《酶工程》课后习题答案

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第一章1.简述酶与一般催化剂的共性以及作为生物催化剂的特点共同点:只能催化热力学所允许的的化学反应,缩短达到化学平衡的时间,而不改变平衡点:反应前后酶本身没有质和量的改变:很少量就能发挥较大的催化作用:其作用机理都在于降低了反应的活化能。

酶作为生物催化剂的特点:1.极高的催化率;2.高度专一性;3.酶活的可调节性;酶的不稳定性。

5.酶失活的因素和机理。

酶失活的因素主要包括物理因素,化学因素和生物因素物理因素1热失活:热失活是由于热伸展作用使酶的反应基团和疏水区域暴露,促使蛋白质聚合。

2冷冻和脱水:很多变构酶在温度降低是会产生构象变化。

在冷冻过程中,溶质(酶和盐)随着水分子的结晶而被浓缩,引起酶微环境中的pH和离子强度的剧烈改变,很容易引起蛋白质的酸变性。

3.辐射作用:电离辐射和非电离辐射都会导致多肽链的断裂和酶活性丧失。

4.机械力作用:化学因素1.极端pH:极端pH远离蛋白质的等电点,酶蛋白相同电荷间的静电斥力会导致蛋白肽链伸展,埋藏在酶蛋白内部非电离残基发生电离,启动改变。

交联或破坏氨基酸的化学反应,结果引起不可逆失活。

极端pH也容易导致蛋白质水解。

2.氧化作用:酶分子中所含的带芳香族侧链的氨基酸以及Met, Cys等,与活性氧有极高的反应性,极易受到氧化攻击。

3.聚合作用:加热或高浓度电介质课破坏蛋白质胶体溶液的稳定性,促使蛋白质结构发生改变,分子间聚合并沉淀。

4.表面活性剂和变性剂:表面活性剂主要改变酶分子正常的折叠,暴露酶分子疏水内核的疏水基团,使之变性;变性剂与酶分子结合,改变其稳定性,使之发生变性。

生物因素微生物或蛋白水解酶的作用使酶分子被水解。

6.简述酶活力测定方法的原理直接测定法:有些酶促反应进行一段时间后,酶底物或产物的变量可直接检测。

间接测定法:有些酶促反应的底物或产物不易直接检测,一次必须与特定的化学试剂反应,形成稳定的可检测物。

酶偶联测定法:与间接测定法相类似,只是使用一指示酶,使第一酶的产物在指示酶的作用下转变成可测定的新产物。

酶工程习题(含参考答案)

酶工程习题(含参考答案)

酶工程习题(含参考答案)一、单选题(共47题,每题1分,共47分)1.酶的提取是()的技术过程。

A、从含酶物料中分离获得所需酶B、使胞内酶从含酶物料中充分溶解到溶剂或者溶液中C、从含酶溶液中分离获得所需酶D、使酶从含酶物料中充分溶解到溶剂或者溶液中正确答案:D2.有些酶在细胞进入平衡期以后还可以继续合成较长的一段时间,这是由于()。

A、该酶所对应的mRNA稳定性好B、该酶所对应的DNA稳定性好C、细胞自溶后使酶分泌出来D、培养基中还有充足的营养成分正确答案:A3.对酶的空间结构和催化机理有充分了解的基础上,对酶的结构进行精确的调控,从而获得具有所需催化活性的新酶的方法称为()。

A、酶的人工改造B、酶的理性设计C、酶的定向进化D、酶的理性进化正确答案:B4.DNA重排操作中,由亲本基因通过DNase I剪切获得的随机片段()。

A、具有同样长度、无序列倾向性B、具有同样长度、有序列倾向性C、具有不同长度、无序列倾向性D、具有不同长度、有序列倾向性正确答案:D5.天苯肽是由()缩合而成。

A、L-天冬氨酸的a-羧基与D-苯丙氨酸甲酯的a-羧基B、L-天冬氨酸的a-羧基与L-苯丙氨酸甲酯的氨基C、L-天冬氨酸的a-羧基与L-苯丙氨酸的氨基D、L-天冬氨酸的a-羧基与L-苯丙氨酸甲酯的a-羧基正确答案:B6.以下以代号表示的试剂中哪种能用于组氨酸咪唑基的化学修饰的()。

A、DNFBB、DNSC、DPCD、DTNB正确答案:C7.搅拌罐反应器中进行某酶催化反应,反应液体积为5立方米,反应液温度从20℃升至40℃,热利用率为80%,反应过程中实际所需热量为()kcal。

A、125000B、125C、80D、80000正确答案:A8.以下不是用于酶分子修饰的大分子修饰剂的是()。

A、戊二醛B、右旋糖苷C、肼D、聚乙二醇E、肝素正确答案:A9.动物细胞的营养要求较复杂,必须供给各种氨基酸、维生素、激素和生长因子等,一般加入()就可以满足要求。

酶工程习题及答案

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酶工程试题(A)一名词解释(每题3分,共计30分)1. 酶工程:又叫酶技术,是酶制剂的大规模生产和应用的技术。

2.自杀性底物:底物经过酶的催化后其潜在的反应基团暴露,再作用于酶而成为酶的不可逆抑制剂,这种底物叫自杀性底物。

3.别构酶;调节物与酶分子的调节中心结合后,引起酶分子的构象发生变化,从而改变催化中心对底物的亲和力,这种影响被称为别构效应,具有别构效应的酶叫别构酶4.诱导酶:有些酶在通常的情况下不合成或很少合成,当加入诱导物后就会大量合成,这样的酶叫诱导酶5.Mol催化活性:表示在单位时间内,酶分子中每个活性中心转换的分子数目6.离子交换层析:利用离子交换剂作为载体这些载体在一定条件下带有一定的电荷,当带相反电荷的分子通过时,由于静电引力就会被载体吸附,这种分离方法叫离子交换层析。

7.固定化酶:通过物理的或化学的方法,将酶束缚于水不溶的载体上,或将酶束缚于一定的空间内,限制酶分子的自由流动,但能使酶发挥催化作用的酶8.修饰酶:在体外用一定的化学方法将酶和一些试剂进行共价连接后而形成的酶9.非水酶学:通常酶发挥催化作用都是在水相中进行的,研究酶在有机相中的催化机理的学科即为非水酶学10模拟酶:利用有机化学合成的方法合成的比酶结构简单的具有催化作用的非蛋白质分子叫模拟酶。

二填空题(每空1分,共计30分)1.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。

2.求Km最常用的方法是双倒数作图法。

3.多底物酶促反应的动力学机制可分为两大类,一类是序列机制,另一类是乒乓机制。

4.可逆抑制作用可分为竞争性,反竞争性,非竞争性,混合性;5.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。

6.酶活力的测定方法可用终止反应法和连续反应法。

7.酶制剂有四种类型即液体酶制剂,固体酶制剂,纯酶制剂和固定化酶制剂。

《酶工程》 课后习题答案

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① 酶工程:由酶学与化学工程技术、基因工程技术、微生物学技术相结合而产生的一门新技术,是工业上有目的地设计一定的反应器和反应条件,利用酶的催化功能,在常温常压下催化化学反应,生产人类所需产品或者服务于其它目的地一门应用技术。

② 比活力:指在特定条件下,单位质量的蛋白质或者 RNA 所拥有的酶活力单位数。

③ 酶活力:也称为酶活性,是指酶催化某一化学反应的能力。

其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。

④ 酶活国际单位 : 1961 年国际酶学会议规定:在特定条件(25℃,其它为最适条件 )下,每分钟内能转化1 μmol 底物或者催化1 μmol 产物形成所需要的酶量为 1 个酶活力单位,即为国际单位(IU)。

⑤ 酶反应动力学:指主要研究酶反应速度规律及各种因素对酶反应速度影响的科学。

酶的研究简史如下:(1)不清晰的应用:酿酒、造酱、制饴、治病等。

(2)酶学的产生: 1777 年,意大利物理学家 Spallanzani 的山鹰实验; 1822 年,美国外科医生 Beaumont 研究食物在胃里的消化; 19 世纪 30 年代,德国科学家施旺获得胃蛋白酶。

1684 年,比利时医生Helment 提出 ferment—引起酿酒过程中物质变化的因素(酵素);1833 年,法国化学家 Payen 和Person 用酒精处理麦芽抽提液,得到淀粉酶; 1878 年,德国科学家 K hne 提出 enzyme—从活生物体中分离得到的酶,意思是“在酵母中”(希腊文)。

(3)酶学的迅速发展(理论研究): 1926 年,美国康乃尔大学的”独臂学者”萨姆纳博士从刀豆中提取出脲酶结晶,并证明具有蛋白质的性质;1930 年,美国的生物化学家 Northrop 分离得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶结晶,确立了酶的化学本质。

I.酶工程发展如下:①1894 年,日本的高峰让吉用米曲霉制备淀粉酶,酶技术走向商业化:②1908 年,德国的Rohm 用动物胰脏制得胰蛋白酶,皮革软化及洗涤;③1911 年, Wallerstein 从木瓜中获得木瓜蛋白酶,用于啤酒的澄清;④1949 年,用微生物液体深层培养法进行-淀粉酶的发酵生产,揭开了近代酶工业的序幕;⑤1960 年,法国科学家 Jacob 和 Monod 提出的控制子学说,阐明了酶生物合成的调节机制,通过酶的诱导和解除阻遏,可显著提高酶的产量;⑥1971 年各国科学家开始使用“酶工程”这一位词。

酶工程 课后习题答案

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第一章酶工程基础1.名词解释:酶工程、比活力、酶活力、酶活国际单位、酶反应动力学①酶工程:由酶学与化学工程技术、基因工程技术、微生物学技术相结合而产生的一门新技术,是工业上有目的地设计一定的反应器和反应条件,利用酶的催化功能,在常温常压下催化化学反应,生产人类所需产品或服务于其它目的地一门应用技术。

②比活力:指在特定条件下,单位质量的蛋白质或RNA所拥有的酶活力单位数。

③酶活力:也称为酶活性,是指酶催化某一化学反应的能力。

其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。

④酶活国际单位: 1961年国际酶学会议规定:在特定条件(25℃,其它为最适条件)下,每分钟内能转化1μmol底物或催化1μmol产物形成所需要的酶量为1个酶活力单位,即为国际单位(IU)。

⑤酶反应动力学:指主要研究酶反应速度规律及各种因素对酶反应速度影响的科学。

2.说说酶的研究简史酶的研究简史如下:(1)不清楚的应用:酿酒、造酱、制饴、治病等。

(2)酶学的产生:1777年,意大利物理学家 Spallanzani 的山鹰实验;1822年,美国外科医生 Beaumont 研究食物在胃里的消化;19世纪30年代,德国科学家施旺获得胃蛋白酶。

1684年,比利时医生Helment提出ferment—引起酿酒过程中物质变化的因素(酵素);1833年,法国化学家Payen和Person用酒精处理麦芽抽提液,得到淀粉酶;1878年,德国科学家Kűhne提出enzyme—从活生物体中分离得到的酶,意思是“在酵母中”(希腊文)。

(3)酶学的迅速发展(理论研究):1926年,美国康乃尔大学的”独臂学者”萨姆纳博士从刀豆中提取出脲酶结晶,并证明具有蛋白质的性质;1930年,美国的生物化学家Northrop分离得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶结晶,确立了酶的化学本质。

3.说说酶工程的发展概况I.酶工程发展如下:①1894年,日本的高峰让吉用米曲霉制备淀粉酶,酶技术走向商业化:②1908年,德国的Rohm用动物胰脏制得胰蛋白酶,皮革软化及洗涤;③1911年,Wallerstein从木瓜中获得木瓜蛋白酶,用于啤酒的澄清;④1949年,用微生物液体深层培养法进行a-淀粉酶的发酵生产,揭开了近代酶工业的序幕;⑤1960年,法国科学家Jacob和Monod提出的操纵子学说,阐明了酶生物合成的调节机制,通过酶的诱导和解除阻遏,可显著提高酶的产量;⑥1971年各国科学家开始使用“酶工程”这一名词。

(完整版)酶工程习题及答案

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酶工程试题(A)一名词解释(每题3分,共计30分)1. 酶工程:又叫酶技术,是酶制剂的大规模生产和应用的技术。

2.自杀性底物:底物经过酶的催化后其潜在的反应基团暴露,再作用于酶而成为酶的不可逆抑制剂,这种底物叫自杀性底物。

3.别构酶;调节物与酶分子的调节中心结合后,引起酶分子的构象发生变化,从而改变催化中心对底物的亲和力,这种影响被称为别构效应,具有别构效应的酶叫别构酶4.诱导酶:有些酶在通常的情况下不合成或很少合成,当加入诱导物后就会大量合成,这样的酶叫诱导酶5.Mol催化活性:表示在单位时间内,酶分子中每个活性中心转换的分子数目6.离子交换层析:利用离子交换剂作为载体这些载体在一定条件下带有一定的电荷,当带相反电荷的分子通过时,由于静电引力就会被载体吸附,这种分离方法叫离子交换层析。

7.固定化酶:通过物理的或化学的方法,将酶束缚于水不溶的载体上,或将酶束缚于一定的空间内,限制酶分子的自由流动,但能使酶发挥催化作用的酶8.修饰酶:在体外用一定的化学方法将酶和一些试剂进行共价连接后而形成的酶9.非水酶学:通常酶发挥催化作用都是在水相中进行的,研究酶在有机相中的催化机理的学科即为非水酶学10模拟酶:利用有机化学合成的方法合成的比酶结构简单的具有催化作用的非蛋白质分子叫模拟酶。

二填空题(每空1分,共计30分)1.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。

2.求Km最常用的方法是双倒数作图法。

3.多底物酶促反应的动力学机制可分为两大类,一类是序列机制,另一类是乒乓机制。

4.可逆抑制作用可分为竞争性,反竞争性,非竞争性,混合性;5.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。

6.酶活力的测定方法可用终止反应法和连续反应法。

7.酶制剂有四种类型即液体酶制剂,固体酶制剂,纯酶制剂和固定化酶制剂。

酶工程习题参考答案

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第五章酶工程习题答案一、填空题1.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。

2. Km是米氏常数。

它与酶的种类和反应条件有关。

3..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。

4.酶制剂有四种类型即液体酶制剂固体酶制剂纯酶制剂固定化酶制剂5.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。

6. 酶分子的体外化学修饰又可分为酶的表面修饰和内部修饰。

经化学修饰的酶热稳定性有较大提高,这是因为修饰剂的多个功能基团与酶分子上的的多个基团(如氨基、羧基、咪唑基等)相互交联,增加了酶分子构象的稳定性。

7. 生物酶工程主要包括三个方面:基因工程方法大量生产酶(克隆酶);对酶基因修饰产生遗传修饰酶(突变酶);设计新的酶基因,合成新的酶。

二、问答题1.解释下列名词:核酶:具有催化功能的RNA,包括剪切型核酶和剪接型核酶两类。

克隆酶:通过基因工程手段,克隆各种天然的蛋白质或酶基因,并将其与适当的调节信号连接,再通过一定的载体(质粒)导入能够大量繁殖的微生物体内,使之高效表达。

突变酶:利用有控制地对天然酶基因进行剪切、修饰或突变,从而改变这些酶的催化特性、底物专一性或辅酶专一性,使之更加符合人们的需要。

进化酶:创造特殊的进化条件,模拟自然进化机制(随即突变、基因重组和自然选择),在体外改造酶基因,并定向选择(或筛选)出所需性质的突变酶。

人工酶:又称模拟酶或酶模型,指利用有机化学、生物化学等方法设计和合成一些较天然酶简单的非蛋白质分子或蛋白质分子,以这些分子作为模型来模拟酶对其作用底物的结合和催化过程。

固定化酶:指在一定空间内呈闭锁状态存在的酶,能连续地进行反应,反应后的酶可以回收重复使用。

细胞固定化技术:将细胞限制或定位于特定空间位置的技术称为细胞固定化技术。

酶工程教材课后习题详解

酶工程教材课后习题详解

简述酶活力单位的概念和酶活力的测定方法?概念:在最适条件(温度25℃)下,每分钟内催化1微摩尔(μmol)底物转化为产物所需的酶量为1个酶活力单位,即IU=1μmol /min。

测定方法:化学测定法、光学测定法、气体测定法1.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。

2.提高酶产量的措施主要有哪些?50页选育优良的产酶细胞、添加诱导物、控制阻遏物浓度、添加表面活性剂等3.酶的生物合成有哪几种模式?根据酶的合成与细胞生长之间的关系,可将酶的生物合成分为3种模式,即:生长偶联型——(同步合成型、中期合成型)部分生长偶联型——延续合成型非生长偶联型——滞后合成型1.简述细胞破碎的主要方法和特点?机械破碎法:通过机械运动产生剪切力使组织细胞破碎.a捣碎法:常用于动物内脏、植物叶芽、细菌的细胞b研磨法:常用于微生物和植物细胞c匀浆法:常用于易于分散、比较柔软、颗粒细小的组织细胞物理破碎法:通过各种物理因素作用,使组织细胞的外层结构破坏,而使细胞破碎。

常用于微生物细胞的破碎.1.温度差破碎法;2.压力差破碎法(渗透压突变);3. 超声波破碎法化学破碎法:通过各种化学试剂对细胞膜的作用,而使细胞破碎.1.有机溶剂处理:破坏膜磷脂结构,常用丙酮、丁醇、氯仿等。

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第一章酶工程基础1.名词解释:酶工程、比活力、酶活力、酶活国际单位、酶反应动力学①酶工程:由酶学与化学工程技术、基因工程技术、微生物学技术相结合而产生的一门新技术,是工业上有目的地设计一定的反应器和反应条件,利用酶的催化功能,在常温常压下催化化学反应,生产人类所需产品或服务于其它目的地一门应用技术。

②比活力:指在特定条件下,单位质量的蛋白质或RNA所拥有的酶活力单位数。

③酶活力:也称为酶活性,是指酶催化某一化学反应的能力。

其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。

④酶活国际单位: 1961年国际酶学会议规定:在特定条件(25℃,其它为最适条件)下,每分钟内能转化1μmol底物或催化1μmol产物形成所需要的酶量为1个酶活力单位,即为国际单位(IU)。

⑤酶反应动力学:指主要研究酶反应速度规律及各种因素对酶反应速度影响的科学。

2.说说酶的研究简史酶的研究简史如下:(1)不清楚的应用:酿酒、造酱、制饴、治病等。

(2)酶学的产生:1777年,意大利物理学家 Spallanzani 的山鹰实验;1822年,美国外科医生 Beaumont 研究食物在胃里的消化;19世纪30年代,德国科学家施旺获得胃蛋白酶。

1684年,比利时医生Helment提出ferment—引起酿酒过程中物质变化的因素(酵素);1833年,法国化学家Payen和Person用酒精处理麦芽抽提液,得到淀粉酶;1878年,德国科学家Kűhne提出enzyme—从活生物体中分离得到的酶,意思是“在酵母中”(希腊文)。

(3)酶学的迅速发展(理论研究):1926年,美国康乃尔大学的”独臂学者”萨姆纳博士从刀豆中提取出脲酶结晶,并证明具有蛋白质的性质;1930年,美国的生物化学家Northrop分离得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶结晶,确立了酶的化学本质。

3.说说酶工程的发展概况I.酶工程发展如下:①1894年,日本的高峰让吉用米曲霉制备淀粉酶,酶技术走向商业化:②1908年,德国的Rohm用动物胰脏制得胰蛋白酶,皮革软化及洗涤;③1911年,Wallerstein从木瓜中获得木瓜蛋白酶,用于啤酒的澄清;④1949年,用微生物液体深层培养法进行 -淀粉酶的发酵生产,揭开了近代酶工业的序幕;⑤1960年,法国科学家Jacob和Monod提出的操纵子学说,阐明了酶生物合成的调节机制,通过酶的诱导和解除阻遏,可显著提高酶的产量;⑥1971年各国科学家开始使用“酶工程”这一名词。

II.在酶的应用过程中,人们注意到酶的一些不足之处,如:稳定性差,对强酸碱敏感,只能使用一次,分离纯化困难等,解决的方法之一是固定化。

固定化技术的发展经历如下历程:①1916年,Nelson和Griffin发现蔗糖酶吸附到骨炭上仍具催化活性;②1969年,日本千佃一郎首次在工业规模上用固定化氨基酰化酶从DL-氨基酸生产L-氨基酸;③1971年,第一届国际酶工程会议在美国召开,会议的主题是固定化酶。

4. 酶的催化特点酶催化作用特性有:①极高的催化效率:在37℃或更低的温度下,酶的催化速度是没有催化剂的化学反应速率的1012-1020倍;②高度的专一性:一种酶仅作用于一种或一类化合物,或一定的化学键,催化一定的化学反应并生成一定的产物;③活性的不稳定性:酶的催化反应需要温和的条件,强酸、强碱、高温等条件都能使酶破坏而完全失去活性,所以酶作用一般都要求比较温和的条件,如常温、常压、接近中性的酸碱度等;④活性的可调节性:酶的催化活性是受调节和控制的酶促反应受多种因素的调控,以适应机体对不断变化的内外环境和生命活动的需要。

其中包括三方面的调节,a.对酶生成与降解量的调节;b.酶催化效力的调节;c.通过改变底物浓度对酶进行调节等。

5.简要说说影响酶催化作用的因素影响酶催化作用的因素有内因和外因,内因有:酶浓度、底物浓度和产物浓度;外因有:温度、PH 、激活剂和抑制剂。

① 底物浓度:当底物浓度很低时,反应速度随底物浓度的增加而急剧加快,两者呈正比关系,表现为一级反应;随着底物浓度的升高,反应速度不再呈正比例加快,反应速度增加的幅度不断下降;如果继续加大底物浓度,反应速度不再增加,表现为零级反应,此时,无论底物浓度增加多大,反应速度也不再增加。

② 产物浓度:生物代谢过程中产生的中间产物或终产物是酶的变构剂,使酶变构而影响酶的反应速度,即反馈调节作用。

③ 酶浓度:在底物浓度足够高的条件下,酶催化反应速度与酶浓度成正比。

④ 温度:在一定温度范围内,反应速度随温度升高而加快,一般温度每升高10℃,反应速率大约增加一倍;超过一定范围,较高温度会引起酶三维结构变化,甚至变性,导致催化活性下降,反应速度反而随温度上升而减缓。

⑤ PH :酶分子处于最适PH 时,催化反应速度达最大值;当反应介质PH 偏离酶最适PH ,会影响酶与底物结合,进而影响反应速度,故必须控制好PH 。

⑥ 激活剂:凡能提高酶活性的物质,都称为激活剂,大部分是离子或简单的有机化合物。

⑦ 抑制剂:凡能使酶的活性下降而不引起酶蛋白变性的物质称为酶的抑制剂,通常抑制作用分为可逆性抑制和不可逆性抑制两类。

6 说说米氏方程的意义][][S K S V v m m+=这个方程即为米氏方程,是在假定存在一个稳态反应条件下推导出来的。

其中:K m 值称为米氏常数,是酶促反应速度为最大酶促反应速度值一半时的底物浓度;V max 是酶被底物饱和时的反应速度; [S]为底物浓度。

米氏方程表示一个酶促反应的起始速度(v )与底物浓度(S )关系的速度方程。

其意义为:①方程反映了反应性质、反应条件、反应速度之间的关系;②反映了反映速度与底物浓度之间的关系,当[S]远大于K m 时,反应速度与底物浓度无关; ③反映了酶反应速度与酶浓度的关系,当[S]远大于K m 时,v=k 2[E 0]为线性关系,酶活正比于酶浓度。

第二章 酶的发酵工程1. 名词解释:诱导物、(诱导作用)、终产物阻遏、分解代谢产物阻遏、葡萄糖效应① 诱导物:诱导酶起始合成的物质(通常是酶的底物),可以引起阻遏蛋白的构象变化,使之不利于与操纵基因结合,如乳糖;而能引起阻遏蛋白的构象变化从而有利于其与操纵基因结合,阻遏酶产生的物质称为辅助阻遏,如氨基酸和核苷酸等。

② 终产物阻遏:催化某一特异产物合成的酶,在培养基中有该产物存在的情况下常常是不合成的,即受阻遏的。

③分解代谢产物阻遏:大肠杆菌在含有能分解的两种底物(如葡萄糖和乳糖)的培养基中生长时,首先分解利用其中的一种底物(葡萄糖),而不分解另一种底物(乳糖),这是因为葡萄糖的分解代谢产物阻遏了分解利用乳糖的有关酶合成的结果,此作用即为分解代谢产物阻遏。

④葡萄糖效应:由于葡萄糖常对分解利用其他底物的有关酶的合成有阻遏作用,故分解代谢产物阻遏又称为葡萄糖效应。

2.举例说明酶生物合成调节机制在酶发酵过程优化中的指导意义乳糖是大肠杆菌合成β-半乳糖苷酶的诱导物,若只采用乳糖作为碳源,虽然提高了发酵单位却增加了成本。

若采用葡萄糖和乳糖以适当比例组成的混合碳源,则在提高产量的同时又能降低发酵原料成本。

在利用嗜热脂肪芽孢杆菌生产α-淀粉酶时,采用甘油替代果糖解除分解代谢阻遏,可以使产量提高约25倍。

在利用枯草芽孢杆菌活菌生产蛋白酶时,若培养基中含有氨基酸,酶产量很低:如果除去培养基中的氨基酸,蛋白酶产量会大幅度提高。

再如,枯草芽孢杆菌的鸟苷发酵是典型的代谢控制发酵,采用腺嘌呤营养缺陷型突变株。

发酵过程中人为限制腺嘌呤的浓度,使细胞代谢途径中的腺嘌呤类核苷酸浓度保持在不致引起关键酶的反馈抑制和阻遏的水平,有利于鸟苷的积累。

3.举例说明酶生物合成调节机制在产酶生物菌种改造中的指导意义若通过基因工程手段和传统诱变的技术获得在抗代谢物存在时也能正常生长的突变株,有的突变株的相关酶系合成对这种抗代谢物不敏感,这也就解除了某些代谢物对有关酶系的反馈阻遏。

例如,异亮氨酸合成途径中的关键酶——高丝氨酸脱氢酶受蛋氨酸的反馈阻遏,通过选育蛋氨酸结构类似物抗性突变株或者蛋氨酸缺陷型菌株,可提高该酶量,从而提高异亮氨酸产量。

此外,在育种工作中,还可以筛选组成型菌株以提高酶的产量。

以β-半乳糖苷酶的生产为例,将诱导型菌株培养在含有抑制物质邻硝基-β-D岩藻糖苷和乳糖的培养基中时,由于诱导酶的合成被抑制,野生型因不能利用乳糖而不能生长,但组成型酶突变株对于乳糖的利用则不受限制,因而此环境中生长的突变株为组成型酶产生菌。

4.在酶的发酵过程中,提高酶产量的措施有哪些①添加诱导物:对于诱导酶的发酵生产,在发酵培养基中添加诱导物能使酶的产量显著增加。

诱导物一般分为三类:酶的作用底物,如青霉素是青霉素酰化酶的诱导物;酶的反应产物,如纤维素二糖可诱导纤维素酶的产生;酶的底物类似物,如异丙基β-D-硫代半乳糖苷对β-半乳糖苷酶的诱导效果比乳糖高几百倍。

②降低阻遏物浓度:微生物酶的生产受到代谢末端产物的阻遏和分解代谢物阻遏的调节。

为避免分解代谢物的阻遏作用,可采用难于利用的碳源,或采用分次添加碳源的方法培养液中的碳源保持在不至于引起分解代谢物阻遏的浓度。

③添加表面活性剂:在发酵生产中,非离子型的表面活性剂常被用作产酶促进剂,但它的作用机制尚未完全研究清楚。

④添加产酶促进剂:产酶促进剂是指那些非微生物生长所必须,能提高酶产量但作用机制尚未阐明的物质,它可能是酶的激活剂或稳定剂.5.说说微生物产酶菌种的要求对于生产酶的菌种来说一般必须符合以下条件:①酶的产量高;②容易培养和管理,产酶细胞容易生长繁殖,适应性较强,便于管理;③菌株遗传性要稳定,不易变异退化,不易感染噬菌体,保证生产的稳定性;④菌株能利用廉价原料,发酵周期短,生产成本低;⑤发酵产物利于酶产品的分离纯化,最好是分泌型的胞外酶;⑥菌株安全可靠,不是病原菌,不产毒素及其他有害物质,不影响生产人员的身体健康;⑦基因工程菌株必须符合安全性要求。

6.如果筛选酸性蛋白酶高产菌株,如何进行筛选1 材料和方法1.1 试验材料1.1.1 出发菌株:黑曲霉1.1.2 分离及斜面培养基:斜面培养基为PDA培养基和察氏培养基, 分离培养基是在察氏培养基中加入1%的酪蛋白。

(1)PDA培养基;(2)查氏培养基:硝酸钠3g、磷酸氢二钾1g、硫酸镁(MgSO4·7H2O) 0.5g、氯化钾0.5g、硫酸亚铁0.01g、蔗糖30g、琼脂20g、蒸馏水1L,加热溶解,自然PH,分装后121℃灭菌20min。

培养方法:按要求配制发酵基质,调节初始含水量和pH后,取150 g分装于1L三角瓶中,在0.1 Mpa压力条件下灭菌30 min后,冷却接种,接种量为0.3%,于不同条件下发酵84h,干燥后,进行酶活的测定。

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