酶工程考试重点(第三版)
酶工程考试复习题及答案定稿版
酶工程考试复习题及答案精编W O R D版
IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
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。
酶工程 考试重点
第二章微生物发酵产酶
名词解释
酶生物合成的诱导作用:加入某些物质使酶的生物合成开始或加速进行的现象
酶生物合成的反馈阻遏作用:又称产物阻遏作用,是指酶催化反应的产物或代谢途径的末端产物使该酶的生物合成受到阻遏的现象
分解代谢物阻遏作用:是指某些物质(主要是指葡萄糖和其他容易利用的碳源等)经过分解代谢产生的物质阻遏某些酶(主要是诱导酶)生物合成的现象
判断组成酶or诱导酶受什么阻遏
固定化细胞:又称为固定化活细胞或固定化增殖细胞,指采用各种方法固定在载体上,在一定的空间范围进行生长、繁殖和新陈代谢的细胞
固定化原生质体:是指固定在载体上,在一定的空间范围内进行新陈代谢的原生质体
原生质体:是除去细胞壁后由细胞膜及包内物质组成的微球体。原生质体由于除去细胞壁这一扩散屏障,有利于胞内物质透过细胞膜分泌到细胞外,可以用于胞内酶等胞内产物的生产。
问答题
何为细胞产酶动力学,简述其动力学模型
产酶动力学主要研究发酵过程中细胞产酶速率以及各种因素对产酶速率的影响规律,主要为宏观产酶动力学。
根据细胞产酶模式的不同,产酶速率和细胞生长速率的关系也有所不同。
1)同步合成型的酶:其产酶与细胞生长欧联,在平衡期产酶速率为零,即非生长偶联的比
产酶速率β=0 方程: dE /dt=αμX
2)中期合成型的酶:在培养液中有阻遏物存在,α=0,无酶产生。在此阶段的产酶动力学
方程与同步合成型相同
3)滞后合成型:其合成模式为非生长偶联行,生长偶联的比产酶系数α=0 方程: dE
/dt=βX
4)延续合成型的酶:在细胞生长期和平衡期均可以产酶,产酶速率是生长偶联与非生长偶
酶学与酶工程重点总结
酶学与酶⼯程重点总结
第⼆章酶学基础
⼀、酶的活性中⼼(active center,active site)
(⼀)活性中⼼和必需基团
1、与酶活性显⽰有关的,具有结合和催化底物形成产物的空间区域,叫酶的活性中⼼,⼜叫活性部位。
2、活性中⼼可分为结合部位和催化部位。
3、结合部位决定酶的专⼀性,催化部位决定酶所催化反应的性质。
4、酶结构概述
(1)活性中⼼是⼀个三维实体。
(2)是有⼀些⼀级结构上可能相距较远的氨基酸侧链基团组成,有的还包含辅酶或辅基的某⼀部分基团。
(3)在酶分⼦表⾯呈裂缝状。
(4)酶活性中⼼的催化位点和结合位点可以不⽌⼀个。
(5)酶活性中⼼的基团都是必需基团,但必需基团还包括活性中⼼以外的基团。
5、酶分⼦中的氨基酸残基或其侧链基团可以分为四类
1.接触残基2.辅助残基3.结构残基4.⾮贡献残基
(⼆)酶活性中⼼中的化学基团的鉴别
1.⾮特异性共价修饰:
某些化学试剂能使蛋⽩质中氨基酸残基的侧链基团反应引起共价结合、氧化或还原修饰反应,使基团结构和性质发⽣变化。
如果某基团修饰后不引起酶活⼒的变化,就可初步认为此基团可能是⾮必需基团;反之,如修饰后引起酶活⼒的降低或丧失,则此基团可能是酶的必需基团。
2.亲和标记
共价修饰剂是底物的类似物,可专⼀性地引⼊酶的活性中⼼,并具有活泼的化学基团(如卤素),可与活性中⼼的基团形成稳定的共价键。因其作⽤机制是利⽤酶对底物类似物的亲和性⽽将酶共价标记的,故称为亲和标记。
3.差别标记
在过量底物或可逆抑制剂遮蔽活性中⼼的情况下,加⼊共价修饰剂,使后者只修饰活性中⼼以外的有关基团;然后去除底物或可逆抑制剂,暴露活性中⼼,再⽤同位素标记的向⼀修饰剂作⽤于活性中⼼的同类基团;将酶⽔解后分离带有同位素的氯基酸,即可确定该氨基酸参与活性中⼼。
大学《酶工程》考试复习资料
1.酶生物合成法生产的主要工艺过程包括那几个步骤?
(1)用作培养菌种及扩大生产的发酵罐的培养基的配制
(2)培养基、发酵罐以及辅助设备的消毒灭菌
(3)将已培养好的有活性的纯菌株以一定量转接到发酵罐中
(4)接种到发酵罐中的菌株控制在最适条件下生长并形成代谢产物
(5)将产物抽提并进行精制
(6)回收或处理发酵过程中产生的废物和废水
2.如何控制微生物发酵产酶的工艺条件?
发酵过程中,为了能对生产过程进行必要的控制,需要对有关工艺参数进行定期取样测定或进行连续测量。参数中,对发酵过程影响较大的有温度、PH、溶解氧浓度等。
(1)温度:温度对发酵的影响是多方面的,主要表现在对细胞生长、产物形成、发酵液的物理性质和生物合成方面。例如:枯草杆菌的最适温
度为34--37℃,黑曲霉的最适温度为28--32℃
(2)pH:发酵过程中pH的变化取决于所用的菌种、培养基的成分和培养条件。微生物生长和生物合成都有其最适和能够耐受的pH范围,大
多数微生物生长的最适pH6.3-7.5,霉菌和酵母生长的最适pH4-6,放线菌生长的最适pH7-8。
(3)溶解氧浓度:对于好氧发酵,溶解氧浓度是最重要的参数之一。好氧性微生物深层培养时,需要适量的溶解氧以维持其呼吸代谢和某些产
物的合成,氧的不足会造成代谢异常,产量降低。
简述凝胶层析、亲和层析、离子交换层析的原理和操作要点?
离子交换层析原理:根据待分离物质带电性质不同的分离纯化方法。
操作:a上样:上样体积不十分严格。b洗脱:增加溶液的离子强度c梯度洗脱法:改变溶液的pH
d再生:用0.5mol/LNaOH和0.5mol/L NaCl混合溶液或0.5mol/L HCl处理。
酶工程考试重点
第一章绪论
1.酶工程:酶的生产与应用的技术过程叫酶工程。
2.酶:酶是具有生物催化功能的生物大分子。
3.酶的分类:①蛋白类酶(P酶)【氧化还原酶,转移酶、水解酶、裂合酶,异构酶,合成酶】;②核酸类酶(R酶):a 分子内催化R酶(自我剪切酶,自我剪接酶);b 分子间催化R酶(DNA剪切酶,RNA剪切酶,多肽剪切酶···)
4.酶的命名:底物名称+催化反应的类型+酶。如葡萄糖氧化酶。
5.酶活力单位:在特定条件下,每1min催化1umol(微摩尔)的底物转化为产物的酶量定义为1个酶活力单位。国际单位IU。
6.酶比活力:酶的比活力是酶纯度的一个指标,是指在特定条件下,单位质量(mg)蛋白质或RNA所具有的酶活力单位数。酶比活力=酶活力(单位)/mg(蛋白质或RNA)
7.酶工程发展概况:1894年日本的高峰让吉从米曲霉中制备得到高峰淀粉酶,开创了近代酶的生产和应用的先例。1949年微生物液体深层培养技术成功地应用于细菌α-淀粉酶的发酵生产,揭开了现代酶制剂工业的序幕。1960年,法国的雅各和莫诺德提出操纵子学说,为酶的生物合成提供了理论根据。20世纪80年代的动植物细胞培养技术,为酶的生产提供了新途径。随着酶生产技术的发展,酶在医药、食品、工业、农业、能源、环保和科研等领域得到广泛应用。此后产生酶固定化和分子修饰技术。
第二章酶生物合成的基本理论
1.酶的生物合成:指细胞内RNA和蛋白质的合成过程。
2.转录:以DNA为模板,以核苷三磷酸为底物,在依赖DNA的RNA聚合酶的作用下,生成RNA的过程。
转录分以下四步:㈠转录的起始:RNA的生物合成的起始位点是在DNA的启动基因(启动子)上。识别启动基因的任务由σ因子完成。σ因子的作用是转录的起始所必需,故又称为转录因子。起始阶段的重要问题是RNA聚合酶与DNA的启动基因的相互作用。㈡RNA链的延伸:核心酶沿着模板DNA移动,DNA的双链逐渐解旋,按照模板上的碱基序列,逐个加入与其互补的核苷三磷酸,聚合生成多聚核苷酸链。㈢RNA链合成的终止:模板DNA分子上每一个基因或每一个操纵子都含有一个终止信号——终止子。当RNA
《酶工程》考试问答题总结(含答案)
《酶工程》考试问答题总结(含答案)
1、利用微生物生产酶制剂的优点是什么?对产酶菌种的要求是什么?
答:优点:1)微生物种类多,酶种丰富,且菌株易诱变、可变。2)微生物繁殖速度快,生产周期短,生产能力强,产酶量高。3)易分离提取,特别是胞外酶。4)原料来源广泛,价格便宜,生产成本低。5)容易实现大规模机械化,自动化连续化工生产。6)可利用生物工程新技术,选育新菌种,提高产酶量,增加酶种。
要求:1)不是致病菌,在系统发育上,最好与病原体无关。在食品与医药方面注意安全性。2)能够利用廉价原料,发酵周期短,产酶量子。3)菌种遗传性要稳定,不易变异退化,不易感染噬菌体,保证生产的稳定重要性。4)最好选用产胞外酶的菌种,有利于酶的分离,回收率高。
2、酶分子修饰的原因、目的和基本原理是什么?主要的修饰方法是什么?
答:原因:(1)活力问题:酶目前来源是生物材料,生物技术和产量有限,活力不高。(2)稳定性问题:酶是蛋白质,一般不稳定,使酶制剂的生产,保存反应有很大不便和问题(3)具有抗原性:酶是高分子蛋白质,作为药物使用,在生物体中有抗原反应及被抗体代谢失效的危险。(4)反应控制问题:实际反应中pH、温度等多种因素不易达到保持酶的最适合条件。
目的:提高酶活力;增强酶的稳定性;降低或是消除酶的抗原性,总之可以大大改善天然酶的不足之处,使其更适合于工业生产的应用要求。
3、酶活力测定需注意哪些问题?
答:(1)测定的酶反应速度必须是初速度:一般指底物消耗量在5%以内或是食物形成占总产量的15%一下时的速度,只有初速度才与底物浓度成正比;
酶工程 考试重点
第二章微生物发酵产酶
名词解释
酶生物合成的诱导作用:加入某些物质使酶的生物合成开始或加速进行的现象
酶生物合成的反馈阻遏作用:又称产物阻遏作用,是指酶催化反应的产物或代谢途径的末端产物使该酶的生物合成受到阻遏的现象
分解代谢物阻遏作用:是指某些物质(主要是指葡萄糖和其他容易利用的碳源等)经过分解代谢产生的物质阻遏某些酶(主要是诱导酶)生物合成的现象
判断组成酶or诱导酶受什么阻遏
固定化细胞:又称为固定化活细胞或固定化增殖细胞,指采用各种方法固定在载体上,在一定的空间范围进行生长、繁殖和新陈代谢的细胞
固定化原生质体:是指固定在载体上,在一定的空间范围内进行新陈代谢的原生质体
原生质体:是除去细胞壁后由细胞膜及包内物质组成的微球体。原生质体由于除去细胞壁这一扩散屏障,有利于胞内物质透过细胞膜分泌到细胞外,可以用于胞内酶等胞内产物的生产。
问答题
何为细胞产酶动力学,简述其动力学模型
产酶动力学主要研究发酵过程中细胞产酶速率以及各种因素对产酶速率的影响规律,主要为宏观产酶动力学。
根据细胞产酶模式的不同,产酶速率和细胞生长速率的关系也有所不同。
1)同步合成型的酶:其产酶与细胞生长欧联,在平衡期产酶速率为零,即非生长偶联的比
产酶速率β=0 方程: dE /dt=αμX
2)中期合成型的酶:在培养液中有阻遏物存在,α=0,无酶产生。在此阶段的产酶动力学
方程与同步合成型相同
3)滞后合成型:其合成模式为非生长偶联行,生长偶联的比产酶系数α=0 方程: dE
/dt=βX
4)延续合成型的酶:在细胞生长期和平衡期均可以产酶,产酶速率是生长偶联与非生长偶
酶工程考试重点
1.酶:是由活细胞产生的,具有高效、专一催化功能的生物大分子。
分为蛋白类酶(P酶)和核酸类酶(R酶)
2.酶工程:是生物技术的重要分支,它是酶学和微生物学的基本原理与化学工程有机结合而产生的交叉科学技术,他是从应用的目的出发,研究酶的生产与应用的一门技术性科学。
3.可分为化学酶工程和生物酶工程。
化学酶工程主要指天然酶、化学修饰酶、固定化酶及化学人工酶的研究与应用;生物酶工程是酶学和以基因重组技术为主的现代分子生物学技术相结合的产物,主要包括①用基因工程技术大量生产酶(克隆酶)②修改酶基因产生遗传修饰酶(突变酶)③设计新的酶基因,合成自然界不曾有的新酶。
4.酶工程的主要任务是经过预先设计,通过人为操作,获得人们所需要的酶,并通过各种方法使酶充分发挥其催化功能。
5.食品酶工程是将酶工程的理论与技术应用于食品工业领域,将酶学基本原理与食品工程相结合,为新型食品及食品原料的发展提供技术支持。
6.锁钥学说:当底物契合到酶蛋白的活性中心时,很像一把钥匙插入到一把锁中,因而使底物发生催化反应。中间产物学说:第五必须首先与酶形成中间复合物,然后再转变为产物,并重新释放出游离的酶。诱导契合学说:酶分子的构象与底物原来并非恰当吻合,只有当底物分子与酶分子相碰撞时,可诱导酶蛋白的构象变得能与底物配合,才结合形成中间络合物,进而引起第五份子发生相应的化学变化。
7.核酸类酶:具有催化活性的RNA
8.酶催化作用的特点:①酶的温和性②专一性③高效性④可调性机理:降低反应活化能。
9.酶活性的调节:《1》酶的可逆共价调节:指酶蛋白分子上的某些残基在另一种酶的催化下进行可逆的共价修饰,从而使酶在活性形式与非活性形式之间相互转变的过程;《2》酶的别构调节:指某些化合物(成为配给或效应物)与酶的活性中心以外的位点结合后,引起酶蛋白构象的变化,从而改变酶活性的方式,能发生别构效应的酶称为别构酶。别构酶有多亚基,两中心(活性中心(负责对底物的结合与催化)、别构中心(可结合效应物,负责调解酶促反应的速率))
酶工程期末考试题及答案
酶工程期末考试题及答案
酶工程是一门新兴的交叉学科,涉及化学、生物学、工程学等多个学科领域。作为一名酶工程学生,期末考试对于我们来说是一项非常重要的考验。下面我将介绍一些可能出现在酶工程期末考试中的题目和答案。
一、选择题
1. 以下哪项不是酶的分类方式?
A. 酸性酶
B. 超微生物酶
C. 细胞外酶
D. 工业用酶
正确答案:B
2. 下面哪些因素不会影响酶催化反应的速率?
A. 酶浓度
B. 底物浓度
C. 温度
D. pH值
正确答案:B
3. 下面哪种酶是蛋白酶的前体?
A. 胰岛素
B. 胃蛋白酶原
C. 胰蛋白酶原
D. 胰激肽原
正确答案:C
二、填空题
1. 酶活性受环境影响,会在 pH 为_____,温度为_____的情况下达到最大值。
正确答案: 7-8, 35-40℃
2. 酶切割谷氨酰胺和精氨酰胺的酶是_____。
正确答案:转铁蛋白酶
3. 醛缩酶是一种能催化_____和_____之间的反应的酶。
正确答案:醛类, 氨基酸
三、简答题
1. 什么是酶反应速率?如何计算酶反应速率?
酶反应速率是指酶催化底物转化为产物的速率。计算酶反应速率需要知道在单位时间内底物转化为产物的数量。
2. 什么是酶的底物?
酶的底物是指酶催化反应过程中所作用的物质,它通常是一种分子,可以被酶催化转化为产物。
3. 请简述酶的工业应用。
酶广泛应用于食品、药品、环保等众多领域,例如在面包、啤酒、酪制品等食品加工过程中,酶用于改善产品的口感和品质。
在制药领域,酶可以被用作药物合成的催化剂。在环保方面,酶可以被用来降解有害化学物质,以保护我们的环境。
酶工程期末考试试题
酶工程期末考试试题
一、选择题
1、酶工程研究的主要内容是()
A.酶分子的定向进化
B.酶的分离、纯化及活力测定
C.酶的发酵生产
D.酶的化学修饰和固定化
答案:A
2、在酶工程中,常用的固定化方法有()
A.吸附法、共价偶联法、交联法
B.吸附法、共价偶联法、包埋法
C.吸附法、化学修饰法、包埋法
D.共价偶联法、化学修饰法、包埋法
答案:B
3、下列哪个不是酶工程的研究对象()
A.植物酶的分离与纯化
B.微生物酶的发酵生产
C.酶分子的定向进化
D.酶的化学修饰和固定化
答案:A
二、简答题
1、什么是酶工程的定义?其研究的主要内容是什么?
答:酶工程是利用酶的催化作用,将酶进行分离、纯化、改性、合成和固定化等技术,应用于工业生产、环境保护、医药卫生等领域的一门新兴学科。其研究的主要内容包括:酶的分离、纯化及活力测定;酶的化学修饰和固定化;酶的发酵生产;酶分子的定向进化等。
2、请简述固定化酶的概念及其制备方法。
答:固定化酶是指将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上,使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。其制备方法包括:吸附
法、共价偶联法、包埋法等。
工程光学期末考试试题
一、选择题(每题2分,共20分)
1、在下列光学仪器中,利用光的折射现象的是:
A.平面镜
B.凹面镜
C.凸面镜
D.透镜
2、下列光学仪器中,利用光的反射现象的是:
A.平面镜
B.凹面镜
C.凸面镜
D.透镜
3、在下列光学仪器中,能够缩小视觉范围的是:
A.平面镜
B.凸面镜
C.凹面镜
D.透镜
4、在下列光学仪器中,利用光的折射现象的是:
A.平面镜
B.凹面镜
C.凸面镜
《酶工程》试卷B及答案
《酶工程》课程试卷B
专业: 考试日期:
试卷所需时间:120分钟 闭卷 试卷总分:100分
一.名词解释(共10小题,每小题3分,共30分)
1. 大分子结合修饰
2. 核酶
3. 临界温度
4.酶活回收率
5. 包埋法
6. 锁钥理论
7. 固定化酶
8. 模拟酶
9. 交错延伸PCR 10. 免疫拷贝法
二.判断题(对打“√”,错打“╳”。共10小题,每题1分,共10分)
1. 如果某种酶有几种底物,则对每一种底物各有一个特定Km 值,其中Km 值最大的底物一般称为该酶的最适底物或天然底物。( )
2.若酶促反应持续时间缩短,则此条件下测得的最适反应温度往往偏低。( ) 3.化学修饰剂聚乙二醇(PEG)既溶于水,也溶于有机溶剂,而且免疫原性和毒性很低。( )
4.有机相酶催化必需微量的水,这对于维持酶活性结构非常重要。( ) 5. 虽然米氏方程对许多酶提供了很好的实验数据模式,但少数酶与米氏方程不相符合,如诱导酶。( )
6.从最佳的抽提效果着眼,最好远离待抽提酶的等电点。也就是说,酸性蛋白质宜用碱性溶液抽提,碱性蛋白质宜用酸性溶液。( )
7. 酶作用机制的“锁钥理论”无法解释酶催化反应中的可逆反应。( )
8.膜分离过程中,膜的作用是选择性地让小于其孔径的物质颗粒成分或分子通过,而把大于其孔径的颗粒截留。( )
9.固定化酶的活力在多数情况下比天然酶高,其底物专一性可能发生改变。( ) 10.采用化学修饰法确定某种氨基酸残基在酶分子中所存在的状态(表面或分子内
部),通常表面基团能反应,而分子内部不能反应。( )
酶工程重点专业资料
第二部分考核内容与考核目的
第一章酶工程基础
一、学习目的与规定
规定学生识记酶工程的定义、研究内容及学科的发展历程。了解酶工程的发展方向和趋势。
二、考核知识点与考核目的
1、重点
酶工程的定义(识记)
酶工程:酶的生产.改性与应用技术过程
酶工程(Enzyme Engineering)即运用酶的催化作用,在一定的生物反映器中,将相应的原料转化成所需的产品
酶工程的应用范围1对生物宝库中存在天然酶的开发和生产2酶的分离纯化及鉴定技术3酶的固定化技术(酶和细胞固定化)4酶反映器的研制和应用5与其他生物技术领域的交叉和渗透.其中固定化酶技术是酶工程的核心.事实上有了酶的固定化技术,酶在工业生产中的运用价值才真正得以体现
酶工程的研究内容(识记)。酶工程是现代酶学理论与化工技术的交叉技术,它的应用重要集中于食品工业、轻工业和医药工业等领域。
➢对生物宝库中存在天然酶的开发和生产;
➢自然酶的分离纯化及鉴定技术;
➢酶的固定化技术(酶和细胞固定化);
➢酶反映器的研制和应用;
➢与其他生物技术领域的交叉和渗透;
2、次重点
酶工程的发展方向和趋势(理解)
酶在生物技术领域的用途:用酶除去细胞壁,如用溶菌酶除去细菌细胞壁;酶在大分子切割方面应用,如限制性内切核酸酶.DNA外切核酸酶;酶在分子拼接方面的应用,如DNA连接酶、DNA聚合酶
第二章酶的发酵工程
一、学习的目的与规定
规定学生掌握酶生物合成的诱导作用、酶生物合成的反馈阻遏作用。掌握酶发酵工艺条件及其控制,理解酶发酵动力学。
酶的发酵生产:通过预先设计,通过人工操作,运用微生物的生命活动获得所需的酶的技术过程,称为酶的发酵生产
酶工程考试题目
酶⼯程考试题⽬
酶⼯程考试复习资料
⼀、名词解释(3×5=15分)
(注意:回答⼀为课本上的原话,回答⼆为⽼师PPT上的内容,回答三为百度搜索结果,⼤家根据⾃⼰的情况选择适合⾃⼰的答案,避免雷同)
1.化学酶⼯程:
化学酶⼯程也可称为初级酶⼯程,酶⼯程主要采⽤两种⽅法。⼀是化学酶⼯程,即通过对酶的化学修饰或固定化处理,改善酶的性质以提⾼酶的效率和减低成本,甚⾄通过化学合成法制造⼈⼯酶;另⼀种是⽣物酶⼯程,即⽤基因重组技术⽣产酶以及对酶基因进⾏修饰或设计新基因,从⽽声查性能稳定,具有新的⽣物活性及催化效率更⾼的酶。因此酶⼯程可以说是把酶学基本原理与化学⼯程技术及重组技术有机结合⽽形成的新型应⽤技术。
2.酶的光学异构专⼀性
回答⼀:当底物具有旋光异构体时,酶只能催化L型和D型两个对映体中的⼀个。
回答⼆:只作⽤于具有不对称碳原⼦造成的镜像异构体(光学异构体)中的1种。
3.酶的活性中⼼
回答⼀:在构成酶分⼦的氨基酸残基中只有少数的氨基酸残基与酶的催化活性相关,通常将这些氨基酸集中的、与酶的活性相关的区域称为酶的活性中⼼。
回答⼆:酶分⼦中直接与底物结合,并催化底物发⽣化学反应的部位,称为酶的活性中⼼
回答三:酶分⼦上与催化活性直接相关的少数氨基酸残基组成的催化区域
4.酶催化的邻近效应
回答⼀:所谓邻近效应,就是底物的反应基团与酶的催化基团越靠近,其反应速度越快。
回答⼆: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。
回答三:邻近效应是指酶与底物结合形成中间复合物以后,使底物和底物之间,酶的催化基团与底物之间结合于同⼀分⼦⽽使有效浓度得以极⼤的升⾼,从⽽使反应速率⼤⼤增加的⼀种效应
酶工程考试重点
WHU生科院酶工程考试重点
蝉整理O(∩_∩)O~
生物催化剂:
1. 更高的催化效率:酶催化的反应速率是相应的无催化反应速率的108~1020倍,并且至少高出非酶催化反应速率几个数量级。
2. 更高的反应专一性:酶分子特定的空间结构决定了其特定的底物专一性。
3. 温和的反应条件:一般的化学催化往往需要高温、高压和极端的pH条件。
4. 具有调节能力:许多酶的催化活性可受到多种调节机制的灵活调节,如别构调节、酶的共价修饰调节、酶合成与降解的调节。
5. 酶的本质是蛋白质:易变性和降解。
酶:
酶是一种高效、高度专一、和生命活动密切相关的、蛋白质性质的生物催化剂。
1)所有的酶都是由生物体产生的(甚至病毒)
2)酶和生命活动密切相关
a. 酶参与了生物体内所有的生命活动和生命过程
①执行具体的生理功能
②清除有害物质,起保护作用
③协同激素等生理活性物质在体内发挥信号转换、传递和放大作用,调节生理过程和生
命活动。
④催化代谢反应,建立各种各样代谢途径和代谢体系。
b. 酶的组成和分布是生物进化与组织功能分化的基础
c. 酶能在多种水平上进行调节以适应生命活动的需要
酶的本质:
酶的化学本质是蛋白质.
绝大部分酶是蛋白质。或主要是蛋白质为核心的酶作为催化剂,但随科学发展不排斥有其他类型的催化剂存在。
活性中心:
酶分子上与催化活性直接相关的少数氨基酸残基组成的催化区域,称作酶的活性中心(active center).
包括结合部位(binding site)和催化部位(catalytic site)。
1. 活性中心在种系进化上的严格保守性
酶工程期末考试题,DOC
酶工程期末考试题
一.名词解释:(每题2分,共22分)
1.酶工程
2.酶催化的专一性
3.固定化酶
4.等密度梯度离心
5.酶化学修饰
6.酶的非水相催化
7.
8.
9.
二.
1.
2.
3.
4.
5.
三.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
四.
1.
2.
3.
答案部分:
一.名词解释:
1.酶工程:酶的生产,改性与应用的技术过程
2.酶催化的专一性:在一定条件下,一种酶只能催化一种或者一类结构相似的底物进行某种
类型反应的特性。
3.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。
4.等密度梯度离心:当欲分离的不同颗粒的密度范围处于离心介质的密度范围内,在离心力
的作用下,不同浮力密度的颗粒在沉降或者漂浮时,经过足够长的时间久可以移动到与它们各自的浮力密度恰好相等的位置,形成区带,这种方法叫做等密度梯度离心。
5.酶化学修饰:通过各种方式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。
6.酶的非水相催化:酶在非水介质中的催化作用称为酶的非水相催化。
7.酶反应器:用于酶进行催化反应的容器以及附属设备称为酶反应器
8.模拟酶:用合成高分子来模拟酶的结构、特性、作用原理以及酶在生物体内的化学反应过
程,这种高分子称为模拟酶。
9.抗体酶:具有催化能力的免疫球蛋白。
10.酶定向进化:模拟自然进化过程,如随机突变和自然选择,在体外进行酶基因的人工随机
突变,建立突变基因文库,在人工控制条件的特殊坏境下,定向选择得到具有优良催化特性的酶的突变体的技术过程。
11.生物传感器:利用一种能与换能元件在空间上直接接触的生物识别元件提供特殊的定量或
酶工程复习资料
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1、酶工程的定义,研究的主要内容
酶的生产、改性与应用的技术过程称为酶工程
研究的主要内容包括:微生物细胞发酵产酶,动植物细胞培养产酶,酶的提取与分离纯化,酶分子修饰,酶、细胞、原生质体固定化,酶非水相催化,酶定向进化,酶反应器和酶的应用等
酶工程的主要任务是经过预先设计,通过人工操作获得人们所需的酶,并通过各种方法使酶的催化特性得以改进,充分发挥其催化功能。
2、酶的基本特征,酶命名的方法有哪些,蛋白类酶的分类方法
基本特征:专一性强,催化效率高,作用条件温和等
每一种具体的酶都有其具体的推荐名和系统命名。推荐名是在惯用名称的基础上,加以选择和修改而成的。酶的推荐名由两部分组成,第一部分为底物名称,第二部分为催化反应的类型,后面加一个酶字,不管酶的催化是正反应还是逆反应,都用同一个名,如葡萄糖氧化酶,表明该酶的作用底物是葡萄糖催化反应类型是氧化反应。
酶的系统命名更加详细更准确地反映出该酶所催化的反应。系统命名包括了酶的作用底物酶作用的基团及催化反应的类型,如上述葡萄糖氧化酶的系统命名“β-D-葡萄糖:氧1-氧化还原酶”,表明该酶所催化的反应以β-D-葡萄糖为脱氢的供体,氧为氢受体,催化作用在第一个碳原子基团上进行,所催化反应属于氧化还原反应。
蛋白酶类的分类
1、按照酶催化作用的类型,将蛋白酶类分为六大类,氧化还原酶,转移酶,水
解酶裂合酶,异构酶,合成酶
2、每个大类中,按照酶作用的底物、化学键或者基团的不同,分为若干亚类
3、每一亚类再分为若干小类
4、每一小类包含若干个具体的酶、
3、酶的生产方法有哪些
酶的生产是指通过人工操作而获得所需的酶的技术过程
酶的生产方法分为提取分离法、生物合成法、化学合成法3种,其中提取分离法是最早采用并沿用至今的方法,生物合成法是20世纪50年代以来酶生产的主要方法,而化学合成法至今仍停留在实验室阶段
4、酶的生产合成调节理论,包括操纵子,诱导作用,阻遏作用
1、操纵子在原核基因组中,由几个功能相关的结构基因及其调控区组成的一个基因表达的协同单位.
①结构基因是决定某一多肽的DNA 模板,可根据其上的碱基顺序转录出相应的mRNA,然后再可通过核糖体转译出相应的酶
②启动子:能被依赖于DNA的RNA聚合酶所识别的碱基顺序,是RNA聚合酶的结合部位和转录起点
③操纵基因:位于启动基因和结构基因之间的一段碱基顺序,是阻遏蛋白的结合位点,能通过与阻遏物相结合来决定结构基因的转录是否能进行
④调节基因:用于编码组成型调节蛋白的基因,一般远离操纵子,但在原核生物中,可以位于操纵子旁边,编码调节蛋白。
2、酶合成调节的类型:诱导和阻遏
诱导:凡能促进酶生物合成的现象。
阻遏:凡能阻碍酶生物合成的现象。
1) 酶合成的诱导
•组成酶(固有酶):不依赖底物或底物结构类似物的存在而合成的酶。如:EMP途径的一些酶。
•诱导酶:依赖于底物或底物结构类似物的存在而合成的酶。如:乳糖酶。
•诱导物:促进诱导酶产生的物质。底物或结构类似物,如:异丙基-β-D-硫代半乳糖苷
•诱导作用的类型
–同时诱导:诱导物加入后,微生物能同时诱导出几种酶的合成,主要存在于短的代谢途径中。
–顺序诱导:先合成能分解底物的酶,再合成分解各中间代谢物的酶达到对复杂代谢途径的分段调节。
2) 阻遏
•分解代谢物阻遏:当微生物在含有两种能够分解底物的培养基中生长时,利用快的那种分解底物会阻遏利用慢的底物的有关酶的合成的现象。
–最早发现于大肠杆菌生长在含葡萄糖和乳糖的培养基时,故又称葡萄糖效应。分解代谢物阻遏导致出现“二次生长
–直接作用者是优先利用的碳源的中间代谢物—实质是:因代谢反应链中某些中间代谢物或末端代谢物的过量积累而阻遏代谢中一些
酶的合成的现象。
•反馈阻遏:也称末端产物阻遏:催化作用的产物或代谢途径的末端产物使酶的生物合成受阻的现象。
–引起反馈阻遏的物质,称为共阻遏物(辅阻遏物)。
–组氨酸对组氨酸合成途径中的10种酶的生物合成均起反馈作用
–过量的精氨酸阻遏了参与合成精氨酸的许多酶的合成。
5、酶生物合成的诱导机制
加入某些物质使酶的生物合成开始或加速进行的现象,称酶生物合成的诱导作用能够引起诱导作用的物质称诱导物,诱导物一般是酶催化作用的底物或其底物类似物如,β-半乳糖苷酶的作用底物乳糖及其底物类似物异丙基-β-D-硫代半乳糖苷诱导,β-半乳糖苷酶的生物合成。
一般来说不同的酶有各自不同的诱导物,但有些诱导物可以同一酶系的若干种酶,如,,β-半乳糖苷酶可以同时诱导,β-半乳糖苷酶透过酶和,β-半乳糖乙酰化酶、
6、酶生物合成的模式及特点
同步合成型;是酶的生物合成与细胞生长同步进行的一种酶生物合成模式,该类酶的生物合成可以由其诱导物诱导生成,但是不受分解代谢物的阻遏作用,也不
受产物的反阻遏作用。
延续合成型;是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较长时间的一种生物合成模式,该类酶的生物合成可以由其诱导物诱导生成,一般不受分解代谢物的阻遏作用,该类酶在细胞生长达到平衡期后,仍然可以延续合成,说明这些酶所对应的mRNA相当稳定,在平衡期以后的相当长的一段时间内仍可以通过翻译而合成其所对应的酶
中期合成型;在细胞生长一段时间后才开始,而在细胞进入平衡期以后,酶的生物合成也随之停止。该类酶的生物合成受到产物的反阻遏作用或分解代谢物的阻遏作用,而酶所对应的mRNA的稳定性较差。
滞后合成型;是在细胞生长一段时间或者进入平衡期后才开始生物合成并大量积累,该类酶所对应的mRNA稳定性好,可以在细胞生长进入平衡期后相当长一段时间内,继续进行酶的生物合成。
7、何谓细胞产酶动力学
产酶动力学主要研究发酵过程中细胞产酶速率以及各种因素对产酶速率的影响规律,产酶动力学可以从整个发酵系统着眼,研究群体细胞的产酶速率以及其影响因素,称为宏观产酶动力学,也可以慈宁宫细胞内部着眼,研究细胞中酶合成速率及其影响因素,谓之微观产酶动力学。
8、培养基的定义及作用
是发酵过程或动植物细胞大量培养中供微生物或动、植物细胞的生长、繁殖或积累代谢产物,
以合成生物化工产品所必需的营养基质。
按用途分类:
①基础培养基,营养需求相似的一些生物其所需的营养物大体相同,因之可配制一种适合于它们共同需要的含有基本营养成分的基础培养基;
②增殖培养基,又称丰富培养基,常用于菌种选育方面。它是由基础培养基,再加入特殊的营养物质,以使某种差异型微生物在其中迅速生长繁殖;
③鉴别培养基,即在培养基中加入某种试剂,从而在培养过程中表现出特殊反应,用以鉴别不同类型的微生物,如无菌试验用的酚红肉汤培养基,就是一种鉴别培养基;
④选择培养基,根据某些微生物具有特殊营养要求,或对某些化学物质具有抗性而设计的,例如在配方中加入某种化学药物,以限制对敏感菌的生长繁殖,而将对其不敏感的所需的微生物分离出来。如在分离酵母菌时,可加入青霉素、链霉素等以抑制细菌的生长。
培养基还可根据其形态分成液体或固体培养基。例如用于无菌试验的肉汤培养基为液体培养基。用于培养青霉菌孢子的小米或大米为固体培养基,在培养基中加入适量琼脂而形成的凝胶培养基,也称固体培养基。
9、提高没产量的措施有哪些
1、添加诱导物,诱导物一般分为三类;酶的作用底物、酶的催化反应物和作用底物的类似物
2、控制阻遏物的浓度
3、添加表面活性剂
4、添加产酶促进剂10、酶失活和变性的定义
就是由于外界环境(高温、PH等)的改变而导致酶的蛋白质分子结构发生改变,从而导致具有催化作用的酶的作用效果消失
酶失活外界条件发生变化,如温度过低等(一定范围内),酶的活性暂时丧失,没有了催化能力。失活有可能复活。如温度回复到常温等。