《酶工程》试题一参考答案

《酶工程》试题一参考答案:一、是非题（每题1分，共10分）1、酶是具有生物催化特性的特殊蛋白质。

（╳）2、酶的分类与命名的基础是酶的专一性。

（√ ）3、酶活力是指在一定条件下酶所催化的反应速度，反应速度越大，意味着酶活力越高。

（√）4、液体深层发酵是目前酶发酵生产的主要方式。

（√）5、培养基中的碳源，其唯一作用是能够向细胞提供碳素化合物的营养物质。

（╳）6、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。

（√）7、在酶与底物、酶与竞争性抑制剂、酶与辅酶之间都是互配的分子对，在酶的亲和层析分离中，可把分子对中的任何一方作为固定相。

（√）8、角叉菜胶也是一种凝胶，在酶工程中常用于凝胶层析分离纯化酶。

（╳）9、α－淀粉酶在一定条件下可使淀粉液化，但不称为糊精化酶。

（╳）10、酶法产生饴糖使用α－淀粉酶和葡萄糖异构酶协同作用。

（╳）二、填空题（每空1分，共28分）1、日本称为“酵素”的东西，中文称为酶,英文则为Enzyme,是库尼（Kuhne）于1878年首先使用的。

其实它存在于生物体的细胞内与细胞外。

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、目前我国广泛使用的高产糖比酶优良菌株菌号为As3.4309,高产液化酶优良菌株菌号为BF7.658。

在微生物分类上，前者属于霉菌，后者属于细菌。

4、 1960年，查柯柏（Jacob）和莫洛德（Monod）提出了操纵子学说，认为DNA分子中，与酶生物合成有关的基因有四种，即操纵基因、调节基因、启动基因和结构基因。

5、 1961年，国际酶委会规定的酶活力单位为：在特定的条件下（25oC，PH及底物浓度为最适宜）每1分钟内,催化1μmol的底物转化为产物的酶量为一个国际单位，即1IU。

6、酶分子修饰的主要目的是改进酶的性能，即提高酶的活力、减少抗原性，增加稳定性。

7、酶的生产方法有提取法，发酵法和化学合成法。

8、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。

9、酶的分离纯化方法中，根据目的酶与杂质分子大小差别有凝胶过滤法，超滤法和超离心法三种。

10、由于各种分子形成结晶条件的不同，也由于变性的蛋白质和酶不能形成结晶，因此酶结晶既是纯化手段，也是纯化标志。

三、名词术语的解释与区别（每组6分，共30分）1、酶生物合成中的转录与翻译酶合成中的转录是指以核苷三磷酸为底物，以DNA链为模板，在RNA聚合酶的作用下合成RNA分子。

酶合成中的翻译是指以氨基酸为底物，以mRNA为模板，在酶和辅助因子的共同作用下合成蛋白质的多肽链。

2、诱导与阻遏酶合成的诱导是指加入某种物质使酶的合成开始或加速进行的过程；酶合成的阻遏作用则是指加入某种物质使酶的合成中止或减缓进行的过程。

这些物质分别称为诱导物及阻遏物。

3、酶回收率与酶纯化比（纯度提高比）酶的回收率是指某纯化步骤后酶的总活力与该步骤前的总活力之比。

酶的纯化比是之某纯化步骤后的酶的比活力与该步骤前的比活力之比。

4、酶的变性与酶的失活酶的变性是指酶分子结构中的氢键、二硫键及范德华力被破坏，酶的空间结构也受到破坏，原来有序、完整的结构变成了无序，松散的结构，失去了原有的生理功能。

酶的失活则是指酶的自身活性受损（包括辅酶、金属离子受损），失去了与底物结合的能力。

5、α－淀粉酶与β－淀粉酶二者的区别在于α－淀粉酶是一种内酶，可以跨越淀粉分子的α－1，6键到分子内部进行随机切割，所得的产物为α型的麦芽糖和环糊精，它使碘色消失的速度较快，但还原糖较慢；β－淀粉酶则是一种外酶，不能跨越α－1，6键，只能从淀粉的非还原末端2个2个地进行切割，所得的产物为β型的麦芽糖和界限糊精，它使碘色消失较慢，但还原糖较快，二者的共同点在于都能水解α－1，4键和都不能水解α－1，6键。

四、问答题1、举出四例，说明酶在医学上有广阔的用途。

（1）医药用酶：a.消化用酶：α、β－淀粉酶、胰酶、胰蛋白酶b.消炎用酶：木瓜蛋白酶、菠萝酶c.溶纤维酶：尿酸酶、链激酶、溶栓酶d.肿瘤用酶：L－天冬酰胺酶、谷氨酰胺酶（2）诊断用酶：a.尿酸酶：用于检测血液和尿液中的尿酸含量b.甘油激酶：由于检测血液中甘油三酯的含量（3）检测用酶：a.脱羧酶：由于检测L－赖氨酸和L－谷氨酸b.虫荧光素酶：用于检测ATP2、试述采用双酶法生产固体麦芽糊精的工艺过程及主要工艺条件。

应用双酶法生产固体麦芽糊精的工艺流程及主要工艺条件如下：淀粉调浆（淀粉与水）配料罐除渣剂喷射液化器90oC液化维持罐30－40min 气液混合灭酶（加入蒸汽）灭酶维持罐气液分离罐板式冷却器糖化罐气液混合灭酶器中和脱色罐板框过滤机滤清糖液贮罐采用凝胶层析除杂进一步精制，干燥的固体麦芽糊精3、如何检查一种酶的制剂是否达到了纯的制剂？试用所学过的知识加以论述。

要检测酶的制剂是否达到纯的制剂（即不含杂质及杂质酶），可以有以下几种方法：（1）层析法：包括纸层析、凝胶层析、柱层析及亲和层析（2）电泳法：包括SDS凝胶电泳法和聚丙烯酰胺凝胶电泳法（3）超离心法：不同的酶分子大小不同，在重力场中具有不同的沉降系数，从而可以通过超离心方法分离目的酶与杂质酶。

（4）免疫反应法：由于酶分子可作为一种抗原物质，而抗原与抗体之间具有专一的亲和力，故可选用目的酶的抗体与酶制剂进行免疫扩散或免疫电泳，从而判断酶的制剂是否纯净。

（5）氨基酸序列分析法：采用特定的化学物质从酶的N末端将氨基酸残基逐个水解下来，最终可获知该酶的氨基酸序列，从而也可以判断出酶制剂是否纯净。

4、今欲生产糖化酶结晶产品，试拟出合理的工艺步骤，并说明下游工程的主要工艺条件。

生产糖化酶的结晶产品，可采用盐析结晶法。

得到糖化酶粗酶液后，须进行分离纯化，使其达到一定的浓度和纯度（﹥50％），向浓酶液中缓慢加入饱和中性盐溶液（（NH4）2SO4），至出现稍浑浊，于低温下（0－4oC）静置，待溶液中有晶体析出，可向溶液中补充少量饱和盐溶液。

（操作过程中保证PH≈4.5），也可采用有机溶剂法结晶。

向浓酶液中缓慢加入有机溶剂，混合均匀，于低温下静置一段时间，离心去除沉淀物，取上清液静置于低温下，可析出晶体。

发酵生产糖化酶工艺流程：斜面菌种小米三角瓶孢子悬浮液种子罐发酵罐糖化酶粗酶液酶工程一名词解释1．酶的转换数：酶的转换数Kp。

又称为摩尔催化活性，是指每个酶分子每分钟催化底物转化的分子数。

2．酶的催化周期：酶进行一次催化所用的时间。

3．固定化酶的比活力：指每克干固定化酶所具有的6活力单位数，它是酶制剂纯度的一个指标。

4．抗体酶：又称催化行抗体。

是一类具有生物催化功能的抗体分子。

抗体是由抗原诱导产生的抗原特异结构免疫球蛋白，要使机体具有生物催化功能，只要在抗体的可变区赋予酶的催化特性，以及酶的高效催化能力。

是通过人工设计采用现代生物技术而获得的一类新的生物催化剂，有些是自然界原本不存在的。

5．端粒酶：是一种核酸核蛋白，包含蛋白质和RNA两种基本成分。

其RNA组分包含有构建端粒的重复序列的核苷酸摸板序列，在合成端粒的过程中，端粒酶以其本身的RNA组分为摸板把端粒的重复序列加到染色体DNA 的末端上，使端粒延长。

6．核酶：核酸类酶。

为一类具有生物催化功能的核糖核酸分子。

它可以催化本身RNA剪切或剪接作用，还可以催化其他RNA，DNA多糖，酯类等分子进行反应。

7．KS分段盐析：指在一定温度和PH值条件下，通过改变离子强度使不同的酶和蛋白质分离的方法。

8．B分段盐析：指在盐和离子强度条件下，通过改变温度和PH使不同的酶或蛋白质分离的方法。

9．凝胶层析：又称凝胶过滤，分子排阻层析，分子筛层析等。

是以各种多孔凝胶作为固定相，利用流动相中各组分相对分子质量不同达到物质分离的一种层析技术。

10．亲和层析：利用生物分子与配基间所具有的专一而不可逆的亲和力使生物分子分离纯化的方法。

11．等电聚焦电泳：又称等电点聚焦或电聚焦。

指在电泳系统中，加进两性电解质载体。

当接通直流电时，两性电解质载体即形成一个由阳极到阴极连续增高的PH梯度，当酶或其他两性电解质进入这个体系时，不同的两性电解质即移到与其等电点相当的PH位置上，从而使不同等电点的物质得以分离，这种电泳技术叫做等电聚焦电泳。

12．超临界流体：当压力和温度到达某一特定数值时，液体和气体物理特性就会趋于相同，该数值称为超临界点。

当压力和温度超过其超临界点时，两相变为一相，处于这一状态的流体称为超临界流体。

13．反胶束：反胶束又称反胶团，指在大量与水不相混溶的有机溶剂中，含有少量的水溶液，加入表面活性剂后形成的水包油的微小液滴。

14．胶束体系：胶束又称为正胶束或胶束团，是在大量水溶液中含有少量与水不相混溶的有机溶剂，加入表面活性剂后形成的水包油的微小液滴。

15．水活度：指体系中水的逸度与纯水逸度之比。

16．梯度凝胶电泳：采用由上而下浓度逐渐升高，孔径逐渐减小的梯度凝胶进行电泳。

梯度凝胶用梯度混合装置制成，主要用于测定球蛋白类组分的分子质量。

17．双水相萃取：利用溶质在两个互不相溶的水相中溶解不同而达到分离的技术。

18．固定化酶：指固定在一定载体上，并在一定的空间范围内进行催化反应的酶固定化酶，即保持了酶的催化特性，又克服了游离酶的不足之处，具有增加稳定性可反复或连续使用及易于和反应产物分开等显著优点。

19．分子印记技术：是模拟抗体，抗原相互作用的一种人工生物模拟技术，是制备对某一化合物具有特异性聚合物过程。

20．密度梯度离心：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分离的一种区带分离方法。

二．问答题1．什么叫分解代谢物的阻遏作用？举例说明其对酶的生物合成过程影响机理，发酵产酶中应如何降解之？答：分解代谢物阻遏作用是由分解代谢物引起的阻遏作用。

例：枯草杆菌碱性磷酸酶的生物合成受到其反应产物无机磷酸的阻遏，当培养基中无机磷酸的含量超过1mmol/L的时候，该酶的生物合成完全受到阻遏。

当培养基中无机磷酸的含量降低到0.01mmol/L的时候，阻遏解除，该酶大量合成。

为了减少或者解除分解代谢物阻遏作用，应当控制培养基中葡萄糖等容易利用的碳源的浓度。

可以采用其他较难利用的碳源，如淀粉等，或者采用补料，分次流加碳源等方法。

控制碳源的浓度在较底的水平，以利于酶产量的提高。

2．叙述提高发酵产酶量的措施。

答：在酶的发酵生产中，为了提高产酶率和缩短发酵周期，最理想的合成模式应是延续合成型。

首先可以通过基因工程和细胞工程等先进技术，选育得到优良的菌株，并通过工艺条件的优化控制，使它们的生物合成模式更加接近于延续合成型。

对于同步合成型的酶，要尽量提高其对应的mRNA的稳定性，为此适当降低发酵温度是可取的措施；对于滞后合成型的酶，要设法降低培养基中阻遏物的浓度，尽量减少甚至解除产物阻遏或分解代谢物阻遏作用，使酶的生物合成提早开始；而对于中期合成型的酶，则要在提高mRNA的稳定性以及解除阻遏两方面下功夫，使生物合成的开始时间提前，并尽量延迟其生物合成停止的时间。