蛋白质与酶工程名词解释
蛋白质与酶工程名词解释
一、名词解释
1.蛋白质工程（Protein Engineering）：以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能
的关系为基础，通过有控制的修饰和合成，对现有蛋白质加以定向改造，设计、构建并最终生产出性能比自然界存在的蛋白质更加优良、更加符合人类社会需要的新型蛋白质。
2.蛋白质分子设计（Protein Molecule Design）:从分子、电子水平上，通过
数据库等大量实验数据，结合现代量子化学方法，通过计算机图形学技术等设计新的分子。
3.亲和标记/亲和标记试剂（Affinity Labeling /reagent）：试剂对蛋白质分子中被修
饰部位的专一性修饰，为亲和标记或专一性的不可抑制作用。
(亲和标记试剂，不仅具有对被作用基团的专一性，而且具有对被作用部位的专一性，即试剂作用于被作用部位的某一基团，而不与被作用部位以外的同类基团发生作用。
这类修饰试剂也被称为位点专一性抑制剂)
4.定向进化（Directed Evolution）：在较短时间内完成漫长的自然进化过程（突
变、重组和筛选），有效地改造蛋白质，使之适合于人类的需要，这种策略只针对特定的蛋白质的特定性质，因而被称为定向进化。
5.DNA改组技术（DNA Shuffling）：是指DNA分子的体外重组，是基因在分子
水平上进行有性重组，通过改变单个基因原有的核苷酸序列，创造新基因，并赋予表达产物以新功能。
DNA家族改组技术（DNA Family Shuffling）：是以来自不同种属的同源基因作为重排对象进行DNA改组操作的技术。
该技术打破不同种、属间的遗传界限，利用同源基因之间的同源序列进行DNA改组
6.超滤（Ultrafiltration）：利用压力或离心力使溶液中的小分子物质通过超滤膜，
而大分子则被截留，一次实验就可以将蛋白质混合物分为分子大小不同的两部分的分离方法。
7.亲和层析（Affinity Chromatography）：是利用蛋白质与配体专一性识别并结合
的特性而分离蛋白质的一种层析方法。
将与目标蛋白质专一性结合的配体固定于支持物上，当混合样品流过此支持物时，只有目标蛋白能与配体专一性结合，而其他杂蛋白不能结合。
8.蛋白质免疫印迹法（Western Blotting）：印迹法是将样品转移到固相载体上，
而后利用相应的探测反应来检测样品的一种方法。
对单向电泳后的蛋白质分子的印记分析称为蛋白质免疫印迹法。
9.酶联免疫吸附技术（ELISA）:是采用抗原与抗体的特异反应将待测物与酶连接，
然后通过酶与底物产生颜色反应，根据颜色反应深浅进行定性或定量分析的一种技术。
10.蛋白质芯片（Prion Chip）：又称蛋白质微阵列，是将大量蛋白质有规则的固
定在某种介质载体上，利用蛋白质与蛋白质、酶与底物、蛋白质与其他小分子之间相互作用检测分析蛋白质的一种芯片。
11.酶工程（Enzyme Engineering）：将酶所具有的生物催化作用，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。
概括的说，酶工程是由酶制剂的生产和应用两方面组成的。
酶工程的应用主要集中于食品工业、轻工业以及医药工业中。
12.固定化酶（Immobilized Enzyme）：是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。
酶工程与蛋白质工程
酶工程与蛋白质工程酶工程与蛋白质工程是现代生物技术的重要领域，它们以分子水平为基础，通过基因工程技术来改造酶和蛋白质。
酶工程主要研究酶的结构与功能关系以及酶催化反应机理，以此来优化酶的性质和功能；而蛋白质工程则致力于蛋白质的高表达、纯化和改造，进而实现分子水平的控制和利用。
两者交叉融合，共同应用于工业、医药、环保和食品等各个领域，促进了生物技术的发展和推广。
一、酶工程简介酶是一种生物催化剂，具有极高的选择性和催化效率。
酶工程旨在通过对酶的分子结构和催化机理的研究，优化酶的性质和功能，使其在特定条件下能够更高效地催化反应。
比如，通过改变酶的氨基酸序列，可以实现酶催化活性和稳定性的提高。
再比如，通过引入新的催化中心或变异剂，可以改变酶的底物特异性和反应特性。
这些优化方法可以显著提高酶的效率和选择性，为实现工业生产和科学研究提供了有效手段。
酶工程的具体步骤如下：1. 酶的筛选和分离。
这个步骤是酶工程的基础，通常需要从自然界中分离出能够催化特定反应的酶。
现代酶工程技术一般采用高通量筛选法，通过分子筛、高速离心、色谱法等方法来分离出酶的纯品。
2. 酶的分子结构分析。
这个步骤是为了了解酶的分子结构和功能关系，找到优化方案的基础。
目前，常用的酶的分析方法有X射线晶体学和核磁共振法。
3. 酶的基因工程改造。
通过基因工程技术，改变酶的氨基酸序列和三维结构，使其获得更高的活性和稳定性。
常用的方法有扩展、交换和修饰等方法。
4. 酶的活性和特性检测。
通过活性酶测定、底物特异性、pH和温度对酶催化反应的影响等方法来检测酶的改造效果。
5. 酶的产量提高。
通过使用表达载体、调节生产菌株的生长条件等方法，使酶的产量达到最高。
二、蛋白质工程简介蛋白质工程是将目标蛋白基因从生物体内放大、纯化、定位和表达，以达到高效率和高纯度的目的。
主要应用于药物研发、工业化生产、分子诊断和分子工业等领域，对于制造可溶性蛋白、表达蛋白、纯化蛋白和修饰蛋白等方面都发挥着重要作用。
蛋白质与酶工程.
蛋白质与酶工程JIAOXUEDAGANG 教学大纲河北经贸大学生物科学与工程学院生物工程教研室薛胜平2010年11月编写说明使用教材是2008科学出版社陈守文的《酶工程》。
蛋白质与酶工程是将酶学理论与工程技术相结合，研究酶的研发改造、生产应用的一门新兴学科。
在研究内容、手段和目的上与基因工程、蛋白质工程、细胞工程、发酵工程等孪生学科是相互交融的整体。
其主要内容有酶学基础、酶的生产、酶的分离纯化、固定化酶及固定化细胞、酶的修饰、酶反应器、酶的非水相催化、模拟酶、抗体酶、核酶、酶的应用。
通过本课程的学习，对蛋白质与酶工程有一个比较全面的了解和掌握，为今后从事生物化学或酶学、酶工程的教学与研究，乃至整个生命科学的研究打下基础，扩大知识面，拓宽相关的科学研究领域进行必要的知识储备。
掌握基本概念和基本理论，酶学和酶工程研究中重要的设计思想、方法和应用，酶与酶工程在医学、工农业、畜牧业中的应用等，未来在酶学与酶工程领域中的研究方向、进展和热点。
适应今后酶工程将引起的发酵工业和化学合成工业的巨大变革。
要求学生按照大纲，突出重点，把酶学的基础理论知识，酶工程的理论知识和广泛的应用基础结合起来进行学习。
了解和掌握蛋白质与酶工程理论、研究方法与应用，有所发现，有所创造。
本大纲共有八章内容，适用于理工科的本科学生，由生物工程教研室薛胜平编写，集体讨论而定。
大纲编修时间：2010年11月课时分配表目录第一章绪论第一节.酶的基本概念与发展史一、催化作用的特点二、影响酶催化作用的因素三、酶的分类与命名四、酶的活力测定第二节.酶工程发展概况第三节.酶的生产方法。
第二章酶的分离工程第一节酶分离纯化的一般原则一．建立一个可靠和快速的测活方法二．酶原料的选择三．酶的提取四．酶的提纯五．酶的纯度检验第二节细胞的破碎及酶的提取一．生物材料的破碎（一）机械破碎法（二）物理破碎法1．温度差破碎法2．压力差破碎法3．超声波法（三）化学破碎法（四）酶促破碎法二．酶液的提取1．典型的提取液的组成2．提取液各组分的作用（1）离子强度调节剂与缓冲剂（2）温度调节剂（3）蛋白酶抑制剂（4）抗氧化剂（5）重金属螯合剂（6）增溶剂（去垢剂）3．酶的提取方法（1）盐溶液提取（盐溶）（2）酸溶液提取（3）碱溶液提取（4）有机溶剂提取第三节酶的纯化(一)．调节溶解度（二）改变pH值（等电点沉淀法）（三）改变温度（四）有机溶剂沉淀法（五）复合沉淀法二．根据酶分子大小、形状不同的分离方法（一）离心分离：①差速离心②速率区带离心③等密度梯度离心（二）凝胶过滤：（三）过滤与膜分离三．根据酶分子电荷性质的方法（一）离子交换层析（二）电泳（三）等电聚焦四．根据专一性结合的方法（一）亲和层析（二）吸附层析（三）共价层析五．萃取分离①双水相系统萃取法②双水相亲和萃取③超临界萃取六．酶的结晶①盐析结晶②有机溶剂结晶③透析平衡结晶④等电点结晶⑤温度差法结晶⑥金属离子复合结晶法第四节酶纯度的检验一．超速离心法二．电泳(一)PAGE的优点（二）聚丙烯酰胺凝胶的聚合SDS-PAGE三．免疫技术（一）免疫扩散（二）免疫电泳四．恒溶度法一．浓缩：二．干燥：①真空干燥②冷冻干燥③喷雾干燥④气流干燥⑤吸附干燥第三章酶与细胞固定化第一节酶的固定化一．定义二．固定化酶的优缺点三．固定化酶的制备原则四．酶的固定化方法（一）非共价结合法(二）化学结合法（三）包埋法（四）无载体固定化（五）各种固定化方法的比较五．固定化酶的性质第二节辅酶的固定化第三节细胞的固定化一．概述二．固定化细胞的分类三．固定化细胞的制备四．固定化细胞技术今后发展的重要方向—基因工程菌的固定第四节原生质体的固定化一．固定化细胞在实际应用中的缺陷二．固定化原生质体的制备第四章化学酶工程第一节概述一．酶的分子工程二．具体内容第二节酶分子的化学修饰一．酶化学修饰的目的二．影响酶蛋白化学修饰反应的因素（一）蛋白质功能基的反应性（二）修饰剂的反应性三．酶化学修饰的设计（一）对酶性质的了解（二）修饰试剂的选择四．修饰程度和修饰部位的测定（一）分析方法1．直接法2．间接法（二）化学修饰数据的分析1．化学修饰的时间进程分析2．确定必需基团的性质和数目五．酶蛋白侧链的修饰六．酶的化学交联七．蛋白质化学修饰的局限性第四节酶的人工模拟一．模拟酶的概念二．模拟酶的理论基础（一）酶学基础（二）超分子化学1．主—客体化学(host-guest chemistry)2．超分子化学（supramolecular chemistry）三．模拟酶的设计四．模拟酶的分类五．主-客体酶模型六．胶束酶模型七．肽酶八．半合成酶九．印迹酶（一）分子印迹技术（二）分子印迹酶第五章酶的非水相催化第一节酶非水相催化的研究概况第二节有机介质中酶催化反应的影响因素第三节酶在有机介质中的催化特性第四节有机介质中酶催化反应的条件及控制第五节有机介质中酶催化的应用第六章生物酶工程第一节酶基因的克隆和表达第二节酶分子的改造第三节融合酶第七章酶反应器第一节酶反应器的类型与特点第二节酶反应器的选型与酶反应器的设计第三节酶反应器的操作第八章研究的方向、进展和热点、核酶第一节核酶（一）核酶（二）脱氧核酶（三）核酶的应用第二节抗体酶（一）抗体酶概念、产生的理论基础（二）抗体酶的制备方法（三）抗体酶的应用第一章绪论【教学目的与要求】通过本章的学习使学生了解和掌握蛋白质与酶工程的定义、特点及蛋白质与酶工程的应用。
分子生物学常见名词解释
分子生物学常见名词解释1、分子生物学：是一门从分子水平研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的科学。
2、医学分子生物学：是分子生物学的一个重要分支，又是一门新兴交叉学科。
它是从分子水平上研究人体在正常和疾病状态下的生命活动及其规律，从分子水平开展人类疾病的预防、诊断和治疗研究的一门科学。
3、酶工程：过去主要是通过生物化学方法从各种材料中提取、制备酶制剂。
现在主要应用基因工程技术制取酶制剂。
4、蛋白质工程：过去主要是采用化学方法对纯化的蛋白质进行结构改造，制备出有特定功能的蛋白质。
现在主要应用基因工程技术，从改造目的基因的结构入手，在受体细胞中表达不同结构的蛋白质。
5、微生物工程：又称发酵工程是利用微生物特定性状，使微生物产生有用物质或直接用于工业化生产的技术。
6、DNA的甲基化：DNA的一级结构中，有一些碱基可以通过加上一个甲基而被修饰，称为DNA的甲基化。
7、CG岛：在整个基因组中存在一些成簇、稳定的非甲基化CG，这类CG称为CG岛。
8 、信使RNA：从DNA分子转录的RNA分子中，有一类可作为蛋白质生物合成的模板，称为信使RNA。
9、顺反子：由结构基因转录生成的RNA序列亦称为顺反子。
10、帽子结构：5端第1个核苷酸是甲基化鸟嘌呤核苷酸，它以5端三磷酸酯键与第2个核苷酸的5端相连，而不是通常的3、5磷酸二酯键。
11 、核酶：在没有任何蛋白质（酶）存在的条件下，某些RNA分子也能催化其自身或其它RNA分子进行化学反应，即某些RNA具有酶样的催化活性，这类具有催化活力的RNA被命名为核酶。
12、蛋白质的变性：蛋白质分子爱到物理化学因素（如加热、紫外线、高压、有机溶剂、酸、碱等）的影响时，可使维持空间结构的次级键断裂，性质改变，生物活性丧失，称为蛋白质的变性。
13、蛋白质的复性：导致蛋白质变性的因素除去后，某些蛋白质又可重新回复天然构象，表现出天然蛋白质的生物活性，称为蛋白质的复性。
14、基因：是核酸分子中贮存遗传信息的遗传单位，是指贮存有功能的蛋白质多肽链或RNA序列信息及表达这些信息所必需的全部核苷酸序列。
蛋白质与酶工程知识点(完)---仅供参考
1、易错PCR:通过调整反应条件来使PCR扩增过程中复制错配率增加，在目的基因中随机引入突变，继而获得蛋白质分子的随机突变体* 提高镁离子浓度或加入锰离子* 降低体系中一种的dNTP浓度（至少5-10%）* 运用低保真度DNA聚合酶* 增加DNA聚合酶的浓度属于无性进化：单一基因内进行遗传突变，费力、耗时，多用于小片段（800bp以下）2、酶的概念：酶是一类由活细胞产生的，对其特异底物（substrate）具有高效催化作用的生大分子，包括蛋白质和核酸3、辅酶 :与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的方法除去(NAD+)。
辅基 :与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤的方法除去(FAD、FMN)酶的活性中心：或称活性部位，指必需基团在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物。
4、抗体酶或催化抗体：是具有催化功能的抗体。
本质：免疫球蛋白，即具有催化作用的免疫球蛋白5、酶促反应特点：①酶促反应具有极高的效率②酶促反应具有高度的特异性：绝对特异性、相对特异性、立体结构特异性③酶促反应的可调节性：对酶量的调节，对酶活性的调节6、诱导契合假说：酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合。
这一过程称为酶-底物结合的诱导契合假说。
7、底物浓度对反应速度的影响：①当底物浓度较低时：反应速度与底物浓度成正比；反应为一级反应。
②随着底物浓度的增加：反应速度不再成正比例加速；反应为混合级反应。
③当底物浓度高达一定程度：反应速度不再增加，达最大速度；反应为零级反应8、Km与Vmax的意义9、不可逆性抑制作用：抑制剂通常以共价键与酶活性中心或活性中心以外的必需基团相结合，使酶失活。
可逆性抑制作用：抑制剂通常以非共价键与酶或酶-底物复合物可逆性结合，使酶的活性降低或丧失；抑制剂可用透析、超滤等方法除去。
类型：竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制。
三种抑制剂的特点10、酶的调节：酶活性的调节（快速调节）①酶原与酶原的激活②变构（別构）酶③酶的共价修饰调节酶含量的调节（缓慢调节）①酶蛋白合成的诱导和阻遏②酶降解的调控11、酶原激活的意义避免细胞产生的酶对细胞进行自身消化，并使酶在特定的部位和环境中发挥作用，保证体内代谢正常进行。
南京理工大学酶工程名词解释
南京理工大学酶工程名词解释
酶工程又称蛋白质工程学，是指工业上有目的的设置一定的反应器和反应条件，利用酶的催化功能，在一定条件下催化化学反应，生产人类需要的产品或服务于其它目的的一门应用技术。
酶工程就是将酶或者微生物细胞，动植物细胞，细胞器等在一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的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。
它包括酶制剂的制备，酶的固定化，酶的修饰与改造及酶反应器等方面内容。
酶工程的应用，主要集中于食品工业，轻工业以及医药工业中。
在七十年代以后，伴随着第二代酶——固定化酶及其相关技术的产生，酶工程才算真正登上了历史舞台。
固定化酶正日益成为工业生产的主力军，在化工医药、轻工食品、环境保护等领域发挥着巨大的作用。
不仅如此，还产生了威力更大的第三代酶，它是包括辅助因子再生系统在内的固定化多酶系统，它正在成为酶工程应用的主角。
我们知道，酶在生物体内的含量是有限的，不管是哪种酶，在细胞中的浓度都不会是很高的，这也是出于生物机体生命活动平衡调节的需要。
可是这样一来，就限制了直接利用天然酶更有效地解决很多化学反应的可能性。
10生物技术蛋白质与酶工程复习题与答案
一. 名词解释1．生物酶工程又称高级酶工程它是酶学与现代分子生物学技术相结合的产物。
2．蛋白质工程蛋白质工程就是运用蛋白质结构功能和分子遗传学知识，从改变或合成基因入手，定向地改造天然蛋白质或设计制造新的蛋白质。
3.多核糖体把细胞放在极其温和的条件下处理，就能得到几个到几十个核糖体在一条mRNA上结合起来的形态4.固定化酶水溶性酶经物理或化学方法处理后，成为不溶于水的但仍具有酶活性的一种酶的衍生物。
在催化反应中以固相状态作用于底物5.酶反应器以酶或固定化酶为催化剂进行酶促反应的装置。
6．酶工程又叫酶技术，是酶制剂的大规模生产和应用的技术7.生物传感器对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。
8. motif (模体)指的是蛋白质分子结构中介于二级结构与三级结构之间的一个结构层次，又称超二级结构9. domain功能域生物大分子中具有特异结构和独立功能的区域,特别指蛋白质中这样的区域10.PDB蛋白质数据库（Protein Data Bank,PDB）是一个生物大分子，11. DNA shuffling体外同源重组技术。
通过改变单个基因原有的核苷酸序列创造新基因，并赋予产物以新功能。
12.生物催化剂是指生物反指应过程中起催化作用的游离或固定化细胞各游离或固定化酶的总称13.必需基团有的基团既在结合中起作用，又在催化中起作用，所以常将活性部位的功能基团统称为必需基团(essential group)14.活性中心。
酶的活性中心是酶与底物结合并发挥其催化作用的部位。
15.有性PCR dna改组16.DNA改组通过改变单个基因原有的核苷酸序列创造新基因，并赋予产物以新功能。
17.免疫传感器偶联抗原/抗体分子的生物敏感膜与信号转换器组成的，基于抗原抗体特异性免疫反应的一种生物传感器。
18.易错PCR是从酶的单一基因出发，在改变反应条件的情况下进行聚合酶链反应，使扩增得到的基因出现碱基配对错误，从而引起基因突变的技术过程。
蛋白质与酶工程试题
蛋白质与酶工程试题---生工2班1.名词解释（每题3分，共30分）1.蛋白质工程：以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过有控制的修饰和合成，对现有蛋白质加以定向改造，设计、构建并最终生产出性能比自然界存在的蛋白质更加优良、更加符合人类社会需要的新型蛋白质。
2.Enzyme Engineering（酶工程）：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，生产人类需要的产品或服务于其它目的地一门应用技术。
3.固定化酶：固定化酶（immobilized enzyme），是用物理或化学方法处理水溶性的酶使之变成不溶于水或固定于固相载体的但仍具有酶活性的酶衍生物。
4.分子伴娘：是一类相互之间有关系的蛋白，它们的功能是帮助其他含多肽结构的物质在体内进行正确的非共价的组装，并且不是组装完成的结构在发挥其正常的生物功能是的组成部分。
5.凝胶过滤：又叫分子排阻层析，分子筛层析，在层析柱中填充分子筛，加入待纯化样品再用适当缓冲液淋洗，样品中的分子经过一定距离的层析柱后，按分子大小先后顺序流出的，彼此分开的层析方法。
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.酶的分子修饰：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。
8.半抗原：具有抗原性，但只有与载体结合才能引起机体产生免疫反应的抗原物质。
9.易错PCR(error-prone PCR)：通过改变PCR反应条件，使扩增的基因出现少量碱基错配，从而导致目的基因的随机突变。
10.酶反应器：是利用生物化学原理使酶完成催化作用的装置，他为酶促反应提供合适的场所和最佳的反应条件，使底物最大限度的转化为物。
生物技术基础名词解释
第一章1、现代生物技术:也称生物工程;在分子生物学基础上建立的创建新的生物类型或新生物机能的实用技术,是现代生物科学和工程技术相结合的产物;2、基因重组：gene recombination 造成基因型变化的核酸的交换过程;3、酶工程：enzyme engineering 酶制剂在工业上的大规模应用,主要由酶的生产、酶的分离纯化、酶的固定化和生物反应器四个部分组成;4、蛋白质工程：protein engineering 按人们意志改变蛋白质的结构和功能或创造新的蛋白质的过程;5、快速无性繁殖：7、生物工程：bioengineering应用生命科学及工程学的原理,借助生物体作为反应器或用生物的成分作工具以提供产品来为社会服务的生物技术;包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程等;8、细胞工程：cell engineering应用细胞生物学和分子生物学的方法,通过类似于工程学的步骤在细胞整体水平或细胞器水平上,遵循细胞的遗传和生理活动规律,有目的地制造细胞产品的一门生物技术;9、发酵工程：是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术;10、转基因工程：转基因工程又叫重组DNA技术,重组是指在体外将分离到的或合成的目的基因object gene,通过与质粒、病毒等载体vector重组连接,然后将其导入不含该基因的受体细胞host cell,使受体细胞产生新的基因产物或获得新的遗传特性;11、生物固氮：是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程;12、人类基因组计划：human genome project于20世纪80年代提出,由美、英、日、中、德、法等国参加并于2001年完成的针对人体23对染色体全部DNA的碱基对3×109序列进行排序,对大约25 000基因进行染色体定位,构建人类基因组遗传图谱和物理图谱的国际合作研究计划;13、愈伤组织：callus;calli复原指植物体的局部受到创伤刺激后,在伤口表面新生的组织;它由活的薄壁细胞组成,可起源于植物体任何器官内各种组织的活细胞;现多指切取植物体的一部分,置于含有生长素和细胞分裂素的培养液中培养,诱导产生的无定形的组织团块;第二章一、名词解释1 、DNA变性：在某些理化因素作用下,DNA双链解开成两条单链的过程叫DNA的变性;DNA的变性是DNA二级结构破坏、双螺旋解体的过程;DNA的变性中以DNA的热变性最常见; 1.增色效应：DNA变性时其溶液0D260增高的现象; ：热变性的DNA 是在一个相当窄的温度范围内完成;在这一范围内;医学教`育网搜集整理紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度称为DNA的解链温度,又称融解温度meltingtemperature,Tm;其大小与G+C含量成正比;2、复制子：replicon是DNA复制是从一个DNA复制起点开始,最终由这个起点起始的复制叉完成的片段;DNA 中发生复制的独立单位称为复制子;每个复制子使用一次,并且在每个细胞周期中只有一次;3、启动子：promoter DNA分子上能与RNA聚合酶结合并形成转录起始复合体的区域,在许多情况下,还包括促进这一过程的调节蛋白的结合位点;4、内含子：introns是真核生物细胞DNA中的间插序列;这些序列被转录在前体RNA中,经过剪接被去除,最终不存在于成熟RNA分子中;内含子和外显子的交替排列构成了割裂基因,在前体RNA中的内含子常被称作“间插序列”;5、限制性内切酶：生物体内可以识别并切割特意的双链DNA序列的一种内切核酸酶,简称限制酶;它们能将外来的DNA切断,即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力,但对自己的DNA却无损害作用,这样可以保护细胞原有的遗传信息;6、酶切位点：DNA上一段碱基的特定序列,限制性内切酶能够识别出这个序列并在此将DNA序列切成两段;7、PCR：聚合酶链式反应,其英文Polymerase Chain Reaction是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法,由高温变性、低温退火复性及适温延伸等几步反应组成一个周期,循环进行,使目的DNA得以迅速扩增,具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点;它不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究,还可用于疾病的诊断或任何有DNA,RNA的地方．8、基因克隆载体：在基因工程重组DNA技术中将DNA片段目的基因转移至受体细胞的一种能自我复制的DNA分子;三种最常用的载体是细菌质粒、噬菌体和动植物病毒;9、质粒：细菌细胞内一种自我复制的环状双链DNA分子,能稳定地独立存在于染色体外,并传递到子代,一般不整合到宿主染色体上;现在常用的质粒大多数是经过改造或人工构建的,常含抗生素抗性基因,是重组DNA技术中重要的工具;10、Ti质粒：Ti-plasmid根瘤农杆菌染色体外的环状双链DNA质粒,能诱导植物产生异常氨基酸和冠瘿碱或二者之一,并诱生冠瘿瘤;11、噬菌体载体：12、基因芯片：gene chip固定有寡核苷酸、基因组DNA或互补DNA等的生物芯片;利用这类芯片与标记的生物样品进行杂交,可对样品的基因表达谱生物信息进行快速定性和定量分析;13、cDNA文库：cDNA library：是以特定的组织或细胞mRNA为模板,逆转录形成的互补DNAcDNA与适当的载体常用噬菌体或质粒载体连接后转化受体菌形成重组DNA克隆群,这样包含着细胞全部mRNA信息的cDNA克隆集合称为该组织或细胞的cDNA文库;cDNA文库特异地反映某种组织或细胞中,在特定发育阶段表达的蛋白质的编码基因,因此cDNA文库具有组织或细胞特异性;14、转化：transformation是某一基因型的细胞从周围介质中吸收来自另一基因型的细胞的DNA而使它的基因型和表型发生相应变化的现象;15、转导：transduction由噬菌体将一个细胞的基因传递给另一细胞的过程;它是细菌之间传递遗传物质的方式之一;其具体含义是指一个细胞的DNA或RNA通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中;16、克隆子：摄取外源DNA并令其稳定维持的受体细胞;17、报告基因：reporter gene是一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因,也就是说,是一个其表达产物非常容易被鉴定的基因;把它的编码序列和基因表达调节序列相融合形成嵌合基因,或与其它目的基因相融合,在调控序列控制下进行表达,从而利用它的表达产物来标定目的基因的表达调控,筛选得到转化体;18、DNA杂交：DNA hybridization一种用互补碱基配对的程度,来分析不同生物品种来源的两条或多条DNA链间彼此关系密切程度的实验技术;19、southern印迹杂交：利用琼脂糖凝胶电泳分离经限制性内切酶消化的DNA片段,将胶上的DNA变性并在原位将单链DNA片段转移至尼龙膜或其他固相支持物上,经干烤或者紫外线照射固定,再与相对应结构的标记探针进行杂交,用放射自显影或酶反应显色,从而检测特定DNA分子的含量;20、northern印迹杂交：一种将RNA从琼脂糖凝胶中转印到硝酸纤维素膜上的方法;RNA印迹技术正好与DNA相对应,故被称为Northern印迹杂交,与此原理相似的蛋白质印迹技术则被称为Western blot;二、思考题1、基因工程操作流程目的基因或DNA片段的获取、重组DNA分子的构建、重组DNA分子引入受体细胞、目的基因或DNA片段的扩增或表达;2、原核生物与真核生物基因及转录的区别基因的区别：真核生物基因编码区有内含子与外显子的区别,内含子不能编码蛋白质；原核生物没有内含子;转录的区别：1真核生物有由核膜包裹的细胞核,因此,基因的转录和翻译有时间和地点的差别；而原核生物没有细胞核,转录和翻译可以同时同地点进行;2真核生物基因有内含子,转录所得的前提mRNA需要经过修饰,除去由内含子转录得到的mRNA序列而得到成熟mRNA；原核生物基因因没有内含子,转录得到的mRNA不需要经过修饰;3、EcoR1的识别序列,酶切位点EcoR1是从大肠杆菌R菌株中分离出来的第一个限制酶,EcoR表示是从大肠杆菌的R型菌株分离来的,“Ⅰ”表示是从大肠杆菌R菌株中分离出来的第一个限制酶;EcoR1切割序列,切割位点在G与A之间,形成黏性末端;4、PCR基本原理PCR是一种体外DNA 扩增技术,是在模板DNA、引物和4种脱氧核苷酸存在的条件下,依赖于DNA聚合酶的酶促合反应,将待扩增的DNA片段与其两侧互补的寡核苷酸链引物经“高温变性——低温退火——引物延伸”三步反应的多次循环,使DNA片段在数量上呈指数增加,从而在短时间内获得我们所需的大量的特定基因片段;5、MCS连杆衔接头6、PBR322、λ噬菌体载体、cosmid载体、YAC载体的结构、特点、主要用途PBR322质粒：大小为4362bp,含有两个抗药性基因,一个复制起始点和多个用于克隆的限制酶切点;有7种限制酶的识别位点位于四环素抗性基因内部,,两种限制酶识别位点位于该基因启动区内,3种限制酶识别位点位于氨苄青霉素抗性基因内;λ噬菌体载体：λ噬菌体的基因组长达50 Kb,共61个基因,其中38个较为重要;可分为裂解周期和溶原周期;细菌处于溶原化状态时,细胞质中有一些λ CI基因的产物CI蛋白,这是一种阻遏蛋白,可以阻止λ左、右两个早期起动子的转录,使之不能产生一些复制及细胞裂解的蛋白;λ的DNA随着宿主的染色体复制而复制;但在UV诱导下Rec蛋白可降解CI蛋白诱导90％的细胞裂解;有时λ也可自发地从宿主的染色体上游离出来,进行复制,最终导致宿主细胞的裂解,此称为治愈curing;游离在细胞质中的λ可以进行滚环复制,产生多个拷贝,并合成头部和尾部蛋白,包装成完整的λ噬菌体,使细胞裂解,释放出λ噬菌体再感染新的细胞;因为λ噬菌体的DNA也有整合在染色体上和游离于细胞质中两种状态,所以也称做附加体;但和F因子不同,λ噬菌体有细胞外形式,而F因子无细胞外形式;cosmid载体：cosmid 是英文 cos site-carrying plasmid 的缩写, 也称粘粒、柯斯载体;本意是带有粘性末端位点的质粒, 因此, 柯斯质粒是人工建造的的含有λDNA的cos序列和质粒复制子的特殊类型的质粒载体;这是一类用于克隆大片段DNA的载体,它是由λ噬菌体的coscohesive末端及质粒plasmid重组而成的载体;cosmid载体带有质粒的复制起点、克隆位点、选择性标记以及λ噬菌体用于包装的cos末端等,因此该载体在体外重组后,可利用噬菌体体外包装的特性进行体外包装,利用噬菌体感染的方式将重组DNA导入受体细胞;但它不会产生子代噬菌体,而是以质粒DNA的形式存在于细胞内; 柯斯质粒的构建一般都是利用质粒的复制子、选择标记, 加上λ的cos位点序列及与包装有关的序列,构建的科斯质粒可以很好地用于基因克隆;YAC载体：YAC含有酵母染色体端粒telesome、着丝点centromere及复制起点等功能序列,可插入长度达200-500kb 的外源DNA,导入酵母细胞可以随细胞分裂周期复制繁殖供作克隆,成为人基因组研究计划的重要7、获取目的基因的途径基因组文库与cDNA基因文库中基因的区别获取目的基因的途径：从生物基因组中直接分离目的基因、人工合成目的DNA片段、PCR反应合成目的DNA、mRNA差异显示法获得目的基因;将某种生物的DNA全部提取出来,选用适当的限制酶,将DNA切成一定范围大小的DNA片段,然后,将这些DNA片段分别与载体连接起来,导入受体菌的群体中储存,每个受体菌都含有了一段不同的DNA片段;也就是说,这个群体包含了这种生物的所有基因,叫做生物的基因组文库;cDNA文库是以特定的组织或细胞mRNA为模板,逆转录形成的互补DNAcDNA与适当的载体常用噬菌体或质粒载体连接后转化受体菌形成重组DNA克隆群,这样包含着细胞全部mRNA信息的cDNA克隆集合称为该组织或细胞的cDNA文库;8、常用选择标记报告基因及其用途最常用的报告基因大多是编码抗生素抗性蛋白的基因,通过检查产物是否具有抗生素的抗性来确定基因的表达情况;1、氯霉素乙酰基转移酶CAT：可催化乙酰CoA的乙酰基转移到氯霉素3羟基,而使氯霉素解毒;CAT在哺乳细胞无内源性表达,性质稳定,半衰期较短,适于瞬时表达研究;可用同位素、荧光素和酶联免疫吸附测定enzyme—linkedimmunosorbantassay,ELISA检测其活性,也可进行蛋白质印迹Westernblotting和免疫组织化学分析;CAT与其他报告基因相比,线性范围较窄,灵敏性较低;2、β半乳糖苷酶：可催化半乳糖苷水解;最大优势是易于用免疫组织化学法观测其原位表达,是最常用的监测转染率的报道基因之一;3荧光素酶：将荧光素酶报告基因载体转染到细胞中,可用荧光素酶检测系统灵敏方便地测定荧光素酶基因的表达;4、分泌型碱性磷酸酶SEAP：SEAP可催化D—荧光素—O—磷酸盐水解生成D—荧光素,后者又可作为荧光素酶的底物,此即两步生物发光法检测酶活性的原理;此方法灵敏度高,接近于荧光素酶报告基因的检测;还可用一步化学发光法检测酶活性;作为报告基因,在遗传选择和筛选检测方面必须具有以下几个条件：1已被克隆和全序列已测定； 2表达产物在受体细胞中本不存在,即无背景,在被转染的细胞中无相似的内源性表达产物； 3其表达产物能进行定量测定;9、鉴定重组子的方法第三章1、细胞工程：应用细胞生物学和分子生物学的方法,通过类似于工程学的步骤在细胞整体水平或细胞器水平上,遵循细胞的遗传和生理活动规律,有目的地制造细胞产品的一门生物技术;2、细胞融合：细胞融合是在自发或人工诱导下,两个不同基因型的细胞或原生质体融合形成一个杂种细胞;3、组织培养：应用无菌操作方法培养生物的离体器官、组织或细胞,使其在人工条件下生长和发育的技术;4、次生代谢产物：次生代谢产物Secondary metabolites是由次生代谢Secondary metablism产生的一类细胞生命活动或植物生长发育正常运行的非必需的小分子有机化合物,其产生和分布通常有种属、器官、组织以及生长发育时期的特异性;5、原生质体：protoplast脱去细胞壁的植物、真菌或细菌细胞;是一生物工程学的概念;动物细胞也可算做原生质体;6、不对称融合：7、抗性互补筛选：8、体细胞无性系变异：9、人工种子：通过组织培养技术,把植物组织的细胞培养成在形态及生理上与天然种子胚相似的胚状体,也叫作体细胞胚;这种体细胞胚有于叶、根、茎分生组织的结构;科学家把体细胞胚包埋在胶囊内形成球状结构,使其具备种子机能;10、单克隆抗体技术：将产生抗体的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞杂交,获得既能产生抗体,又能无限增殖的杂种细胞,并生产抗体的技术;11、原生质体培养：将细胞去除细胞壁后形成裸露的原生质体,把原生质体放在无菌的人工条件下使其生长发育的技术;原生质体培养的其特点是：①比较容易摄取外来的遗传物质,如DNA；②便于进行细胞融合,形成杂交细胞；③与完整细胞一样具有全能性,仍可产生细胞壁,经诱导分化成完整植株:12、分批发酵：指发酵过程中一次投料,一次接种,一次收获的间歇培养;在分批发酵中细胞、基质、产物浓度均随时间而不断变化;:13、抗生素：抗生素的概念：抗生素antibiotics是由微生物包括细菌、真菌、放线菌属或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物,能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质;抗生素的作用机理：抗生素等抗菌剂的抑菌或杀菌作用,主要是针对“细菌有而人或其它高等动植物没有”的机制进行杀伤,有4大类作用机理：1、阻碍细菌细胞壁的合成,导致细菌在低渗透压环境下膨胀破裂死亡,以这种方式作用的抗生素主要是β-内酰胺类抗生素;哺乳动物的细胞没有细胞壁,不受这类药物的影响;2、与细菌细胞膜相互作用,增强细菌细胞膜的通透性、打开膜上的离子通道,让细菌内部的有用物质漏出菌体或电解质平衡失调而死;以这种方式作用的抗生素有多粘菌素和短杆菌肽等;3、与细菌核糖体或其反应底物如tRNA、mRNA相互所用,抑制蛋白质的合成——这意味着细胞存活所必需的结构蛋白和酶不能被合成;以这种方式作用的抗生素包括四环素类抗生素、大环内酯类抗生素、氨基糖苷类抗生素、氯霉素等;4、阻碍细菌DNA的复制和转录,阻碍DNA复制将导致细菌细胞分裂繁殖受阻,阻碍DNA转录成mRNA 则导致后续的mRNA翻译合成蛋白的过程受阻;以这种方式作用的主要是人工合成的抗菌剂喹诺酮类如氧氟沙星;。
酶工程名词解释
酶工程名词解释
一、酶工程
酶工程是以酶为有效的生物催化剂，设计、构建、运用和优化不同的复合体（如多肽、蛋白质、核酸、抗原或抗体）在生命过程中进行酶反应的研究和应用。
它涉及技术有基因工程、蛋白质工程、分子生物学以及分子生物计算等。
酶工程主要用于增强活性及特性，修饰活性中心位点，调整热稳定性，改介质和改变温度等来改善反应的速率、生物效率、稳定性以及产物的生产效率。
酶工程是一种创新的可持续发展的生物技术方法，可有效地改进和提高酶的功能，提高活性，改进反应条件以及提高应用性能。
二、酶
酶是一种特殊的蛋白质，它以酶基因的形式存在于细胞中，在体内发生化学反应可以催化，并以消除不必要的化学反应而达到一定目的。
酶有许多作用，比如可以分解有机分子、形成新的分子或改变分子结构，改变酶结构调节性质和功能，可以促进重要化学反应的进行，维持细胞代谢的正常发挥作用，可以帮助细胞适应外界环境变化，抑制和抗毒素的作用。
三、酶的催化机理
酶的催化机理是指酶通过把化学反应的活性中心结合到自身的
活性中心，形成一个活性复合物，使反应次序从量子化学反应的一步
反应，变成现代酶催化反应的多步复杂反应，从而提高反应速率和效率。
酶催化反应的催化机理可分为几个步骤：
1. 抑制反应体：酶将会抑制原始反应体，从而降低反应的活化能；
2. 促进反应发生：酶通过质点，可以促进反应物间的作用力和配位作用力，从而促进反应的发生；
3. 选择性反应：酶可以选择性地使反应物与活性中心结合，从而确保反应发生的选择性；
4. 调节反应进程：酶还可以调节反应的进程，防止反应的不必要产生，保证反应发生的稳定性。
蛋白质与酶工程
蛋白质与酶工程重点1.蛋白质工程：以蛋白质结构与功能的关系研究为基础，利用基因工程技术或化学修饰技术对现有蛋白质加以改造，组建成新型蛋白质的现代生物技术。
2.酶工程：利用酶、细胞器或细胞的特异催化功能，通过适当的反应器工业化生产人类所需产品或达到某种特殊目的的一门技术科学。
3.酶工程研究的主要内容：1）化学酶工程2）生物酶工程3）固定化酶与细胞4）酶反应器与传感器5）酶的非水相催化4.蛋白质的融合：将编码一种蛋白质的部分基因重组到另一种蛋白质基因上，或将不同蛋白质基因的片段组合在一起，经基因克隆和表达产生新的融合蛋白。
5.蛋白质的融合的作用：1）用于表达产物的分离纯化；2）提高表达产物的溶解度；3）提高蛋白质稳定性。
6.蛋白质晶体学：利用X射线衍射技术，进行生物大分子结构研究的工程，是结构生物学的一个重要组成部分。
8.定点突变：通过分子克隆手段定点的改变特定基因的局部核苷酸序列，通常被用来研究蛋白质的功能结构以及用于目的蛋白的改造。
10.酶工程的研究范围：1）各类自然酶的开发和生产；2）酶的分离纯化和鉴定技术；3）固定化技术；4）利用其他的生物技术领域交叉渗透；5）多酶反应器的研制和应用。
11.酶的稳定性和稳定化：（一）引起酶失活的原因：1）酶的活性中心一些特定氨基酸残基被化学修饰，使酶活性丧失（微观）；2）外部环境的影响，酶活性中心出现空间障碍，使其不能与底物结合；3）酶的高级结构发生变化（螺旋、折叠发生变化）；4）多肽链的断裂（很强烈）；（二）酶的稳定化：1）低温保存（酶的本身不易变性，不易使其他酶把目的蛋白降解）；2）添加盐类（高浓度(NH4)2SO4）；3）添加底物辅酶等配体；4）添加强变性剂（保护一级结构，使用时可复活）；5）结晶化。
12.微生物作为酶源的优越性：1）容易获得酶需要的酶类；2）容易获得高产菌株；3）生产周期短；4）生产成本低；5）生产易管理；6）提高微生物产酶的途径比较多。