酶工程复习资料

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酶工程复习材料

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1。

酶生物合成的模式有哪些?哪一种模式较为适合生产的需要?对于其他的合成模式,应如何调节发酵的条件以使其更为趋近于最佳的模式?酶生物合成的模式·同步合成型·延续合成型·中期合成型·滞后合成型概念:酶的合成与细胞生长同步进行.当细胞进入对数生长期,酶大量产生,细胞生长进入稳定期后,酶的合成随之停止.特点:属于这种类型的酶,其生物合成可以诱导,但不受分解代谢物阻遏和产物阻遏作用。

概念:酶的合成伴随着细胞的生长而开始,但在细胞生长进入平衡之后,酶还可以延续合成较长的一段时间.特点:这种类型的酶可受诱导但不受分解代谢物阻遏和产物阻遏,其对应的mRNA是相当稳定的.概念:酶的合成在细胞生长一段时间以后开始,而在细胞进入平衡期后,酶的合成也随着停止。

特点:酶的合成受到反馈阻遏,而且其所对应的mRNA 是不稳定的.概念:只有当细胞生长进入平衡期后,酶才开始合成并大量积累。

特点:酶的合成受到分解代谢物阻遏作用。

在酶工程生产中为了提高酶的生产率,延长酶的发酵生产周期,酶最理想的生物合成模式应为部分生长偶联型(延续合成型),因为这类酶在发酵过程中没有明显的生长期和产酶区的区别,随细胞生长即有酶的产生,直到细胞生长进入平衡期之后酶还可以合成。

对于其他型的酶,要提高酶产率,可以再细胞选育上,工艺条件等方面加以条件控制。

对于同步合成型的酶,可以采用适当的生产工艺,如降低发酵温度以尽量提高其对应的mRNA的稳定性;对于滞后合成型的酶,在发酵过程中应设法尽量减少甚至借出分解代谢物阻遏,使酶的合成提早开始,控制葡萄糖等易利用碳源,添加一定量的cAMP;对于中期合成型的酶,则要在提高mRNA稳定性和解除阻遏两方面进行.控制末端产物浓度,添加末端产物类似物2。

试以基因调节控制理论说明酶生物合成的分解代谢物阻遏作用、诱导作用及反馈阻遏作用的原理。

-—-操纵子学说是指容易利用的碳源阻遏某些酶(主要是诱导酶)生物合成的现象是指加进某种物质,使酶的生物合成开始或加速进行的过程是指酶催化作用的产物或代谢途径的末端产物使该酶的合成受阻的过程是指在放射免疫测定的基础上发展起来的一种分析方法,它是将酶作为标记物质,使之和抗原(或抗体)结合形成酶与抗原(或抗体)复合物,然后再根据待测抗体(或抗原)与复合物专一且定量的结合关系,通过测定与待测抗体(或抗原)结合的酶的活力,从而计算出待测抗体(或抗原)的量。

酶工程考试复习题及答案

酶工程考试复习题及答案

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。

10.凝胶层析: 又称为凝胶过滤,分子排阻层析,分子筛层析等。

是指以各种多孔凝胶为固定相,在流动相冲洗过程中混合物中所含各种组分的相对分子质量和分子大小不同,在固定相凝胶微孔中移动的距离不同,从而依次从层析柱中分离出来,达到物质分离的一种层析技术。

11.亲和层析: 是利用生物分子与配基之间所具有的专一而又可逆的亲和力,将混合物装入层析柱中利用流动相的冲洗作用和目标分子与固定相配基亲和作用力不同而使生物分子分离纯化的技术。

酶工程复习资料

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酶工程复习资料名词解释1、酶反应器:用于酶进行催化反应的容器和附属设备2、pH记忆:3、产物阻遏作用:又称酶生物合成的反馈阻遏作用,是指酶催化反应的产物或代谢途径末端的产物使该酶的生物合成受到阻遏现象。

4.1酶的延续合成型: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时间的生物合成模式。

4.2同步合成型:是指酶的生物合成与细菌生长同步进行的一种酶生物合成模式。

4.3中期合成型:酶在细胞生长一段时间后才开始合成,细胞进入生长平衡期后,酶的生物合成也随之停止。

4.4滞后合成型:酶是在细胞进入生长平衡期后才开始生物合成并大量积累,5、固定化细胞——固定在载体上,并在一定空间范围内进行生命活动的细胞。

6、电场膜分离——是在半透膜的两侧分别装上正、负电极。

在电场作用下,小分子的带电物质或离子向着与其本身所带电荷相反的电极移动,透过半透膜,而达到分离的目的。

7、催化周期:酶进行一次催化所需的时间。

8、固定化酶:固定在载体上并在一定空间范围内进行催化反应的酶称为固定化酶。

9、抗体酶:抗体酶又称为催化性抗体,是一类具有催化功能的抗体10、立体异构专一性:当酶作用的底物含有不对称碳原子时,酶只能作用于异构体的一种,这种绝对专一性称为立体异构专一性。

11、微滤:又称为孔过滤,微滤介质截留的物质颗粒直径为0.2-2um,主要用于细菌、灰尘等光学显微镜可看到的颗粒物质的分离。

12、酶的比活力:是一个纯度指标,指特定条件下,单位质量的蛋白质或RNA所具有的酶活。

13、膜反应器:是将酶的催化反应和半透膜的分离作用组合在一起的反应器。

14、酶电极:是由固定化酶与各种电极密切结合的传感装置。

15、氨基酸置换修饰:将酶分子上的某一个氨基酸置换成另一个氨基酸的修饰方法。

16、盐析沉淀法:是利用不同蛋白质在不同盐溶度条件下溶解度不同的特性,通过在酶液中添加一定浓度的中性盐,使酶或杂质从溶液中析出沉淀,从而使酶与杂质分离的过程。

酶工程课程复习要点

酶工程课程复习要点
3. 提高微生物发酵酶产量的措施(三种方法及其原理);并结 合酶生成动力学进行分析;对同步合成、滞后合成、中间合 成等现象的分析及解决手段;
4. 固定化细胞、固定化原生质体发酵产酶的特点;
5. 植物细胞的特点,植物细胞培养酶的具体过程及操作要点 6. 动物细胞的特点,动物细胞培养的一般过程及其特殊性,动 物细胞的器壁依赖性,动物细胞培养的培养基和培养条件特 点; 7. 蛋白类酶的提取过程,适用于酶蛋白分离的各种提取方法之 分离原理等。如何保持分离过程中酶的活性?
8. 酶的改造方法:物理、化学、生物和人工模拟方法 9. 酶分子修饰的主要方法和酶修饰的三种作用; 10. 大分子结合修饰(PEG修饰)、侧链基团修饰、氨基酸置 换修饰等的原理和一般过程; 11. 酶的生物法改造(定点突变和定向进化):酶定向进化的
基本概念及过程,基因突变方法,筛选的方法
12. 酶的固定化方法及其特点比较,主要是四种基本固定化方 法的特点及其比较;酶固定化的优势与性质变化(活性、稳 定性和连续使用)
13.细胞固定化方法及其应用特点(吸附和包埋法); 14. 酶的人工模拟概况,抗体酶的概念和基本制备过程 15. 非水相酶促反应的种类(有机相、超临界流体、气相、离 子液体等) 16. 水和溶剂对酶促反应的影响:必须水概念、水含量的控制、
溶剂极性系数、溶剂的选择等;酶在有机溶剂中的催化特性
变化; 17. 酶反应器的类型(按照操作方式、酶的使用形式分类)和 混合方式、特点及选择,酶反应器的选择方法,酶反应器的 设计主要步骤。 18. 酶的应用:结合具体内容进行归纳。
5、植物细胞培养需要无机盐吗?请简述培养基中无机盐的配置方法;
6、植物细胞生长需要光照,请根据不同培养方式给出光照的实现方式; 7、何为动物细胞的锚地依赖性,培养过程中如何克服锚地依赖性的影响;

酶工程复习要点

酶工程复习要点

1、酶的催化作用特点:具有专一性,催化效率高和反应条件温和等显著特点。

2、酶研究的两个方向:理论研究方向和应用研究方向。

理论研究方向:酶的理化性质、催化性质、催化机制等。

应用研究:促进了酶工程的形成。

3、酶工程的定义:利用酶或者微生物细胞,动植物细胞,细胞器,借助于酶的催化作用,通过工程学手段生产产品或提供社会服务的科学体系。

4、酶工程的应用范围:①对生物资源中天然酶的开发和生产②自然酶的分离纯化与鉴定技术③酶的固定化技术④酶反应器的研制与应用⑤与其它生物技术领域的交叉与渗透。

5、酶工程的组成:①酶的发酵生产②酶的分离纯化③酶分子修饰④酶和细胞固定化⑤酶反应器和酶的应用等方面。

6、酶工程的主要任务:通过预先设计,经过人工操作控制而获得大量所需的酶,并通过各种方法使酶发挥其最大的催化功能。

8、酶的分类:第1类,氧化还原酶;第2类,转移酶;第3类,水解酶;第4类,裂合酶;第5类,异构酶;第6类,合成酶;第7类,核酸类酶。

9、酶的作用机制:酶的催化机理可能与几种因素有关:酶与底物结合时,两者构象的改变使它们互相契合,底物分子适当地向酶分子活性中心靠近,并且趋向于酶的催化部位,使活性中心这一局部地区额底物浓度大大增高,并使底物分子发生扭曲,易于断裂。

在另一些情况中,可能还有一些其他的因素使酶反应速度稍有一些提高,如酶与底物形成有一定稳定度的过渡态中间物——共价的ES中间物,这种ES中间物又可迅速地分解成产物,又如酶活性中心的质子供体和质子受体对底物分子进行了广义的酸碱催化等。

10、酶的催化能力:酶仅能改变化学反应的速度,并不不能改变化学反应的平衡点。

酶本身在反应前后也不发生变化例如肽键遇水自发地进行水解的反应极为缓慢,当有蛋白酶存在时,这个反应则进行得十分迅速,可降低反应的活化能。

在一个化学反应体系中,反应开始时,反应物(S)分子的平均能量水平较低为“初态”,在反应的任何一瞬间反应物中都有一部分分子具有了比初态更高一些的能量,高出的这一部分能量称为活化能,使这些分子进入“过渡态”,这时就能形成或打破一些化学键,形成新的物质——产物(P)。

酶工程 复习资料

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第一章绪论1.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。

酶工程的主要内容包括: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.酶有哪些显著的催化特性?酶是生物催化剂,与非酶催化剂相比,具有专一性强、催化效率高和作用条件温和等显著特点。

3.简述影响酶催化作用的主要因素。

酶的催化作用受到底物浓度、酶浓度、温度、pH、激活剂浓度、抑制剂浓度等诸多因素的影响。

5.简述酶活力单位的概念和酶活力的测定方法。

酶活力单位:在特定条件下(温度可采用25℃,pH等条件均采用最适条件),每1min催化1μmol的底物转化为产物的酶量定义为1个酶活力单位,这个单位称为国际单位(IU)。

在特定条件下,每秒催化1mol底物转化为产物的酶量定义为1卡特(kat)酶活力的测定方法:振荡测定法,酶柱测定法,连续测定法,固定化酶的比活力测定,酶结合效率与酶活力回收率的测定,相对酶活力的测定。

或者测定方法:化学测定法、光学测定法、气体测定法其它.酶的发展历史:4000多年前的夏禹时代——酿酒技术。

3000多年前的周朝——制造饴糖、食酱等食品。

1833年——佩恩和帕索兹从麦芽的水抽提物中得到淀粉酶。

19世纪中叶——巴斯德对酵母的乙醇发酵进行研究。

1913年——米彻利斯和曼吞根据中间产物学说,推导出米氏方程。

1926年——萨姆纳得到脲酶结晶,并证明它具有蛋白质的性质。

1960年——雅各和莫诺德提出操纵子学说。

1982年——切克发现核酸类酶。

1983年——阿尔特曼发现核糖核酸酶P的RNA 部分M1RNA具有核糖核酸酶P的催化活性。

酶的专一性分为绝对专一性和相对专一性。

相对专一性又可分为键专一性和基团专一性米氏方程:酶的可逆性抑制作用可以分为竞争性抑制、非竞争性抑制和反竞争性抑制。

酶工程复习

酶工程复习一、名词解释1、诱导与阻遏:诱导是加进某种物质,使酶的生物合成开始或加速进行的过程。

阻遏是容易利用的碳源的分解代谢的产物阻遏某些酶(主要是诱导酶)生物合成的现象。

2、最适生长温度与最适生产温度:最适生长温度是在该温度下,微生物细胞的生长速率最大。

最适产酶温度低于最适生长温度,在较低温度下,提高酶的稳定性,延长细胞产酶时间。

3、生长因子:细胞生长繁殖不可缺少的微量有机化合物,如aa, 嘌呤,嘧啶,激素4、等电点沉淀利用两性电解质在等电点时溶解度最低,以及不同的两性电解质有不同的等电点这一特性,通过调节溶液的pH值,使酶或杂质沉淀析出,从而使酶与杂质分离的方法称为等电点沉淀。

5、盐析沉淀是利用不同蛋白质在不同的盐浓度条件下溶解度不同的特点,通过在酶液中添加一定浓度的中性盐,使酶或杂质从溶液中析出沉淀,从而使酶与杂质分离的过程。

6、酶分子修饰: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。

7、分子内交联修饰:含有双功能基团的化合物(双功能试剂)如戊二醛、己二胺、葡聚糖二乙醛等,可以在酶蛋白分子中相距较近的两个侧链基团之间形成共价交联,从而提高酶的稳定性的修饰方法称为分子内交联修饰。

8、酶的有限水解修饰:在肽链的限定位点进行水解,使酶的空间结构发生某些精细的改变,从而改变酶的特性和功能的方法,称为肽链有限水解修饰。

9、酶的定点突变技术:定点突变技术是指在DNA序列中的某一特定位点上进行碱基的改变从而获得突变基因的的操作技术。

10、侧链基团修饰:采用一定的方法(一般为化学法)使酶分子的侧链基团发生改变,从而改变酶分子的特性和功能的修饰方法称为侧链基团修饰。

11、抗体酶(Catalytic antibody) ,又称催化抗体,是指通过一系列化学与生物技术方法制备出的具有催化活性的抗体,它除了具有相应免疫学性质,还类似于酶,能催化某种活性反应,是一种新型人工酶制剂,是一种具有催化功能的抗体分子。

酶工程复习资料

酶工程复习资料酶工程:从应用的目的出发,将酶学理论与化学工程相结合,研究酶,并在一定的反应装置中利用酶的催化特性,将原料转化为产物的一门新技术。

酶的概念:酶是生物体活细胞产生的具有特殊催化活性和特定空间构象的生物大分子,包括蛋白质及核酸,又称为生物催化剂。

酶的化学本质:绝大多数酶是蛋白质,少数是核酸RNA,后者称为核酶。

根据酶的结构特点及分子组成形式分为:单体酶寡聚酶多酶复合体单纯酶(simple enzyme)是基本组成单位仅为氨基酸的一类酶。

它的催化活性仅仅决定于它的蛋白质结构。

复合酶(conjugated enzyme)的催化活性,除蛋白质部分(酶蛋白apoenzyme)外,还需要非蛋白质的物质,即所谓酶的辅助因子(cofactors),两者结合成的复合物称作全酶(holoenzyme),即:全酶酶蛋白辅助因子(辅酶辅基)(结合蛋白质) (蛋白质部分) (非蛋白质部分)酶催化作用的特性:1、高度专一性2、高效性3、反应条件温和4、易变性5、酶的活力受到多种因素的调节和控制酶的系统分类方法:1、氧化还原酶2、水解酶3、合成酶4、异构酶5、转移酶6、裂解酶酶的催化机理:(一)为何具有高度的催化效率——降低反应的活化能(二)如何降低反应的活化能——形成中间产物(SE)中间产物学说认为:酶在催化化学反应时,酶与底物首先形成不稳定的中间物,然后分解酶与产物。

即酶将原来活化能很高的反应分成两个活化能较低的反应来进行,因而加快了反应速度。

S + E →ES →P + E底物酶→中间产物→产物(三)如何形成中间产物——诱导契合(学说)酶的活性中心:与底物接触并且发生反应的部位就称为酶的活性中心。

包括两部分:结合中心、催化中心。

必需集团:一般将与酶活性有关的基团称为酶的必需基团。

酶的专一性的解释:锁与钥匙学说;诱导契合理论酶的高效性的解释:1酸碱催化2共价催化3底物与酶邻近效应与定向效应邻近效应:即底物的反应基团和酶的催化基团越靠近,其反应速度越快。

酶工程考试复习题及答案

酶工程考试复习题及答案一、选择题1. 酶工程是指对酶进行改造和利用的科学,其主要目的不包括以下哪一项?A. 提高酶的稳定性B. 增强酶的催化效率C. 改变酶的底物专一性D. 降低酶的生产成本答案:D2. 在酶工程中,下列哪一项技术不属于酶的改造方法?A. 基因工程B. 蛋白质工程C. 酶的固定化D. 酶的纯化答案:D3. 固定化酶技术的优点不包括以下哪一项?A. 可重复使用B. 提高酶的稳定性C. 便于酶的分离和纯化D. 增加酶的底物专一性答案:D二、填空题4. 酶工程中常用的酶固定化方法包括_______、_______和_______。

答案:吸附法、包埋法、共价结合法5. 酶的催化效率通常用_______来表示,它是酶催化反应速率与_______的比值。

答案:kcat、底物浓度三、简答题6. 简述酶工程在工业生产中的应用。

答案:酶工程在工业生产中的应用主要包括食品加工、制药、生物燃料生产、环境保护等领域。

通过酶的改造和固定化技术,可以提高生产效率,降低成本,实现绿色生产。

7. 描述酶的改造方法之一——蛋白质工程的基本过程。

答案:蛋白质工程的基本过程包括:(1) 确定目标酶的氨基酸序列;(2) 设计预期的氨基酸序列变化;(3) 通过基因突变或基因合成技术实现氨基酸序列的改变;(4) 表达改造后的酶蛋白;(5) 评估改造酶的性能,如稳定性、催化效率等。

四、论述题8. 论述固定化酶在生物反应器中的应用及其优势。

答案:固定化酶在生物反应器中的应用主要包括连续流反应器和批式反应器。

固定化酶的优势包括:(1) 酶的稳定性提高,延长使用寿命;(2) 易于从反应体系中分离,便于回收和再利用;(3) 可以提高底物转化率,减少副反应;(4) 有助于实现工业化大规模生产。

五、案例分析题9. 某制药公司希望通过酶工程提高一种药物前体的合成效率。

请分析可能采取的策略,并讨论这些策略的潜在优势和局限性。

答案:可能采取的策略包括:(1) 利用基因工程技术改造酶的基因,提高酶的催化效率;(2) 通过蛋白质工程技术改变酶的结构,提高其稳定性和底物专一性;(3) 采用固定化技术,使酶在反应过程中易于分离和重复使用。

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,称为酶的发酵生产液体深层发酵:采用液体培养基,置于生物反映器中,通过灭菌,冷却后,接种产酶细胞,在一定的条件下,进行发酵,生产得到所需的酶,液体深层发酵不仅适合于微生物细胞的发酵生产,也可用于植物细胞和动物细胞的培养,液体深层发酵的机械化限度高,技术管理较严格,酶的产率较高,质量较稳定,产品回收率高,是目前酶发酵生产的重要方式酶的发酵生产根据微生物的培养方式可分为:固体培养发酵.液体深层发酵.固定化微生物细胞发酵和固定化微生物原生质体发酵提高酶产量的措施有哪些一方面要选育或选择使用优良的产酶细胞,打破酶合成调节限制的方法:1通过条件控制提高酶产量:添加诱导物.减少阻遏物浓度2通过基因突变提高酶产量:使诱导型变为组成型,使阻遏型变为去阻遏型3其它提高酶产量的方法:添加表面活性剂.添加产酶促进剂二、考核知识点与考核目的共阻遏物:酶催化作用的产物或代谢物途径的末端产物使该酶的生物合成受阻.引起反馈阻遏的物质,称为共阻遏物1、重点(1)分解代谢物的阻遏作用(应用)是由分解代谢物(葡萄糖和其他容易运用的碳源等物质通过度解代谢而产生的物质)引起的阻遏作用。

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由活细胞产生的生物催化剂,具有特殊作用的蛋白质,能在生命体内(包括动物、植物和微生物)催化一切化学反应,维持生命特征。

是酶学基本原理与化学工程相结合而形成的一门新兴的技术科学, 以应用目的为出发点来研究酶, 利用酶的催化特性并通过工程化将相应原料转化为目的物质的技术。

水溶性酶经物理或者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。

表示酶活力大小的尺度;一个国际单位(IU)是指在特定条件下(25℃),每分钟内转化 1mol 底物或者催化形成 1mol 产物所需的酶量。

一个 Kat(卡塔尔,酶活性国 际单位)是指每秒钟内转化 1mol 底物所需的酶量, 1 Kat = 6107 IU 。

(酶活力:指酶催化一定化学反应的能力;用在一定条件下, 所催化的反应初速度来表示; 是研究酶的特性,酶制剂生产应用以及分离纯化时的一项必不可少的指标。

) 是酶纯度的量度,是指单位分量酶蛋白所具有的酶活力,单位为 IU/mg 。

比活力越大,酶纯度越高。

比活力=活力单位数/每毫克酶蛋白。

可产生一种组成型调节蛋白(regulatory protein) (一种变构蛋白),通过与效应物(effector) (包括诱导物和辅阻遏物)的特异结合而发生变构作用,从而改变它与控制基因的结合力。

调节基因常位于调控区的上游。

位于启动基因和结构基因之间的一段碱基顺序,能特异性地与调节基因产生的变构蛋白结合,控制酶合成的时机与速度。

决定某一多肽的 DNA 模板,与酶有各自的对应关系,其中的遗传信息可转录为mRNA ,再翻译为蛋白质。

是指在一定的条件下,用适当的溶剂或者溶液处理含酶原料,使酶充分溶解到 溶剂或者溶液中的过程。

是指在份子水平上不同粒径份子的混合物在通过半透膜时,实现选择分离的技术,半透膜又称为分离膜,膜壁弥漫小孔,根据孔径大小可以分为:微滤膜( )、超滤膜(uF)、纳滤膜(NF)、反渗透膜(RO)等,分离都采用错流过滤方式。

是以离子交换剂为固定相,依据流动相中的组分离子与交换剂上的平衡离子进行可逆交换时结合力大小的差别而进行分离的一种层析方法。

也称份子筛层析法,是指混合物随流动相经过凝胶层析时,其中各组按其分子大小不同而被分离的技术。

是以各种具有网状结构的多孔凝胶作为支持体的电泳技术。

由于凝胶电泳同时具有电泳和份子筛的双重作用,故具有很高的分辨率。

结晶是溶质以晶体形式从溶液中析出的过程,既是一种是否纯化的标志,也是酶和杂质蛋白分离纯化的手段。

酶的结晶是使用母液中酶的溶解度慢慢降低, 使其处于稍微过饱和状态,而使酶析出结晶。

是使纯化后样品的总酶活占纯化前样品的总酶活的百分比,这一比值越高表明该操作步骤对酶活的保存率越高,导致酶活的损失率越小。

是纯化后样品的酶比活力与纯化前酶的比活力的比值,较大的倍数表示比活力明显提高,说明操作的有效性。

经过预先设计,通过人工操作控制利用细胞(包括微生物细胞、植物细胞和动物细胞) 的生命活动,产生人们所需要的酶的过程。

酶的发酵生产是现在酶生产的主固定化细胞就是被限制自由挪移的细胞,既细胞受到物理化学等因素约束或者限制在一定的空间界限内,但细胞仍保留催化活性并具备能被反复或者连续使用的活力。

是在酶固定化基础上发展起来的一项技术。

主要研究在发酵过程中细胞生长速率,产物形成速率以及环境因素对速率的影响;在酶的发酵生产中,研究酶发酵动力学对于了解酶生物合成模式;发酵条件的优化控制,提高酶产量具有重要的理论指导意义。

通过各种方法可使酶份子结构发生某些变化,从而改变酶的某些特性和功能的技术过程。

在体外将酶份子通过人工的方法与一些化学物质,特殊是一些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。

这些化学物质称为修饰试剂,酶化学修饰主要用于基础酶学的研究和疾病治疗。

答:酶的专一性是指酶对催化的反应和反应物有严格的选择。

一种酶只能催化一类,甚至是某一种物质起化学反应,包括对底物专一性、反应专一性、立体异物专一性。

酶的专一性从根本上保证了生物体内为数众多的各种各样的化学反应条件不紊地协同进行。

答: 1)酶的分类主要有 6 种:氧化—还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类、连接酶类。

2)酶的命名规则:国际系统命名明确表示酶的底物及其所催化的反应性质两部份。

如果有两个底物则都写出,底物的构型也要写出,若底物之一是水,可以不写出。

习惯命名法:根据酶的作用底物命名、酶所催化的反应性质、酶的来源、酶的作用底物和催化的反应性质二者相结合。

答:酶活力的测定方法有:终止反应法和连续反应法。

1)终止反应法在恒温反应系统中,每隔一定时间,取出一定体积的反应液,用强酸强碱或者 SDS 以及加热等使反应即将住手,然后用化学法、放射性化学法或者酶偶联法分析产物的形成量或者底物的消耗量。

这是最经典的酶活力测定方法,几乎所有的酶都可以根据这一原理设计出具体的测定方法2)连续反应法无须终止反应,而是在酶反应过程中用光化学仪器或者电化学仪器等来监测反应的进行情况,对记录结果进行分析,然后计算出酶活力。

或者答酶活力测定均包括两个阶段:首先要在一定的条件下,酶与其作用底物反应一段时间,然后再测定反应液中底物或者产物变化的量。

①选择底物,配制底物溶液②确定酶促反应条件:PH、温度等③准确计时并终止反应④运用各种检测技术,快速、简便、准确的测量变化量答:固定化酶的活力测定方法有:⑴分光光度法:利用底物和产物光吸收性质的不同,测定反应混合物中底物的减少量或者产物的增加量以确定酶活力的大小。

几乎所有的氧化—还原酶都使用该方法测定。

该方法迅速简便,特意性强。

而自动扫描分光光度计对于酶活力和酶反应研究工作中的测定更是准确和自动化。

⑵滴定法:如果酶促反应的产物之一是自由的酸性物质或者碱性物质时可使用此法。

⑶量气法:当酶促反应中产物或者底物之一为气体时,可以通过测量反应系统中气相的体积或者压力的改变,从而计算气体释放或者吸收的量,再根据气体变化与时间的关系,求得酶反应的速率。

⑷同位素测定法:该法是酶活力测定中较常使用的一种方法。

普通用放射性同位素标记底物,在反应进行到一定程度时,分离带放射性同位素标记的底物并进行测定,即可测知反应进行的速率。

⑸酶偶联分析:某些酶促反应本身没有光吸收的变化,通过偶联至另一个能引起光吸收变化的酶反应,使第一个酶反应的产物转变成第二个酶的具有光吸收变化的产物来进行测定。

⑹其他方法:离子选择电极法、荧光法、量热法、色谱分析法等。

答:酶的生产方法有:提取分离法、化学合成法、生物合成法。

⑴提取分离法:为了提高提取率和使酶变性,应控制好温度、 pH 值、离子强度等。

⑵生物合成法:具有提取生产周期短、酶的产率较高、不受生物资源、地理环境温和候条件等影响。

⑶化学合成法:要求单体达到很高的纯度,化学合成成本高,而且只能合成那些已经搞清晰化学结构的酶。

答:按现代的观点,酶工程的主要研究内容有:⑴酶的大批量生产、应用;⑵酶的分离纯化;⑶酶的固定化和固定化酶反应器;⑷新酶的开辟和应用;⑸遗传修饰酶的研究;⑹酶生产中基因工程;⑺抗体酶、核酸酶的研究;⑻酶份子改造与修饰;⑼酶的结构与功能关系;⑽摹拟酶、合成酶以及酶份子的人工设计。

答:酶的分离纯化普通程序包括:预处理、粗分级分离、细分级分离成品制作。

⑴预处理包括材料的选择、发酵液的预处理和细胞破碎等。

酶的分离提纯首要步骤是选择适当的原材料,酶的来源无非是动物、植物和微生物。

选择的原则是,原料所含有的目的酶含量高、稳定性好、来源丰富,提取工艺简单等;但有时由于研究目的的不同,只能使用特定的原料。

⑵粗分级分离又称为初步纯化或者提取。

当获得酶提取液后,采用适当的方法,将目的酶与其他杂蛋白分离出来。

粗分级分离普通采用等电点沉淀、盐析、有机溶剂沉淀、萃取和离心分离等方法。

这些方法的特点是简单、处理量大,既能除去大量杂质,又能浓缩酶液。

⑶细分级分离又称高度纯化,也就是酶的进一步纯化,既酶的精制。

用于精制的方法普通规模较小,但分辨率很高。

通常采用色谱分析法,包括凝胶过滤、离子交换色谱、吸附色谱以及亲和色谱等。

必要时还可以选择电泳法,如等点聚焦。

⑷成品制作即使酶与溶剂分离的过程,是将较大量或者很大量的液体浓缩至较小或者很小的体积,以便操作使用或者使之符合酶制剂需要的浓度和体积,通常采用透析、超滤、结晶、冷冻干燥等方法。

答:酶溶液的制备包括:材料预处理及细胞破碎、抽提、净化脱色、抽提液的浓缩等几个步骤。

一、材料预处理及细胞破碎材料预处理:酶蛋白在细胞内外的分布有三种情况:胞外酶,胞内酶(溶酶和晶酶)。

(I)微生物胞外酶:可以用盐析或者有机溶剂沉淀等从发酵液中沉淀成酶泥 (II)胞内酶:要先采集菌体,经细胞破碎后提取动物材料:应先剔除结缔组织和脂肪组织等植物材料:应去皮等以免单宁等物质着色污染细胞破碎:物理和化学两大类方法1)物理破碎:研磨(手磨,球磨和石磨),机械捣碎(匀浆器和高速组织捣碎器等),高压法,爆破性减压法,专用波振荡,快速冷冻融化法等。

2)化学破碎:(I)渗透作用将指数生长期的菌体用缓冲液洗净,并悬浮于含蔗糖和EDTA 的稀 Tris 缓冲液中,离心,加入 MgCl2剧烈搅拌,可使一些水解酶从细胞内释放出来。

(II)自溶向菌体中加入醋酸乙酯,甲苯,乙醚以及氯仿,使细胞渗透性改变保持一定时间后可以使细胞自溶;(III)酶处理用溶菌酶专一性地分解原核微生物细胞壁,使胞内酶释放。

(IV)表面活性剂膜结合的脂酶在细胞破碎后很难溶解,常借助于表面活性剂与脂蛋白形成微泡,使之溶解。

二、抽提大多数酶蛋白是属于球蛋白,因此,可用稀盐、稀碱或者稀酸的水溶液进行抽提;抽提液的具体组成和抽提条件的选择取决于酶的溶解性、稳定性以及有利于切断酶与其它物质的连结。

1)提取的主要方法:(1)盐溶液提取; (2)酸溶液提取; (3)碱溶液提取; (4)有机溶剂提取。

2)酶提取过程的注意事项pH 的选择:首先考虑酶稳定性;其次应远离等电点;普通pH4-6 为宜。

盐的选择:多数酶在低盐溶液中有较大溶解度,普通选择等渗盐溶液,如0.02-0.05mol/L 的磷酸缓冲液或者 0.15 mol/L 的 NaCl 等。

温度的选择:般控制在 0-40℃,如果酶比较稳定可以例外。

抽提液用量:常采用材料量的 1-5 倍其它:加入蛋白酶抑制剂、半胱氨酸或者细胞色素C 等,稳定抽提系统。

三、酶溶液的絮凝、净化与脱色絮凝:由于发酵液黏度较大,细胞表面电荷排斥以及多糖蛋白质等大份子物质形成的水化层等给酶溶液的离心或者过滤带来艰难;因此要用絮凝剂进行处理。

絮凝剂:多种类型。

无机:如醋酸钙和磷酸钙等;有机:如聚丙烯酰胺等;天然高份子:如壳多糖等。

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