酸-碱催化。酶参与的酸-碱催化反应一般都是广义的酸－碱催化方式。

广义酸－碱催化是指通过质子酸提供部分质子,或是通过质子碱接受部分质子的作用，达到降低反应活化能的过程。

广义酸基团（质子供体）

广义碱基团（质子受体）

His 是酶的酸碱催化作用中最活泼的一个催化功能团。

8.过滤、脱盐及浓缩的主要方法.

过滤是借助于过滤介质将不同大小、不同形状的物质分离的技术。其中以各种高分子膜为过滤介质的过滤称为膜分离技术。

过滤技术：

1粗滤：颗粒直径>2μm

微滤：颗粒直径0.2 μm ~2 μm 分离细菌、灰尘

2膜分离技术：超滤：颗粒直径20 Å ~0.2 μm 分离不同分子量的物质

反渗透：颗粒直径<20 Å 分离各种离子与小分子物质

粗滤可分为常压过滤、加压过滤、减压过滤。为了加快过滤速度，提高分离效果，经常需要添加助滤剂。常用的有硅藻土、活性炭、纸粕等。

膜分离：加压膜分离；电场膜分离（电渗析、离子交换膜电渗析）；扩散膜分离（透析）：用于酶、蛋白质等大分子的浓缩与脱盐。

脱盐

可以超滤、透析（扩散膜分离）以及层析法进行脱盐。

浓缩

酶的浓缩有五种方式：蒸发浓缩、胶过滤浓缩、超滤浓缩、反复冻融浓缩、聚乙二醇浓缩法

9.层析的主要方法，简述疏水作用层析、离子交换层析等各种层析方法分离酶蛋白的原理。

层析是利用混合物中各组分的物理化学性质（分子的大小、形状、分子极性、吸附力、分子亲和力和分配系数等）的不同，使各组分在层析的固定相和流动相之间的分布程度不同而得到分离，又称为色谱分离。

概念：又称“分子筛、体积排阻色谱”，是根据溶质分子量的大小不同而进行分离的一种相色谱技术。

·离子交换层析

概念：是利用离子交换剂上的可解离基团对各种离子的亲和力不同，而使不同的蛋白质组分得以分离的方法。

原理：离子交换层析是利用电荷间相互作用使不同蛋白质得以分离

·疏水层析

·吸附层析

概念：是利用吸附剂对不同酶蛋白的吸附力不同，而使混和液中的各种蛋白质得以分离的方法。

原理：表面积较大的吸附剂，在低PH、低离子强度下吸附，在提高PH、增加离子强度的条件下解吸。

·亲和层析

概念：是利用生物分子对之间所具有的专一而又可逆的亲和力而使生物分子分离纯化的技术。

酶与底物，酶与竞争性抑制剂，酶与辅酶之间即是具有专一而又可逆的亲和力的分子对·反相色谱和疏水作用色谱

10.纯化表的计算及纯化工艺优劣的评价。

11.酶的固定化：概念、方法及固定化工艺优劣的评价。

通过化学或物理的手段将酶或游离细胞定位于限定的空间区域内，使其保持活性并可反复利用的技术。

固定在载体上并在一定空间范围内进行催化反应的酶。

immobilized cell）

固定在载体上并在一定空间范围内进行生命活动（生长、繁殖、新陈代谢）的细胞。

1.吸附法

依据带电的酶或细胞和载体之间的静电作用，使酶吸附于惰性固体的表面或离子交换剂上。1）物理吸附法（physical adsortion）

作用力：氢键、疏水键

常用载体：氧化铝、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、硅胶、羟基磷灰石、纤维素等。

2）离子结合法（ion binding）

作用力：离子键

常用载体：DEAE-纤维素、DEAE-葡聚糖凝胶、CM-纤维素

优点：条件温和，操作简便，酶活力损失少。

缺点：结合力弱，易解吸附。

2.共价偶联法

借助共价键将酶的活性非必需侧链基团和载体的功能基团进行偶联。

•优点：酶与载体结合牢固，不会轻易脱落，可连续使用。

•缺点：反应条件较激烈，易影响酶的空间构象而影响酶的催化活性

3.交联法（crosslinking）

借助双功能试剂使酶分子之间发生交联的固定化方法。

双功能试剂：

常用的是戊二醛,戊二醛有两个醛基，均可与酶或蛋白质的游离氨基反应,使酶蛋白交联。

此法与共价偶联法利用的均是共价键，不同之处：交联法不使用载体。交联反应既能发生在

分子间，也可发生在分子内。

• 酶浓度低时，交联发生在分子内，酶仍保持溶解状态。

• 酶浓度高时，交联发生在分子间，酶变为不溶态。

优点：酶与载体结合牢固，不易轻易脱落，可连续使用。

缺点：

(1)反应条件激烈，酶分子的多个基团被交联，酶活力损失大。

(2)制备的固定化酶颗粒较小，给使用带来不便

4. entrapment）

将酶用物理的方法包埋在各种载体（高聚物）内。分为：

网格型：将酶包埋在高分子凝胶细微网格中。

微囊型：将酶包埋在高分子半透膜中。

与网格型包埋法相比，微囊型包埋法的优点：

1）固定化酶颗粒小，有利于底物和产物扩散。

2）半透膜能阻止蛋白质分子渗漏和进入，注入体内既可避免引起免疫过敏反应，也可使酶免遭蛋白水解酶的降解，具有较大的医学价值。

缺点：反应条件要求高,制备成本也较高。

包埋法是目前应用最多的一种较理想的方法，与其它固定化方法相比：

•优点：不与酶蛋白氨基酸残基反应，很少改变酶的高级结构，酶活回收率高。

•缺点：只适合作用于小分子底物和产物的酶。

1

12.何为盐析沉淀、酶的分子修饰、等电聚焦电泳。

盐析沉淀

盐析沉淀是利用在弄一浓度盐溶液中，不同的蛋白质和酶的溶解度各不相同的原理，对酶蛋白进行分离的方法。原理：对于含有多种蛋白质或酶的混合液，可以采用分段盐析的方法进行分离纯化。因为在某一浓度的盐溶液中，不同的蛋白质和酶的溶解度各不相同，故可达到彼此分离的目的。

通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变，从而改变酶的某些特性和功能的技术过程称为酶分子修饰。即：在体外将酶分子通过人工的方法与一些化学基团（物质），特别是具有生物相容性的物质，进行共价连接，从而改变酶的结构和性质

概念：在电泳系统中加入两性电解质载体，通以直流电后，两性电解质即在电场中形成一个由阳极到阴极连续增高的PH梯度。当蛋白质、多肽或酶进入这个体系时，不同的蛋白质即移动到与其等电点相当的pH位置上，从而使不同等电点的蛋白质得以分离。

良好的载体两性电解质必备的条件

13.对于未知蛋白的分离，如何选择恰当的离子交换层析的介质？

14.酶的分子修饰的方法有哪些？如何运用蛋白质工程的方法来改造天然的酶分子？

通过各种方法使酶的分子结构发生某些改变，从而改变了酶的某些特性和方法，以提高酶的活力，增加酶的稳定性，消除或降低酶的抗原性等的过程，称之。

§蛋白质高级结构预测

§利用分子生物学技术方法改造酶蛋白一级结构,进而改造其高级结构

酶分子的修饰方法

·金属离子置换修饰,

·大分子结合修饰(共价/非共价)

·侧链基团修饰

·肽链有限水解修饰

·氨基酸置换修饰

·酶分子的物理修饰

利用基因工程技术定向改造酶蛋白的结构基因

定点诱变（Site-directed mutagenesi s）

PCR 诱变（PCR mutagenesis）

15.何为酶反应器？酶反应器的种类及适用范围，如何保持酶反应器稳定的生产

能力。

用于酶进行催化反应的容器及其附属设备称为酶反应器。

·按结构区分

搅拌罐式反应器（Stirred Tank Reactor, STR）

鼓泡式反应器(bubble column reactor, BCR )

填充床式反应器(packed column reactor, PCR )

流化床式反应器( Fluidized Bed Reactor, FBR)

膜反应器(Membrane Reactor, MR)

·按操作方式区分

分批式反应(batch )

连续式反应(continuous )

流加分批式反应(fed batch )

·混合形式

连续搅拌罐反应器（Continuous Stirred Tank Reactor, CSTR）

分批搅拌罐反应器（Batch Stirred Tank Reactor, BSTR）

·在应用游离酶进行催化反应时，酶与底物均溶解在反应溶液中，通过互相作用，进行催化反应。可以选用搅拌罐式反应器、膜反应器、鼓泡式反应器、喷射式反应器等。

·通常颗粒状、片状、膜状或纤维状固定化酶均可采用填充床反应器（PBR），而颗粒状、粉末状及片状固定化酶均可使用于连续式搅拌罐（CSTR），膜状固定化酶要用螺旋卷膜式反应器。

·可溶性底物适用于所有的反应器。难溶底物或者底物溶液呈胶体状者，易堵塞柱床，可选用FBR。颗粒状底物溶液可适用于CSTR。当反应过程需要控制温度、调节pH时，选用CSTR 更为方便。

蛋白质与酶工程复习资料

酶工程复习提纲 第一章绪论 1.酶及酶工程的概念。 酶：是生物体内一类具有催化活性和特殊空间构象的生物大分子物质。 酶工程：利用酶的催化作用，在一定的生物反应器中，将相应的原料转化成所需产品的一门工程技术。(名词解释) 2.了解酶学的发展历史，尤其是一些关键事件。 1833年，Payen和Persoz发现了淀粉酶。1878年，Kuhne首次将酵母中进行乙醇发酵的物质称为酶。给酶一个统一的名词，叫Enzyme，这个词来自希腊文，其意思“在酵母中”。 1902年，Henri提出中间产物学说。1913年，Michaelis and Menton推导出酶催化反应的基本动力学方程，米氏方程：V=VmS/（Km+S）。1926年，Summer分离纯化得到脲酶结晶。人们开始接受“酶是具有生物催化功能的蛋白质”。Cech and Altman于1982和1983年发现具有催化活性的RNA即核酸类酶，1989年获诺贝尔化学奖。现已鉴定出5000多种酶，上千种酶已得到结晶，而且每年都有新酶被发现。 3.了解酶在医药、食品、轻工业方面的应用。 医药：（1）用酶进行疾病的诊断：通过酶活力变化进行疾病诊断，谷丙转氨酶/谷草转氨酶用于诊断肝病、心肌梗塞等，酶活力升高；葡萄糖氧化酶用于测定血糖含量，诊断糖尿病。 （2）用酶进行疾病的治疗：来源于蛋清、细菌的溶菌酶用于治疗各种细菌性和病毒性疾病；来源于动物、蛇、细菌、酵母等的凝血酶用于治疗各种出血病；来源于蚯蚓、尿液、微生物的纤溶酶用于溶血栓。 （3）用酶制造各种药物：来源于微生物的青霉素酰化酶用于制造半合成青霉素和头孢菌素；来源于动物、植物、微生物的蛋白酶用于生产L-氨基酸。 食品：生产低聚果糖，原料为蔗糖，所需酶为果糖基转移酶、蔗糖酶α（黑曲霉、担子菌）；生产低聚异麦芽糖，原料为淀粉，所需酶为α-淀粉酶、β-淀粉酶、真菌α-淀粉酶（米曲霉）、α-葡萄糖苷酶（黑曲霉）、普鲁兰酶、糖化型α-淀粉酶（枯草杆菌）。 轻工业：用酶进行原料处理；用酶生产各种轻工、化工产品；用酶增强产品的使用效果。

酶工程复习资料

酶工程复习资料 名词解释 1、酶反应器：用于酶进行催化反应的容器和附属设备 2、pH记忆： 3、产物阻遏作用：又称酶生物合成的反馈阻遏作用，是指酶催化反应的产物或代谢途径末端的产物使该酶的生物合成受到阻遏现象。 4.1酶的延续合成型:酶的生物合成在细胞的生长阶段开始，在细胞生长进入平衡期后，酶还可以延续合成一段时间的生物合成模式。 4.2同步合成型：是指酶的生物合成与细菌生长同步进行的一种酶生物合成模式。 4.3中期合成型：酶在细胞生长一段时间后才开始合成，细胞进入生长平衡期后，酶的生物合成也随之停止。 4.4滞后合成型：酶是在细胞进入生长平衡期后才开始生物合成并大量积累， 5、固定化细胞——固定在载体上，并在一定空间范围内进行生命活动的细胞。 6、电场膜分离——是在半透膜的两侧分别装上正、负电极。在电场作用下，小分子的带电物质或离子向着与其本身所带电荷相反的电极移动，透过半透膜，而达到分离的目的。 7、催化周期：酶进行一次催化所需的时间。 8、固定化酶：固定在载体上并在一定空间范围内进行催化反应的酶称为固定化酶。 9、抗体酶：抗体酶又称为催化性抗体，是一类具有催化功能的抗体 10、立体异构专一性：当酶作用的底物含有不对称碳原子时，酶只能作用于异构体的一种，这种绝对专一性称为立体异构专一性。 11、微滤：又称为孔过滤，微滤介质截留的物质颗粒直径为0.2-2um，主要用于细菌、灰尘等光学显微镜可看到的颗粒物质的分离。 12、酶的比活力：是一个纯度指标，指特定条件下，单位质量的蛋白质或RNA所具有的酶活。 13、膜反应器：是将酶的催化反应和半透膜的分离作用组合在一起的反应器。 14、酶电极：是由固定化酶与各种电极密切结合的传感装置。 15、氨基酸置换修饰：将酶分子上的某一个氨基酸置换成另一个氨基酸的修饰方法。 16、盐析沉淀法：是利用不同蛋白质在不同盐溶度条件下溶解度不同的特性，通过在酶液中添加一定浓度的中性盐，使酶或杂质从溶液中析出沉淀，从而使酶与杂质分离的过程。 17、对映体选择性：又称为立体选择性或立体异构专一性，是酶在对成体外消旋化合物中，识别一种异构体的能力大小指标 18、竞争性抑制：是指抑制剂和底物竞争与酶分子结合而引起的抑制作用。 19、必需水：维持酶分子完整的空间构象所需的最低含水量。 20、溶解氧：指溶解在培养基中的氧气。 21、固定化原生质体：指固定在载体上并在一定空间范围内进行生命活动的原生质体。 22、酶合成的分解代谢物阻遏：是指某些物质分解代谢的产物阻遏某些生物合成的现象。 23、酶合成的诱导：加进某些物质，使酶的合成开始或加速的进行的现象。 24、酶工程：酶的生产与应用的技术过程称为酶工程。 25、反胶束萃取：是利用反胶束将酶或蛋白质从混合液分离出来的一种分离纯化技术

酶工程课程复习资料整理

绪论 一．酶是生物催化剂 酶是具有生物催化功能的生物大分子，按其化学组成的不同可以分为两类：蛋白类酶（P-酶）与核酸类酶（R-酶）。 理解：1、酶是由生物细胞产生 2、酶发挥催化功能不仅在细胞内，在细胞外亦可 二．酶学研究简史 1897年，Buchner兄弟发现，用石英砂磨碎的酵母细胞或无细胞滤液能和酵母细胞一样进行酒精发酵。标志着酶学研究的开始。 说明：酶分子不仅只是在细胞内起作用，而且在细胞外同样具有催化功能。这一发现开启了现代酶学，乃至现代生物化学的大门。 三．酶工程的现状：目前大规模利用和生产的商品酶还很少。 第一章．酶学概论 第一节．酶作为生物催化剂的显著特点 一．酶作为生物催化剂的显著特点：高效、专一 二．同工酶（概）：能催化相同的化学反应，但其酶蛋白本身的分子结构组成不同的一组酶。 三．共价修饰调节 1．概念：通过其它的酶对其结构进行共价修饰，从而使其在活性形式和非活性形式之间相互转变。 2．常见修饰类型：磷酸化与去磷酸化；腺苷酸化与脱腺苷酸化；尿苷酸化与脱尿苷酸 化；泛素化；类泛素化 3．例子：糖原磷酸化酶——磷酸化形式有活性 （葡萄糖）n+Pi→（葡萄糖）n-1+1-磷酸葡萄糖 4．常见磷酸化部位：丝氨酸/苏氨酸，酪氨酸和组氨酸 四．酶活性调节方式 要能判断所举酶的例子是什么类型调节 1. 别构调节 2. 激素调节：如乳糖合酶 修饰亚基的水平是由激素控制的。妊娠时，修饰亚基在乳腺生成。分娩时，由于激素水平急剧的变化，修饰亚基大量合成，它和催化亚基结合，大 量合成乳糖。 3. 共价修饰调节：如糖原磷酸化酶、磷酸化酶b激酶 4．限制性蛋白水解作用与酶活性控制。如酶原激活 5．抑制剂和激活剂的调节 6．反馈调节 7．金属离子和其它小分子化合物的调节 8．蛋白质剪接

酶工程考试复习题及答案

酶工程考试复习题及答案 酶工程考试复习题及答案 一、名词解释题 1.酶活力:是指酶催化一定化学反应的能力。酶活力的大小可用在一定条件下，酶催化某 一化学反应的速度来表示，酶催化反应速度愈大，酶活力愈高，反之活力愈低。 2.酶的专一性:是指一种酶只能对一种底物或一类底物起催化作用，对其他底物无催化作 用的性质，一般又可分为绝对专一性和相对专一性。 3.酶的转换数:是指每个酶分子每分钟催化底物转化的分子数，即是每摩尔酶每分钟催化底 物转变为产物的摩尔数，是酶的一个指标。 4.酶的发酵生产:是指通过对某些特定微生物进行发酵培养后，利用微生物生长发酵过程中 特定的代谢反应生成生产所需要的酶，最后通过提取纯化过程得到酶制剂的过程称为酶的发酵生产。 5.酶的反馈阻遏: 6.细胞破碎:是指利用机械、物理、化学、酶解等方法，使目标细胞的细胞膜或细胞壁得以 破坏，细胞中的目标产物得以选择性或全部释放便于后续收集和分离的过程称为细胞破碎。 7.酶的提取: 是指在一定的条件下，用适当的溶剂处理含酶原料，使酶充分溶解到溶剂中 的过程，也称作酶的抽提，是酶分离纯化过程常用的手段之一。 8.沉淀分离:是通过改变某些条件，使溶液中某种溶质的溶解度降低，从溶液中沉淀析出， 而与其他溶质分离的方法，常用语酶的初步提取与分离。 9.层析分离: 亦称色谱分离，是一种利用混合物中各组分的物理化

学性质的差别，使各组 分以不同程度分布在两个相中，其中一个相为固定的(称为固定相)，另一个相则流过此固定相(称为流动相)并使各组分由于与固定相和流动相作用力的不同以不同速度移动，从而达到分离的物理分离方法。 10.凝胶层析: 又称为凝胶过滤，分子排阻层析，分子筛层析等。是指以各种多孔凝胶为固 定相，在流动相冲洗过程中混合物中所含各种组分的相对分子质量和分子大小不同，在固定相凝胶微孔中移动的距离不同，从而依次从层析柱中分离出来，达到物质分离的一种层析技术。 11.亲和层析: 是利用生物分子与配基之间所具有的专一而又可逆的亲和力，将混合物装入 层析柱中利用流动相的冲洗作用和目标分子与固定相配基亲和作用力不同而使生物分子分离纯化的技术。 12.离心分离: 借助于离心机旋转所产生的离心力，使不同大小、不同密度的物质分离的技 术过程。 13.电泳:带电粒子在电场中向着与其本身所带电荷相反的电极移动的过程称为电泳。利用 不同的物质其带电性质及其颗粒大小和形状不同，在一定的电场中它们的移动方向和移动速度也不同，故此可使它们分离，电泳技术是常用的分离技术之一。 14.萃取:是利用物质在两相中的溶解度不同而使其分离的技术。 15.双水相萃取:双水相是指某些高聚物之间或者高聚物与无机盐之间在水中以一定的浓度 混合而形各种不相溶的两水溶液相。由于溶质在这两相的分配系数的差异进行萃取的方法称为双水相萃取。 16.超临界萃取: 又称超临界流体萃取，是利用欲分离物质与杂质在超临界流体中的溶解度 不同而实现分离的一种萃取技术。 17.过滤: 借助于过滤介质将不同大小、不同形状的物质分离的技

酶工程期末复习材料

酶工程期末复习材料 一.名词解释 1.绝对专一性:一种酶只能催化一种底物进行一种反应,这种高度专一性称为 绝对专一性。 2.相对专一性:一种酶能够催化一类结构相似的底物进行某种相同类型的反应, 这种专一性称为相对专一性。 3.酶的转换数:又称摩尔催化活性,就是指每个酶分子每分钟催化底物转化的 分子数。 4.催化周期:就是指酶进行一次催化所需的时间。 5.酶结合效率:又称酶的固定化率,就是指酶与载体结合的百分率。 6.酶活力回收率:就是指固定化酶的总活力与用于固定化酶的总酶活力的百分 率 7.沉淀分离:通过改变某些条件或添加某种物质,使酶的溶解度降低,而从溶液 中沉淀析出,与其她溶质分离的技术过程。 8.盐溶:一般在低盐浓度下,蛋白质的溶解度随盐的浓度升高而增加,这种现象 称为盐溶 9.盐析:盐浓度升高到一定浓度后,蛋白质的溶解度又随盐浓度的升高而降低, 结果使蛋白质沉淀析出,这种现象称为盐析。 10.差速离心:就是采用不同的离心速度与离心时间,使不同沉降速度的颗粒分 批分离的方法。 11.密度梯度离心:就是样品在密度梯度介质中进行离心,使沉降系数比较接近 的物质得以分离的一种区带分离方法。 12.等密度梯度离心:当欲分离的不同密度范围处于离心介质的密度范围时,在 离心力的作用下,不同浮力密度的颗粒或向下沉降,或向上漂浮,只要时间足够,就可以一直移动到与它们各自的浮力密度恰好相等的位置,形成区带,这种方法称为等密度梯度离心。 13.离子交换层析:利用离子交换剂上的可解离基团对各种离子的亲与力不同而 达到分离目的的一种层析分离方法 14.凝胶层析:又称凝胶过滤,分子排阻层析,分子筛层析等,就是指以各种多孔 凝胶为固定相,利用流动相中所含各种组分的相对分子质量不同达到物质分离的一种层析技术。 15.超临界萃取:又称超临界流体萃取,利用遇分离物质与杂质在超临界流体中 的溶解度不同而达到分离的一种萃取技术。 16.超临界流体:当温度与压力超过其超临界点时,两相变为一相,这种状态下的 流体称为超临界流体。 17.表面活性剂:就是由极性基团与非极性基团组成两性分子,有阳离子,阴离子 与非离子型表面活性剂。 18.酶分子修饰:通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变,从而改变酶的催 化特性的技术过程称为酶分子修饰。 19.酶的固定化:采用各种方法,将酶固定在水不溶性的载体上,制备固定化酶的 过程称为酶的固定化。 20.固定化酶:固定在载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶称为固定

酶工程复习题

酶工程复习题 一、选择题： 1.下面关于酶的描述，哪一项不正确( ) （A）（答案）所有的蛋白质都是酶 （B）酶是在细胞内合成的，但也可以在细胞外发挥催化功能 （C）酶具有专一性 （D）酶是生物催化剂 2.下列哪一项不是辅酶的功能( ) （A）转移基团 （B）传递氢 （C）传递电子 （D）（答案）决定酶的专一性 3.下列对酶活力的测定的描述哪项是错误的( ) （A）酶的反应速度可通过测定产物的生成量或测定底物的减少量来完成 （B）需在最适pH条件下进行 （C）（答案）按国际酶学会统一标准温度都采用25℃ （D）要求[S]远远小于[E] 4.下列关于酶活性部位的描述，哪一项是错误的 （A）活性部位是酶分子中直接与底物结合，并发挥催化功能的部位 （B）活性部位的基因按功能可分为两大类：一类是结合基团，一类是催化基团（C）酶活性部位的集团可以是同一条肽链但在一级结构上相距很远的集团（D）（答案）不同肽链上的有关基团不能构成该酶的活性部位 5.酶的高效率在于 （A）增加活化能 （B）降低反应物的能量水平

（C）增加反应物的能量水平 （D）（答案）降低活化能 6.作为催化剂的酶分子，具有下列哪一种能量效应 （A）增高反应活化能 （B）（答案）降低反应活化能 （C）增高产物能量水平 （D）降低产物能量水平 二、填空题 1.酶和菌体固定化的方法很多。主要可分为吸附法、结合法、交联法和热处理法 2.系统命名法根据酶所催化的反应类型，将酶分为6大类。即 1、氧化还原酶；2、转移酶； 3、水解酶； 4、裂合酶； 5、异构酶； 6、合成酶（或称连接酶）。 3.酶分子修饰中，经过修饰的酶的特性会改变，即可提高酶活力，增加稳定性或降低抗原性。 4.决定酶催化活性的因素有两个方面，一是酶分子结构，二是反应条件。 5.酶的特点酶是生物催化剂；其反应条件温和、催化效率高；酶具有高的作用专一性；其化学本质具有蛋白质性质。 6.常用产酶菌有细菌（大肠杆菌）；霉菌（黑曲酶；青酶；木酶；根酶）；放线菌（链酶菌）；酵母等。 7.通常酶的固定化方法有吸附法共价键结合法交联法包埋法 8. 对生产酶的菌种来说，我们必须要考虑的条件有，一是看它是不是致病菌，二是能够利用廉价原料，发酵周期短，产酶量高，三是菌种不易退化，四是最好选用能产生胞外酶的菌种，有利于酶的分离纯化，回收率高。 9. 酶的生产方法有提取法，发酵法和化学合成法。 10. 借助双功能试剂使酶分子之间发生交联作用，制成网状结构的固定化酶的方法称为交联法。

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1. 酶生物合成的模式有哪些？哪一种模式较为适合生产的需要？对于其他的合成模式，应如何调节发酵的条件以使其更为趋近于最佳的模式？ 酶生物合成的模式 ·同步合成型 ·延续合成型 ·中期合成型 ·滞后合成型 概念：酶的合成与细胞生长同步进行。当细胞进入对数生长期，酶大量产生，细胞生长进入稳定期后，酶的合成随之停止。 特点：属于这种类型的酶，其生物合成可以诱导，但不受分解代谢物阻遏和产物阻遏作用。 概念：酶的合成伴随着细胞的生长而开始，但在细胞生长进入平衡之后，酶还可以延续合成较长的一段时间。 特点：这种类型的酶可受诱导但不受分解代谢物阻遏和产物阻遏，其对应的mRNA是相当稳定的。 概念：酶的合成在细胞生长一段时间以后开始，而在细胞进入平衡期后，酶的合成也随着停止。 特点：酶的合成受到反馈阻遏，而且其所对应的mRNA 是不稳定的。 概念：只有当细胞生长进入平衡期后，酶才开始合成并大量积累。 特点：酶的合成受到分解代谢物阻遏作用。 在酶工程生产中为了提高酶的生产率，延长酶的发酵生产周期，酶最理想的生物合成模式应为部分生长偶联型（延续合成型），因为这类酶在发酵过程中没有明显的生长期和产

酶区的区别，随细胞生长即有酶的产生，直到细胞生长进入平衡期之后酶还可以合成。对于其他型的酶，要提高酶产率，可以再细胞选育上，工艺条件等方面加以条件控制。对于同步合成型的酶，可以采用适当的生产工艺，如降低发酵温度以尽量提高其对应的mRNA的稳定性；对于滞后合成型的酶，在发酵过程中应设法尽量减少甚至借出分解代谢物阻遏，使酶的合成提早开始,控制葡萄糖等易利用碳源, 添加一定量的cAMP；对于中期合成型的酶，则要在提高mRNA稳定性和解除阻遏两方面进行。控制末端产物浓度,添加末端产物类似物 2.试以基因调节控制理论说明酶生物合成的分解代谢物阻遏作用、诱导作用及反馈阻遏作用的原理。 基因调节控制理论-------操纵子学说 是指容易利用的碳源阻遏某些酶（主要是诱导酶）生物合成的现象 是指加进某种物质，使酶的生物合成开始或加速进行的过程 是指酶催化作用的产物或代谢途径的末端产物使该酶的合成受阻的过程 3.何为酶电极、酶标免疫测定？ 是指在放射免疫测定的基础上发展起来的一种分析方法，它是将酶作为标记物质，使之和抗原（或抗体）结合形成酶与抗原（或抗体）复合物，然后再根据待测抗体（或抗原）与复合物专一且定量的结合关系，通过测定与待测抗体（或抗原）结合的酶的活力，从而计算出待测抗体（或抗原）的量。 是最早问世的生物传感器，它是把测定无机离子或低分子量气体的电化学器体（如离子选择性电极或气敏电极）与酶固定化技术相结合而产生的传感器，使原来仅有测量物理量功能的电极具备了测量生物化学量的功能，它在生物试样化学成分的检测方面具有良好的选择性和

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一、酶与酶工程 1.酶工程（Enzyme Engineering） 从应用目的出发研究酶，在一定的生物反应装置中利用酶的催化性质，将相应原料转化成有用的物质。是酶学和工程学相互渗透结合形成的一门新的技术科学，是酶学、微生物学的基本原理与化学工程有机结合而产生的边缘科学。 2.可逆抑制剂的类型 ●竞争性抑制剂 ●反竞争性抑制剂 ●非竞争性抑制剂 ●混合型抑制剂 3.专一性不可逆抑制剂：Ks型结合型不可逆抑制剂、Kcat型催化型不可逆抑制剂（自杀底物） 4.自杀底物（又称自杀抑制剂、基于酶促反应机制的抑制剂） ●名词解释：是一类酶的天然底物的衍生物或类似物，在它们的结构中含有一种化学活性基团，当酶把他们作为底物结合时，其潜在的化学基团能被解开或激活，并与酶的活性部位发生共价结合，使结合物停留在某种状态，从而不能分解成产物，酶因而致“死”，此过程称为酶的自杀，这类底物称为自杀底物(suicide substrate)。 ●分类：天然酶的自杀底物、治疗用人工合成的酶自杀底物 二、酶的生产、分离纯化和制剂 1.名词解释 ●反馈抑制（feedback inhibition）：末端代谢产物抑制其合成途径中参与前几步反应的酶(通常催化第一步反应的酶)活性的作用。 ●反馈阻遏：是指末端代谢产物阻止整个代谢途径酶合成的作用。 反馈抑制与反馈阻遏的区别在于：反馈阻遏是转录水平的调节，产生效应慢，反馈抑制是酶活性水平调节，产生效应快。此外，前者的作用往往会影响催化一系反应的多个酶，而后者往往只对是一系列反应中的第一个酶起作用。 ●基因工程：（genetic engineering）又称基因拼接技术和DNA重组技术，是现代生物技术的核心，对基因的改造具有良好的定向性，能够按照预先的设计，获取目的基因，与载体体外拼接重组后，导入宿主细胞进行表达，获得目的产物或表现预期性状。 ●酶反应器：根据酶的催化特性而设计的、以酶或固定化酶作为催化剂进行酶促反应的装置。 别构酶：当某些化合物与酶分子中的别构部位可逆地结合后，酶分子的构象发生改变，使酶活性部位对底物的结合与催化作用受到影响，从而调节酶促反应速度及代谢过程，这种效应称为别构效应。具有别构效应的酶称为别构酶。别构酶常是代谢途径中催化第一步反应或处于代谢途径分支点上的一类调节酶，大多能被代谢最终产物所抑制，对代谢调控起重要作用。 ●诱导酶：指当细胞中加入特定诱导物质而诱导产生的酶。 辅因子：酶蛋白中非蛋白质部分，它可以是无机离子也可以是有机化合物

酶工程复习整理

酶工程复习整理 酶工程的概念：酶工程又称酶技术，是酶的生产与应用的技术过程，其主要任务是通过人工操作，获得人们所需的酶，并通过各种方法使酶发挥其催化功能。 酶工程的发展阶段：1.从动物、植物或微生物细胞和组织中提取酶，加以利用的阶段 2,发酵法生产，揭开近代酶工业的序幕。 酶催化作用的机制： 邻近效应；底物与底物之间、酶的催化基团与底物之间结合于同一分子，从而使反应速率大大增加。 定向效应：酶的催化基团与底物的反应基团之间的正确取向产生的效应。 底物的形变(distortion)和诱导契合(induced fit)：酶中某些基团或离子可以使底物分子产生“电子张力”，底物分子发生形变，接近过渡态，降低了反应活化能。 酸碱催化(acid-base catalysis)：通过瞬时向反应物提供质子或从反应物接受质子以稳定过渡态，加速反应的一类催化机制。 共价催化(covalent catalysis)：又称亲核催化(nucleophilic catalysis)或亲电子催化(electrophonic catalysis)。亲核催化剂(亲电子催化剂)能放出电子(汲取电子)并作用于底物的缺电子中心(负电中心)，迅速形成不稳定的共价中间复合物，降低反应活化能。 金属离子催化：（1）通过结合底物为反应定向；（2）通过可逆改变金属离子的氧化态调节氧化还原应；（3）通过静电稳定或屏蔽负电荷。 活性部位微环境的影响 酶催化反应的特点 a.催化剂的特性： ?用量少而催化效率高； ?不改变化学反应的平衡点； ?参与反应，但在反应前后本身无变化 b.酶催化的特性： 1.高效性（原因） a.酶可极大程度上降低反应所需的活化能 b.酶催化是多种催化因素的协同作用（邻近效应、定向效应，扭曲变形和构象变化的催化效应，广义的酸碱催化、共价催化及酶活性中心微环境） 2.专一性 3.反应条件温和 4.酶的活性是受调节控制的 专一性的分类： 绝对专一性 结构专一性族的专一性 酶的专一性键的专一性

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第一章： （一）酶工程的概念 ?是将酶、细胞或细胞器等置于特定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段将相应原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术 ?一、酶的分类 ? 1.氧化还原酶：2.转移酶：3.水解酶：4.裂合酶：5.异构酶 6.连接酶， 7. 核酶 （一）酶的组成形式 1.单体酶( monomeric enzyme) ：由一条或多条肽链组成，肽链间以共价键结合的酶。 2 .寡聚酶(oligomeric enzyme) ：由若干相同或不相同的亚基以非共价键结合而组成，亚基一般没有活性，必须相互结合后才有活性。 3.多酶复合体(multienzyme system) ：由2个或2个以上功能相关的酶通过非共价键连接而成的、能进行连续反应的体系就是多酶复合体。 （二）酶的结构特点 (holoenzyme) （apoenzyme） (cofactor) 全酶 = 酶蛋白 + 辅因子（金属离子、辅酶、辅基 ）金属离子 无机离子金属离子 有机化合物 辅酶、辅基 ?辅酶(coenzyme) ：指与酶蛋白结合比较松弛的小分子有机物质，通过透 析方法可以除去。例如硫胺素、焦磷酸。 ?辅基(prosthetic group) ：是以共价键和酶蛋白结合，结合的较紧密， 不能通过透析法除去，需要经过一定的化学处理才能与酶蛋白分开。 四、酶的作用机制 （一）酶的结构组成及活性中心 调控基团中心外必需基团 酶的结构必需基团活性中心结合部位中心内必需基团 催化部位

活性中心以外的必需基团 其它部分 1、酶的活性中心(active center) ：是指结合底物和将底物转化为产物的区域，通常是相隔很远的氨基酸残基形成的三维实体。 2、结合部位：酶分子中与底物结合，使底物与酶的一定构象形成复合物的基团。 酶的结合基团决定酶反应的专一性。 3、催化部位：酶分子中催化底物发生化学反应并将其转变为产物的基团。 4、 4、调控基团：酶分子中一些可与其他分子发生某种程度的结合并引起酶分 子空间构象的变化，对酶起激活或抑制作用的基团 催化基团决定酶所催化反应的性质，同时也是决定反应的高效性。 （二）酶作用专一性机理专一性：一种酶只能作用于一种或一类底物。表现为 1.锁钥模型 认为整个酶分子的天然构象是具有刚性结构的，酶活性部位的形状与所需作用的底物形状相吻合，它们可以象钥匙与锁一样互相匹配。 此学说可以较好的解释酶的立体异构专一性；但不能解释酶的多底物现象、酶对正反方向的催化等 2.诱导契合模型 该学说认为酶的活性部位并不是和底物的形状正好互补的，而是在酶和底物结合的过程中，由于酶与底物相互诱导，使底物分子或酶分子，有时是两者的构象同时发生了一定的变化后才互补的，这个动态的辨认过程称为诱导契合。 （三）酶作用高效性机理中间产物学说（过渡态学说 （四）影响酶高效性的因素 1. 邻近定向效应 2. 变形或张力 3. 广义的酸碱催化 4. 共价催化（亲核催化/亲电催化） 5. 酶的活性中心为疏水区域 第三节酶的催化特点和影响因素 一、酶的催化特点 （一）高催化效率 （二）强专一性 （三）可调节性

酶工程((复习资料)

第一章绪论 一.1 酶的变性与失活 失活作用：凡可使酶蛋白变性而引起酶活力丧失的作用称为酶的失活作用。 2 酶的回收率与纯化比 3 酶的结合效率及酶活力回收率 酶的结合效率又称酶的固定化率，是指酶与载体结合的百分率 酶的结合效率=（加入的总酶活力-未结合的酶活力）/加入的总酶活力*100% 酶活力回收率是指固定化酶的总活力与用于固定化的总酶活力的百分率 酶活力回收率=固定化酶总活力/用于固定化的总酶活力*100% 4 底物抑制及其产生的三个原因 （1）、竟争性抑制某些抑制剂的化学结构与底物相似，因而能与底物竟争与酶活性中心结合。当抑制剂与活性中心结合后，底物被排斥在反应中心之外，其结果是酶促反应被抑制了 （2）、非竟争性抑制酶可以同时与底物及抑制剂结合，但是，中间产物ESI不能进一步分解为产物，因此，酶的活性降低。 （3）、反竞争性抑制作用酶只有在与底物结合后，才能与抑制剂结合，引起酶活性下降。 二.1 什么是酶工程? 酶工程(Enzyme Engineering))又称为酶技术，是指酶的生产与应用的技术过程。是将酶学理论与化工技术、微生物技术结合起来利用酶的催化作用进行物质转化的技术它是借助工程学手段利用酶或细胞、细胞器的特定功能提供产品的一门科学。 就酶工程本身的发展来说，包括下列主要内容：酶的产生、酶的制备、酶和细胞固定化、酶分子改造、有机介质中的酶反应、酶传感器、酶反应器、抗体酶、人工酶和模拟酶 2 什么是酶的最适PH及其影响酶的反应机理 在一定的pH 下, 酶具有最大的催化活性,通常称此pH 为最适pH(optimum pH)。 a.过酸或过碱影响酶蛋白的构象，使酶变性失活。 b.影响酶分子中某些基团的解离状态（活性中心的基团或维持构象的一些基团） c.影响底物分子的解离状态故酶反应一般在一定的缓冲液体系中进行 3 简述酶活力的测定方法（要求：快速，两个阶段，四个步骤） 要求：快速、简便、准确 两个阶段：酶在一定条件下与底物反应一段时间然后再测定反应物中底物或产物的浓度变化量。 步骤：（1）配制底物溶液。（2）确定反应条件。（3）反应开始，记时间（4）反应完毕注意终止反应。（5）测定产物的生产量或底物的减少量。 4 磺胺类药物的作用机理(竞争性) （资料上有） 5 影响酶催化作用的因素 （1）底物浓度对酶促反应速度的影响：在低底物浓度时, 反应速度与底物浓度成正比，表现为一级反应特征。当底物浓度达到一定值，反应速度达到最大值（V max），此时再增加底物浓度，反应速度不再增加，表现为零级反应 （2）酶浓度对酶反应速度的影响：在底物浓度足够高的条件下，酶催化反应速率与酶的浓度成正比 (3)温度的影响：一方面是温度升高,酶促反应速度加快。另一方面,温度升高,酶的高级结构将发生变化或变性，导致酶活性降低甚至丧失。因此大多数酶都有一个最适温度。在最适温度条件下,反应速度最大。酶对温度的耐受力与其存在状态有关 （4）pH 的影响：在一定的pH 下, 酶具有最大的催化活性,通常称此pH 为最适pH(optimum pH)。 a.过酸或过碱影响酶蛋白的构象，使酶变性失活。 b.影响酶分子中某些基团的解离状态（活性中心的基 团或维持构象的一些基团） c.影响底物分子的解离状态故酶反应一般在一定的缓冲液体系中进行 (5)抑制剂：不引起酶蛋白变性，但能使酶分子上某些必需基团（活性中心上一些基团）发生变化，引起酶活性下降，甚至丧失，此类物质称为酶的抑制剂。 （6）激活剂对酶反应速度的影响凡能提高酶活性的物质，都称为激活剂

酶工程复习题

酶工程复习题 第一章绪论 填空： 1.日本称为“酵素”的东西，中文称为酶，英文则为Enzyme，是德国科学家K?hne于1878年首先使用的。 2.1926年，萨姆纳（Sumner）首先制得脲酶结晶，并指出酶的本质是蛋白质。他因这一杰出贡献，获1947年度诺贝尔化学奖。 3. 1982年，Thomas R.Cech等人发现四膜虫细胞的26S rRNA前体具有自我剪接功能，将这种具有催化活性的天然RNA称为核酶—Ribozyme。 4. 1894年，高峰让吉（Takamin）用麸皮培养米曲霉制造淀粉酶作消化剂，开创了有目的的进行酶生产和应用的先例。 5. 1969年，日本的千畑一郎首次在工业上应用固定化氨基酰化酶从DL-氨基酸分离L-氨基酸。 6.1971年，第一届国际酶工程会议把酶的生产与应用确认为酶工程的核心内 容。 7.根据分子中起催化作用的主要组分的不同，酶可以分为蛋白类酶和核酸类酶。 名词解释： 酶：酶是生物体内进行新陈代谢不可缺少的受多种因素调节控制的具有催化能力的生物催化剂。 选择： 1.酶工程是（C ）的技术过程 A.利用酶的催化作用将底物转化为产物 B.通过发酵生产和分离纯化获得所需酶 C.酶的生产与应用 D.酶在工业上大规模应用 2.核酸类酶是（D ） A.催化RNA进行水解反应的一类酶 B.催化RNA进行剪接反应的一类酶 C.由RNA组成的一类酶 D.分子中起催化作用的主要组分为RNA的一类酶 第二章酶学基础 填空： 1.1961年国际酶学委员会（International Commission of Enzymes）根据酶所催化的反应类型和机理，把酶分成6大类：氧化还原酶Oxidoreductase；转移酶Transferase；水解酶hydrolase；裂合酶Lyase；异构酶Isomerase；合成酶Synthetase。 2.酶催化作用的特点：温和性、专一性、高效性、可调性.

酶工程复习题及答案

《酶工程》复习 一、名词解释…………………………………………… 1 酶工程：又称酶技术，是酶制剂旳大规模生产和应用旳技术，包括化学酶工程和生物酶工程。 2酶旳诱导：由于加进某种物质，使酶旳生物合成开始或者加速进行，称为酶旳生物合成旳诱导作用。 3 微滤：以压力差为推进力，截留水中粒径在0.02~ 10m之间旳颗粒物旳膜分离技术。 4固定化酶：通过物理旳或化学旳措施，将酶固定在载体上，能使酶发挥催化作用旳酶。 5酶旳非水相催化：通过变化反应介质，影响酶旳表面构造和活性中心，从而变化酶旳催化特性。 6 原生质体：脱去细胞壁旳植物、真菌或细菌细胞。 7超滤：超滤是采用中空纤维过滤新技术，配合三级预处理过滤清除自来水中杂质；超滤微孔不不小于0.01微米，能彻底滤除水中旳细菌、铁锈、胶体等有害物质，保留水中原有旳微量元素和矿物质。 8 固体发酵：固态发酵是指没有或几乎没有自由水存在下，在有一定湿度旳水下溶性固态基质中，用一种或多种微生物旳一种生物反应过程。 二、填空题………………………………………………. 1酶旳分类（氧化还原酶）、（转移酶）、（水解酶）、（裂合酶）、（异构酶）、（合成酶）。

2酶活力是（酶催化速度）旳量度指标，酶旳比活力是（酶纯度）旳量度指标，酶转换数是（酶催化效率）旳量度指标。 3微生物产酶模式可以分为同步合成型，（延续合成型），中期合成型，（滞后合成型）四种。 4动物细胞培养重要用于生产疫苗、激素、单克隆抗体、多肽因子、酶等（功能性蛋白质）。 5细胞破碎旳重要措施有机械破碎法、物理破碎法、（化学破碎法）、（酶促破碎法）。 6有机溶剂旳极性系数lgP越小，表明其极性（越强），对酶活性旳影响（越大）。 7一般酶旳固定化措施有：吸附法、包埋法、结合法、交联法、热处理法。 三、选择题……………………………………… 1核酸类酶是（ D ） A 催化RNA进行水解反应旳一类酶 B 催化ＲＮＡ进行剪接反应旳一类酶 C 由RNA构成旳一类酶 D 分子中起催化作用旳重要成分为RNA旳一类酶 2在葡萄糖效应试验中可以通过添加（ C ）使分解代谢物阻遏作用解除。 A 诱导物 B 激活剂 CcAMP D ATP 3端粒酶是（ C ）

酶工程考点

酶工程考点 2021年酶工程复习要点（老师给） 1.酶工程的发展历史；氨基酰化酶、青霉素酰化酶、葡萄糖异构酶、天冬氨酸酶等酶的应用；常见酶如蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、糖苷酶和果胶酶等的作用机理；酶的三大催化特性； a)氨基酰化酶：催化剂dl-氨基酸生产l-氨基酸。 b)青霉素酰化酶：青霉素酰化酶，又称为青霉素酰胺酶或青霉素氨基水解酶。该酶已 大规模应用于工业生产β-内酰胺类抗生素的关键中间体和半制备β-内酰胺类抗生素。 c)葡萄糖异构酶：用于淀粉酶生产，进行葡萄糖异构化反应。生产果葡糖浆，以代替 蔗糖。 d)天冬氨酸酶：催化富马酸和氨生成天冬氨酸。 e)蛋白酶:将蛋白质多肽链从中间阻断或从两端逐一水解，分解成氨基酸。f)脂肪酶:水解酶类，能逐步的将甘油三酯水解成甘油和脂肪酸。g)纤维素酶：复合酶，水解纤维素分解成葡萄糖的一组酶的总称。h)糖苷酶：又称糖苷水解酶，就是所有可以水解糖苷键的酶类的总称。i)果胶酶：就是指水解植物主要成分―果胶质的酶类。 j)酶的三大催化特性:专一性强、催化效率高、作用条件温和。 2.酶生物合成的调节机理（主要就是原核生物）：mRNA水平调节，操纵子概念；分解代谢（葡萄糖效应原理）、诱导Dozul（诱导物的种类）、新陈代谢产物Dozul； a)原核生物中酶合成的调节主要是转录水平的调节，主要有三种模式，即分解代谢物 Dozul促进作用，酶制备的诱导促进作用和酶制备的意见反馈Dozul促进作用。 b)操纵子（operon）是一组功能上相关，受同一调控区控制的基因组成的一个遗传单 位。 c)分解代谢物阻遏作用（葡萄糖效应）：当葡萄糖作碳源时，葡萄糖的降解物对腺苷 酸环化酶存有抑制作用，camp的浓度减少，引致cap-camp复合物增加，启动基因的适当位点没足够多的cap-camp复合物融合，rna聚合酶无法融合启动基因的适当位点，mRNA无法展开，酶的生物合成受制约。 d)酶合成的诱导作用是加入某些物质使酶的生物合成开始或加速的现象。诱导物促进

高中生物知识梳理复习-酶工程简介

第四节酶工程简介 教学目的 1．酶工程的概念以及有关生产和应用酶制剂的基本知识（A：知道）。 2．酶工程与基因工程、细胞工程和发酵工程之间具有相互渗透的关系（A：知道）。 重点和难点 1．教学重点 （1）酶制剂的生产和应用。 （2）生物工程各分支领域之间的密切关系。 2．教学难点 生产酶制剂的基本原理。 教学过程 【板书】 酶制剂的生产 用于治疗疾病 酶工程简介酶制剂的应用用于加工和生产一些产品 用于化验诊断和水质检测 用于生物工程其他分支领域 生物工程各分支领域之间的关系 【注解】 酶工程：将酶所具有的生物催化功能，借助工程学的手段，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术。 一、酶制剂的生产 液体酶制剂 （一）分类 固体酶制剂 （二）生产过程 动植物组织、细胞↓直接利用 酶→酶制剂 微生物的发酵产物↓固定化酶 二、酶制剂的应用 （一）用于治疗疾病溶菌酶：抗菌、消炎 尿激酶：血栓病 （二）用于加工和生产一些产品 果胶酶：澄清果酒和果汁 1．食品工业 木瓜酶：嫩肉粉制药工业：青霉素→氨苄青霉素（新型青霉素） （三）用于化验诊断和水质检测 1．尿糖试纸 2．血糖快速测试仪（酶传感器） 3．酶传感器还可用于水质监测 （四）用于生物工程其他分支领域：基因工程和细胞工程中所用的酶来自酶工程 三、生物工程各分支领域之间的关系： （一）基因工程和细胞工程看作生物工程的上游处理技术，将发酵工程和酶工程看作生物工程的下游处理技术。 （二）生物工程各领域间的界限日趋模糊，相互交叉高度综合的趋势越来越明显。【同类题库】

酶工程的概念以及有关生产和应用酶制剂的基本知识（A：知道） ．研究认为，用因定化酶技术处理污染物是很有前途的。如将从大肠杆菌得到的磷酸三酯酶固定在尼龙膜上制成制剂，可用于降解土壤中残留的有机磷农药，与用微生物降解相比，其作用条件不需要的是（D） A．适宜温度 B．适宜PH C．一定的水分 D．一定的营养 ．用于生产酶的生物主要是（C） A．植物 B．动物 C．微生物 D．病毒 酶工程与基因工程、细胞工程和发酵工程之间具有相互渗透的关系（A：知道） ．基因工程所用的DNA连接酶来源于（B） A．基因工程 B．酶工程 C．细胞工程 D．发酵工程 ．酶工程生产的酶制剂一般不直接用于（D） A．基因工程 B．细胞工程 C．发酵工程 D．培育农作物新品种．下图是细胞融合的简略表示。请据图回答： （1）若A、B是两种植物细胞，在形成C细胞之前要先用Array处理，这两种酶来自工程。 （2）若A、B是两种高等动物细胞，在形成单个的A、B细胞时，已经 用酶处理过了。这种酶可以从人的中提取。 若要生产这种酶的工程菌，目的基因应从细胞中获得。 （3）（2）中的A、B成为D细胞后，在生物工程的培养 中，仍然要用到工程提供的制剂，该制剂由、稳定剂、 填充剂构成，若要反复使用，则要制成。 [（1）纤维素酶和果胶酶，酶（2）胰蛋白，胰液，胰腺细胞（3）酶、酶、酶，固定化酶] ．生物工程的各分支领域之间的界限越来越趋于模糊，相互之间交叉渗透、高度综合的趋势越来越明显，请据图回答： （1）随着生物工程技术的发展，科学家已培育出了能产生人胰岛素的大肠杆菌，其中用到的生物工程技术有。 （2）在基因工程中，基因的剪刀是限制性内切酶，基因的针线是，基因的运输工具是。 （3）在发酵工程中，为获得高产菌种，常用的培育新品种的方法除了基因工程和细胞工程外，还可以通过得到。 （4）在发酵过程中，要分离提纯出微生物的代谢产物，常用的方法有蒸馏、、等。（5）简述培育生长激素工程菌及生产的全过程，并说出其优点。 过程： 优点： [（1）基因工程、发酵工程和酶工程（2）DNA连接酶，运载体（3）人工诱变（4）萃取、离子交换（5）过程：在人体细胞内利用限制性内切酶获取控制合成生长激素的基因，并将其导入受体微生物体内培育成工程菌；在发酵罐内控制条件连续培养，让工程菌生产出具有生物活性的生长激素；分离提纯制成合格产品。优点：生产条件温和、原料来源广泛、产物专一、价格低廉、对环境污染小等。] 【学科内综合】 ．培养抗虫棉的过程可用到的生物工程技术有（ACD） A．基因工程 B．发酵工程 C．细胞工程 D．酶工程 ．下列各项工程中，属于生物工程的核心工程的是（）

食品专业_酶工程复习资料 (2)

酶工程复习资料 名词解释 酶(enzyme)：酶是由活细胞产生的，在细胞内、外一定条件下都能起催化作用的具有高效率和高度专一性的一类特殊蛋白质。 酶工程(enzyme engineering)：酶工程是酶学与工程学相互渗透、结合并发展而形成的一门新的技术科学，是一门从应用的目的出发研究酶、应用酶的特异性催化功能，并通过工程化将相应的原料转化为有用物质的技术。 固定化酶(immobilized enzyme)：通过物理或化学的手段，将酶固载在某种基体上。 酶活力（又称酶活性） (enzyme activity)（IU/g 或IU/mL)指酶催化一定化学反应的能力；用在一定条件下，所催化的反应初速度来表示；是研究酶的特性，酶制剂生产应用以及分离纯化时的一项必不可少的指标。 酶活力单位：表示酶活力大小的尺度； 一个国际单位（IU ）是指在特定条件下（25 0C ），每分钟内转化1μmol 底物或催化形成1μmol 产物所需的酶量 一个Kat(卡塔尔，酶活性国际单位)是指每秒钟内转化1mol 底物所需的酶量，1 Kat = 6⨯107 IU 。 酶的比活力：酶的比活力是酶纯度的量度，是指单位重量酶蛋白所具有的酶活力，单位为IU/mg 。比活力越大， 酶纯度越高。） 酶蛋白质量（） 酶活力单位数（比活力mg U = 酶的抽提：指在一定的条件下，用适当的溶剂处理含 酶原料，使酶充分融入溶剂的过程。 膜分离技术：借助于一定孔径的高分子薄膜，将不同大小、不同形状和不同特性的物质颗粒或分子进行分离的技术称为膜分离技术。 离子交换层析：利用离子交换剂上的可解离基团（活性基团）对各种离子的亲和力不同而达到分离目的。 凝胶层析：以各种多孔凝胶为固定相，利用流动相中所含各种组分的相对分子质量不同而达到物质分离。 凝胶电泳——以聚丙烯酰胺为支持物，兼有分子筛效应。用于分离不同物理性质（如大小、形状、等电点等）的分子。 酶的结晶：是使溶质呈晶态从溶液中析出的过程，是酶和蛋白质等生物大分子分离纯化的方法之一 酶的回收率和提纯倍数: 纯化倍数是纯化后的比活除以纯化前的比活。 酶的发酵生产：通过微生物（或动植物细胞）的生长培养和化学变化，大量产生和积累专门的代谢产物的反应过程。 固定化细胞发酵：固定在载体上并在一定的空间范围内进行生命活动的细胞称为固定化细胞 发酵动力学：是研究发酵过程中速率及其影响因素的科学。包括细胞生长动力学、反应基质消耗动力学和酶生成动力学等，通过这些研究了解酶的生物合成模式，对发酵条件的优化控制,提高酶产量具有重要的理论指导意 义。 酶分子修饰：通过各种方法可使酶分子结构发生某些变化，从而改变酶的某些特性和功能的技术过程。 通过主链的“切割”、“剪接”和侧链基团的“化学修饰”对酶蛋白进行分子改造，以改变其理化性质及生物活性，这种应用化学方法对酶分子施行种种“手术”的技术，称为酶分子的化学修饰。 2、什么是酶的专一性？ 酶对它所作用的底物有严格的选择性，一种酶只能作用于一类化合物或特定的化学键，这种现象称为酶的专一性。其专一性分为结构专一性和立体异构专一性，其中，结构专一性包括只作用于一种底物的称为绝对专一性和一种酶可作用于一类化合物或一种化学键的称为相对专一性。 3、简述酶活力测定的步骤。 酶活力测定均包括两个阶段：首先要在一定的条件下，酶与其作用底物反应一段时间，然后再测定反应液中底物或产物变化的量。①选择底物，配制底物溶液②确定酶促反应条件：PH 、温度等③准确计时并终止反应④运用各种检测技术，快速、简便、准确的测量变化量 5、简述固定化酶的活力测定方法有哪些？ 固定化酶的活力测定方法可用终止反应法或连续反应法。其中终止法包括：化学法、放射性化学法、酶偶联法；连续反应法包括：光谱吸收法（分光光度法和荧光法）、量气法、量热法、偶联的连续法。 6、酶的生产方法有哪些？ ①酶的天然产物提取②酶的发酵生产 7、酶工程的研究内容有哪些？ 按照现在的观点，酶工程主要研究的内容有：1、酶的大批量生产、应用2、酶的分离纯化3、酶的固定化和固定化酶反应器4、新酶的开发和应用5、遗传修饰酶的研究6、酶生产中基因工程7、抗体酶、核酸酶的研究8、酶分子改造与修饰9、酶的结构与功能关系10、模拟酶、合成酶以及酶分子的人工设计等。 8、酶分离纯化的基本环节有哪些？ 样品组织→预处理（破碎、抽提、离心分离）→无细胞抽 提液→粗分离（提取、盐析、沉淀） −−−−−−→−过滤（超滤、分子滤） 细分离（层析）→成品加工、浓缩干燥 9、酶液制备的过程有哪些？ 酶溶液的制备包括：材料预处理及细胞破碎、抽提、净化脱色、抽提液的浓缩等几个步骤 10、细胞破碎的方法有哪些？ 细胞破碎：物理和化学两大类方法 1、 物理破碎：研磨（手磨，球磨和石磨），机械捣碎（匀 浆器和高速组织捣碎器等），高压法，爆破性减压法，专用波振荡，快速冷冻融化法等。 2、 化学破碎：渗透作用，自溶，酶处理，表面活性剂 11、说明有机溶剂沉淀分离法的优缺点。 优点：①乙醇等有机溶剂易挥发除去，不会残留于成品中，产品跟纯净（不需要脱盐处理）；②有机溶剂密度低，沉淀物与母液间的密度差较大，分离容易，适于用离心分离