酶学与酶工程第三章酶的生物合成学生
《酶学与酶工程》PPT课件
认为整个酶分子的天然构 象是具有刚性结构的，酶表面具有 特定的形状。酶与底物的结合如同 一把钥匙对应一把锁一样。
2、诱导契合模型(induced-fit model) 1958年由Koshland 提出。
第三个数字表示电子受体：NAD+
第四个数字表示此酶底物：乙醇。 前面三个编号表明这个酶的特性：反应性质、底物性
质（键的类型）及电子或基团的受体，第四个编号用
于区分不同的底物。
二、酶的组成和结构特点
（一）酶的化学本质
酶除了少数有催化活性的RNA分子外,几乎所有的酶都是蛋白质。具 有蛋白质的典型性质。同时具有自身的特性。
亲水基团在外表,而疏水基团向内。
三、酶的作用机制
（一）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。
（二）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。
酶的活性中心的概念
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。 ✓ 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。
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酶工程思考题(附答案)
酶工程思考题汇总第一章P251．何谓酶工程?试述其主要内容和任务.酶的生产，改性与应用的技术过程称为酶工程。
主要内容：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。
主要任务：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．酶有哪些显著的催化特性？专一性强（绝对专一性——钥匙学说、相对专一性——诱导契合学说）、催化效率高、作用条件温和3．简述影响酶催化作用的主要因素.底物浓度、酶浓度、温度、pH、激活剂浓度、抑制剂浓度等诸多因素第二章P635．酶的生物合成有哪几种模式？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）7．提高酶产量的措施主要有哪些？a.添加诱导物（酶的作用底物、酶的催化反应物、作用底物的类似物）b.控制阻遏物的浓度c.添加表面活性剂d.添加产酶促进剂11．固定化微生物原生质体发酵产酶有何特点？1.提高产酶率2.可以反复使用或连续使用较长时间3.基因工程菌的质粒稳定，不易丢失4.发酵稳定性好5.缩短发酵周期，提高设备利用率6.产品容易分离纯化7.适用于胞外酶等细胞产物的生产第三章P843．植物细胞培养产酶有何特点？1.提高产率2.缩短周期3.易于管理，减轻劳动强度4.提高产品质量5.其他4．简述植物细胞培养产酶的工艺过程。
外植体细胞的获取细胞培养分离纯化产物6．动物细胞培养过程中要注意控制哪些工艺条件？1.培养基的组成成分2.培养基的配制3.温度的控制4.ph的控制5.渗透压的控制6.溶解氧的控制第四章P1351．细胞破碎的方法主要有哪些？各有何特点？机械破碎法：通过机械运动产生的剪切力，使组织、细胞破碎（捣碎法，研磨法，匀浆法）物理破碎法：通过物理因素的作用（温度差破碎法，压力差破碎法，超声波破碎法）化学破碎法：通过化学试剂对细胞膜的作用（添加有机溶剂，添加表面活性剂）酶促破碎法：通过细胞本身的酶系或外加酶制剂的催化作用，使细胞外层结构受到破坏（自溶法，外加酶制剂法）2．试述酶提取的主要方法。
高中生物 第3章 酶的制备及应用 第1节 酶的制备及活力测定教案 中图版选修1(2021年最新整理)
2016-2017学年高中生物第3章酶的制备及应用第1节酶的制备及活力测定教案中图版选修1编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2016-2017学年高中生物第3章酶的制备及应用第1节酶的制备及活力测定教案中图版选修1）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第一节酶的制备及活力测定一、酶的存在及提取1．酶是在生物体活细胞中合成的。
其参与反应部位可以在细胞内，也可以在细胞外。
2．在酶的提取过程中，温度、酸碱性等多种环境条件都可能影响酶的空间结构，导致酶变性,甚至丧失活力。
因而提取出的酶首先需要检测酶的活力。
3．酶的活力通常以单位时间内底物的消耗量或者在单位时间内产物的生成量来表示.在测定单位时间内麦芽糖的生成量来检测淀粉酶的活力的实验中,测麦芽糖的产量可用分光光度法.二、酶活力的测定方法和原理1．提取酶液：研磨水稻种子时需加石英砂，目的是充分研磨。
制取匀浆并离心后,取上清液，其中一份要在水浴中加热,目的是使酶失活。
2．滴加酶液。
3．恒温处理。
4．钝化处理：酶促反应进行一段时间后要向反应液中加物质的量浓度为0。
4 mol/L的NaOH 溶液，目的是钝化酶的活性,使反应终止.5．测定吸光值：测定吸光值时要把反应液与2_mL3，5-二硝基水杨酸试剂混匀，并沸水浴5 min，才能产生麦芽糖产物.然后分别移入四支比色杯，用分光光度计在波长520 nm处进行比色。
6．绘制标准曲线.预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3问题4一、植物淀粉酶活力的测定原理：淀粉酶将淀粉水解成麦芽糖。
生物化学I 第三章 酶学
根据国际生化协会酶命名委员会的规定，每一个酶都用 四个打点隔开的数字编号，编号前冠以EC（酶学委员会缩 写），四个数字依次表示该酶应属的大类、亚类、亚亚类 及酶的顺序号，这种编码一种酶的四个数字即是酶的标码。
例如：EC1.1.1.27（乳酸脱氢酶） 酶
乳酸：NAD＋氧化还原
u u u u
第一大类 氧化还原酶 第一亚类 —CHOH被氧化 第一亚亚类 氢受体为NAD+ 排序 顺序号为27
4. 1878年， Kü hne赋予酶统一的名称 “Enzyme”， 其意思为“在酵母中”。
Enzyme 酶
德国生物化学家
5. 1930~1936年，Northrop和Kunitz先后得到了胃蛋 白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶结晶，并用相应方法 证ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ酶是蛋白质。
为此， Northrop和Kunitz于1949年共同 获得诺贝尔奖。
（1）旋光异构专一性：
（2）顺反异构专一性：
例如：不同的酶有不同的活性中心，故对底物有严格的特异性。例如乳 酸脱氢酶是具有立体异构特异性的酶，它能催化乳酸脱氢生成丙酮酸 的可逆反应：
A、B、C分别为LDH活性中心的三个功能基团
消化道内几种蛋白酶的专一性
氨肽酶
（芳香） （硷性）
羧肽酶 羧肽酶
（丙）
Ser
His 活性中心重要基团: His57 , Asp102 , Ser195
Asp
（4）酶的活性中心与底物形状不是正好互补的。
（5）酶的活性中心是位于酶分子表面的一个裂 缝（Crevice)内。
（6）底物通过次级键较弱的作用力与酶分子结 合，这些次级键为：氢键、离子键（盐键）、 范德华力和疏水相互作用。 （7）酶的活性中心具有柔性或可运动性。
苏教版高中生物选修1 3.1《酶的制备和应用》复习课件
【思路点拨】 本题主要考查影响酶活性的因 素及对实验结果的分析处理。解题的关键是： ①分析各试管的条件。 ②曲线图表示的实验结果的含义，底物的减少 意味着反应的进行。
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【解析】 加入物质甲后，试管Ⅱ、Ⅲ反应明显 加快，说明甲物质是该酶的激活剂；试管Ⅰ与试 管Ⅱ温度不同，其他条件相同，实验结果试管Ⅰ 底物无反应，说明该酶在80 ℃的环境条件下没有 活性，曲线图中35 min后试管Ⅱ中底物含量为0， 完全反应了，则产物的量不再增加，A、B、D正 确。试管Ⅲ比试管Ⅱ底物减少得慢，说明试管Ⅲ 中酶的活性比试管Ⅱ中的低。 【答案】 C
栏目 导引
要点突破 影响酶活力的因素
1.温度 酶活力随温度的变化而变化的趋势可用图示表示：
栏目 导引
(1)温度从t1到t时，随着温度的升高，酶活力逐渐增强。 (2)温度从t到t2时，随着温度的升高，酶活力逐渐降低。 (3)温度高于t2时，酶活力全部丧失。 (4)t3、t4条件下，酶活力相同。 (5)t为最适温度，即在该温度时，酶的活力最强。
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(3)性质 溶于水形成__黏__稠__状____液体。 2.果胶酶制备 50 g新鲜水果或蔬菜，在__预__冷__的研钵内迅速剪 碎 后 研 磨， 同 时 加入 _质__量__分__数__为__1_0_%__的__N__aC__l __ 溶液50 mL制成匀浆液，漏斗中放置滤纸或 __5_层__纱__布___过滤收集滤液，以4000 r/min的离心 速率离心滤液15 min收集上清液，用0.1 mol/L冰 醋酸调pH至3～4，在0～4 ℃下保存备用。
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2.洗涤剂中常用酶制剂的种类及洗涤原理和实例
种类
洗涤原理
洗涤实例
蛋白酶
可将蛋白质水解为 可溶性的__多__肽____
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。
4．蛋⽩质⼯程这是研究酶必需基闭和活性中⼼的最先进⽅法，即将酶蛋⽩相应的互补DNA(cDNA)定点突变，此突变的cDNA表达出只有⼀个或⼏个氨基酸被置换的酶蛋⽩，再测定其活性，可以知道被置换的氨基酸是否为活⼒所必需。
(完整版)酶工程习题及答案
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。
酶学与酶工程第三章酶生物合成学生
丛梗孢科，曲霉属真菌中的一个常见种。
酶学与酶工程第三章酶生物合成学生College of Life Sciences
米曲霉：半知菌亚门，丝孢纲，丝孢目，从梗孢科， 曲霉属真菌中的一个常见种。米曲霉菌落生长快， 10d直径达5~6cm，质地疏松，初白色、黄色，后变 为褐色至淡绿褐色。背面无色。分生孢子头放射状， 一直径150~300μm，也有少数为疏松柱状。分生孢 子梗2mm左右。
链霉菌
酶学与酶工程第三章酶生物合成学生College of Life Sciences
3．酵母菌 酵母菌(yeast)是—类单细胞微生物，但不同于细菌，
属于真核微生物。
酿酒酵母 球拟酵母 假丝酵母
拟酵母
酶学与酶工程第三章酶生物合成学生College of Life Sciences
4. 霉菌 霉菌是一类丝状真菌，用于酶的发酵生产的霉菌主
二、产酶微生物的来源
1．土壤中的产酶微生物 2．水体中的产酶微生物 3．空气中的产酶微生物 4．极端环境中的产酶微生物
酶学与酶工程第三章酶生物合成学生College of Life Sciences
三、产酶微生物的分离和筛选
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第三章 酶的生物合成
酶学与酶工程第三章酶生物合成学生
第一节 微生物发酵产酶
微生物发酵产酶的优点： 1）微生物种类繁多； 2) 微生物生长周期短，繁育快； 3) 微生物易改造，可通过多种手段育种。
酶学与酶工程第三章酶生物合成学生College of Sciences
一、产酶微生物的种类 用于酶的生产的细胞必须具备几个条件 (1)酶的产量高 (2) 容易培养和管理 (3) 产酶稳定性好，不易变异退化，不易被感染 (4) 利于酶的分离纯化 (5) 安全可靠，无毒性
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（一）细菌 1) 无芽孢杆菌
大肠埃希氏菌属(Escherichia)：
变形菌门(Proteobacteria)) 纲： γ-变形菌纲(γ- Proteobacteria) 目： 肠杆菌目(Enterobacteriales) 科： 肠杆菌科(Enterobacteriaceae)
要有黑曲霉、米曲霉、青霉、木霉、根霉、毛霉等。 黑曲霉：黑曲霉，半知菌亚门，丝孢纲，丝孢目，
丛梗孢科，曲霉属真菌中的一个常见种。
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米曲霉：半知菌亚门，丝孢纲，丝孢目，从梗孢科， 曲霉属真菌中的一个常见种。米曲霉菌落生长快， 10d直径达5~6cm，质地疏松，初白色、黄色，后变 为褐色至淡绿褐色。背面无色。分生孢子头放射状， 一直径150~300μm，也有少数为疏松柱状。分生孢 子梗2mm左右。
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青霉：一般指青霉属。为分布很广的子囊菌纲中的 一属，和曲霉属有亲缘关系，有二百几十种，代表 种是灰绿青霉，从土壤或空气中很易分离。分枝成 帚状的分生孢子从菌丝体伸向空中，各顶端的小梗 产生链状的青绿—褐色的分生孢子。已知在生理学 方面类似曲霉属，同时有很多能产生毒枝菌素
链球菌属(Streptococcus)：链球菌(Streptococcus)是一
类球形的革兰氏阳性细菌，属于厚壁菌门的一个属。
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2．放线菌 （actinomycetes)
放线菌是一群高GC含量的革兰氏阳性细菌。放线 菌能产生各种胞外酶，如蛋白酶、葡萄糖异构酶、 溶菌酶等，而且放线菌还是生产抗生素的主要微生 物。
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木霉：木霉属于半知菌亚门，丛梗孢目， 木霉属，常见的木霉有绿色木霉、康宁木 霉等。
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根霉：接合菌亚门、接合菌纲、毛霉目、毛霉科真 菌中的一个大属。菌丝无隔、多核、分枝状，有匍 匐菌丝和假根，借此可在基物表面广泛蔓延，不产 生定形菌落。
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(2) 芽孢杆菌
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)
枯草芽孢杆菌，是芽孢杆菌属的一种。单个细胞 0.7～0.8×2～3微米， 着色均匀。无荚膜，周生鞭毛，能运动。革兰氏阳性菌，芽孢0.6～ 0.9×1.0～1.5微米，椭圆到柱状，位于菌体中央或稍偏，芽孢形成后 菌体不膨大。菌落表面粗糙不透明，污白色或微黄色，在液体培养基 中生长时，常形成皱醭。需氧菌。可利用蛋白质、多种糖及淀粉，分 解色氨酸形成吲哚。
链霉菌
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3．酵母菌 酵母菌(yeast)是—类单细胞微生物，但不同于细菌，
属于真核微生物。
酿酒酵母 球拟酵母 假丝酵母
拟酵母
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4. 霉菌 霉菌是一类丝状真菌，用于酶的发酵生产的霉菌主
中国工业微生物菌种保藏管理中心（CICC） 中国农业微生物菌种保藏管理中心（ACCC） 中国普通微生物菌种保藏管理中心（CGMCC） 中国兽医微生物菌种保藏管理中心（CVCC） 中国林业微生物菌种保藏管理中心（CFCC） 中国药用微生物菌种保藏中心（CPCC） 中国医学微生物菌种保藏管理中心（CMCC）
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(3) 球菌
微球菌属(Micrococcus)：微球菌属拉丁学名
(Micrococcus Cohn,1872) 细胞球形，直径0.5～2.0μm， 成对、四联或成簇出现，但不成链。革兰氏阳性。 罕见运动，不生芽孢。严格好氧。菌落常有黄或红 的色调。
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毛霉：毛霉又叫黑霉、长毛霉。接合菌亚门接合菌 纲毛霉目毛霉科真菌中的一个大属。以孢囊孢子和 接合孢子繁殖。菌丝无隔、多核、分枝状，在基物 内外能广泛蔓延，无假根或匍匐菌丝。
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中国海洋微生物保藏中心（MCCC）
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国外菌种保藏中心：
ATCC(American Type Culture Collection）美国典型菌种保藏 中心 NBRC (NITE Biological Resource Center)日本技术评价研究 所生物资源中心 CBS (Centraalbureauvoor Schimmelcultures) 荷兰微生物菌种 保藏中心 KCTC (Korean Collection for Type Cultures) 韩国典型菌种 保藏中心 DSMZ (Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen ) 德国微生物菌种保藏中心
第三章 酶的生物合成
教学ppt
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第一节 微生物发酵产酶
微生物发酵产酶的优点： 1）微生物种类繁多； 2) 微生物生长周期短，繁育快； 3) 微生物易改造，可通过多种手段育种。
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一、产酶微生物的种类 用于酶的生产的细胞必须具备几个条件 (1)酶的产量高 (2) 容易培养和管理 (3) 产酶稳定性好，不易变异退化，不易被感染 (4) 利于酶的分离纯化 (5) 安全可靠，无毒性
属： 埃希氏菌属(Escherichia)
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大肠埃希氏菌属(Escherichia)：大肠埃希菌可用来制
备多种酶假单胞菌属(Pseuomonas)：革兰氏阴性，r-变形菌
纲，β-酪氨酸酶(用于合成L-多巴，治疗帕金森病)、 葡萄糖异构酶、溶菌酶、青霉素G酰化酶和脂肪酶
二、产酶微生物的来源
1．土壤中的产酶微生物 2．水体中的产酶微生物 3．空气中的产酶微生物 4．极端环境中的产酶微生物
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三、产酶微生物的分离和筛选
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菌种除了可以分离筛选得到，还可通过向菌保中心 购买，