酶工程复习材料简述凝胶层析、亲和层析、离子交换层析剖析

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酶工程考试复习重点

酶工程考试复习重点
16. 酶结晶的主要方法?
盐析结晶 有机溶剂结晶 透析平衡结晶 等电点结晶
17. 酶干燥的主要方法?
在固体酶制剂的生产过程中,为了提高酶的稳定性,便于保存、运输和使用,一般都必须进行干燥。常用的干燥方法有:真空干燥、冷冻干燥、喷雾干燥、气流干燥、吸附干燥
18. 试述酶分子修饰的方法和意义。
酶固定化:借助各种物理或化学方法,将酶或细胞固定于水不溶性载体上的过程,称为酶与细胞固定化
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
固定化菌体: 固定于载体上的菌体或菌体碎片, 称为固定化菌体,它是固定化酶的一种形式
包埋法:将酶或含酶菌体包埋于各种多孔载体中,使酶固定化的方法,称为包埋法。
酶活力:即酶活性,是指酶催化一定化学反应的能力。通常以测出的酶促反应速度表示
酶活力单位:在标准条件下(25 ℃ ,最适pH和最适底物浓度)一分钟内催化1微摩尔底物转化为产物所需的酶量。1 IU= 1 mol / min
比活力:表示酶的纯度和活力高低,是酶纯度的一个指标。指在特定条件下,单位质量(mg)酶蛋白或RNA所含的酶活力单位数。
12 酶提取的主要方法?
酶的提取是指在一定的条件下,用适当的溶剂或溶液处理含酶原料,使酶充分溶解到溶剂或溶液中的过程。也称为酶的抽提。盐溶液提取 用于提取在低浓度盐溶液中溶解度较大的酶.酸溶液提取 用于提取在稀酸溶液中溶解度大且稳定性好的酶碱溶液提取 用于提取那些与脂质结合牢固或含有较多非极性基团的酶
一、基本概念
酶:具有生物催化功能的生物大分子。蛋白质:催化体内99%以上的反应;核酸:ribozyme,小于1%
酶工程:是生物工程的主要内容之一,是随着酶学研究的迅速发展,特别是酶的应用推广使酶学和工程学相互渗透结合、发展而成的一门新的技术科学,是酶学、微生物学的基本原理与化学工程有机结合而产生的交叉科学技术。

酶工程复习材料

酶工程复习材料

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

酶工程

名词解释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9比活力11葡萄糖效应13产酶动力学15双向凝胶电泳20固定化细胞21酶化学修饰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。

酶工程期末复习题

酶工程期末复习题

第一章绪论问题:试述木瓜蛋白酶的生产方法?答:木瓜蛋白酶可以采用提取分离法、基因工程菌发酵法、植物细胞培养法等多种方法进行生产。

(1)提取分离法:从木瓜的果皮中获得木瓜乳汁,通过各种分离纯化技术获得木瓜蛋白酶。

(2)发酵法:通过DNA重组技术将木瓜蛋白酶的基因克隆到大肠杆菌等微生物中,获得基因工程菌,在通过基因工程菌发酵获得木瓜蛋白酶。

(3)植物细胞培养法:通过愈伤组织诱导获得木瓜细胞,在通过植物细胞培养获得木瓜蛋白酶。

第二章微生物发酵产酶1、解释酶的发酵生产、酶的诱导、酶的反馈阻遏(产物阻遏)、分解代谢物阻遏。

诱导物的种类?答:酶的发酵生产:利用微生物的生命活动获得所需的酶的技术过程;酶的诱导:加进某些物质,使酶的生物合成开始或加速的现象,称为诱导作用;产物阻遏(反馈阻遏):指酶催化反应的产物或代谢途径的末端产物使该酶的生物合成受到阻遏的现象。

分解代谢物阻遏(营养源阻遏):是指某些物质经过分解代谢产生的物质阻遏其他酶合成的现象。

诱导物的种类:诱导物一般是酶催化作用的底物或其底物类似物,有的也是反应产物。

2、微生物产酶模式几种?特点?最理想的合成模式是什么?答:(1)同步合成型特点:a.发酵开始,细胞生长,酶也开始合成,说明不受分解代谢物和终产物阻遏。

b.生长至平衡期后,酶浓度不再增长,说明mRNA很不稳定。

(2)延续合成型特点:a.该类酶一般不受分解代谢产物阻遏和终产物阻遏。

b.该酶对应的mRNA是相当稳定的。

(3)中期合成型特点:a.该类酶的合成受分解代谢物阻遏和终产物阻遏。

b.该酶对应的mRNA不稳定。

(4)滞后合成型特点:a.该类酶受分解代谢物阻遏和终产物阻遏作用的影响,阻遏解除后,酶才大量合成。

b.该酶对应的mRNA稳定性高。

选择:在酶的工业生产中,为了提高酶产率和缩短发酵周期,最理想的合成模式是延续合成型。

3、可以添加什么解除分解代谢物阻遏?表面活性剂的作用?答:(1)一些酶的发酵生产时要控制容易降解物质的量或添加一定量的cAMP,均可减少或解除分解代谢物阻遏作用。

酶工程期末重点总结

酶工程期末重点总结

酶工程期末重点总结一、酶工程概述酶工程是将酶应用于工业领域的一门科学,通过对酶的研究和改良,可以提高酶的稳定性、催化活力、选择性和产量,以满足工业生产的需求。

酶工程的应用范围广泛,涉及生物技术、医药化学、食品工程等多个领域。

二、酶的产生和分离纯化1. 酶的产生:酶可以通过天然微生物、重组DNA技术等方法进行生产。

天然微生物通过发酵过程产生酶,而重组DNA技术可以将特定基因导入到宿主微生物中,使其产生目标酶。

2. 酶的分离纯化:酶的分离纯化通常包括细胞破碎、组织液处理、沉淀和层析等步骤。

其中,层析是一种常用的分离纯化方法,包括凝胶过滤层析、离子交换层析、亲和层析等。

三、酶的性质和特点1. 酶的性质:酶是一种特殊的蛋白质,具有催化作用。

酶的催化作用是高度选择性的,可以加速化学反应的速率并降低反应的能量活化值。

2. 酶的特点:酶具有高效、低成本、环境友好等特点。

由于酶具有高度选择性,因此可以在温和的条件下催化反应,减少能耗和废弃物产生。

四、酶的改良和优化酶的改良和优化是酶工程的核心内容之一,旨在提高酶的催化活力、选择性和稳定性,以满足工业生产的需求。

1. 酶的改造:通过理性设计和随机突变等手段,改变酶的氨基酸序列,以改善其性质。

常用的改造方法包括点突变、插入突变和删除突变等。

2. 酶的固定化:将酶固定在材料表面或载体上,增加酶的稳定性和重复使用性。

常用的固定化方法包括包埋法、凝胶包覆法和共价固定法等。

3. 酶的进化:通过模拟自然界的进化过程,通过多代选择和酶库筛选等方法,获得具有改良性质的酶。

进化方法包括DNA重组技术、DNA重组酶库和聚合酶链式反应等。

五、酶工程在工业中的应用酶工程在工业中的应用广泛,涉及到生物能源、纺织印染、制药等多个领域。

1. 生物能源:酶可以催化生物质转化为生物能源,如酶解纤维素制备生物乙醇。

2. 纺织印染:酶可以代替传统的化学处理方法,实现更加环保和高效的染色和整理。

3. 制药:酶可以用于合成药物和研发新药,如利用酶合成青霉素等抗生素。

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。

酶工程期末重点

酶工程期末复习第一章绪论1、酶是具有生物催化功能的生物大分子,分为蛋白类酶(P酶)和核酸类酶(R酶)。

2、酶的生产(enzyme production)是指通过各种方法获得人们所需的酶的技术过程。

3、酶的改性(enzyme improving)是通过各种方法改进酶的催化特性的技术过程,主要包括酶分子修饰,酶固定化,酶的非水相催化和酶定向进化等。

4、酶的应用(enzyme application)是通过酶的催化作用获得人们所需的物质,除去不良物质或者获取所需信息的技术过程。

5、酶活力是指在一定条件下,酶所催化的反应初速度。

单位是国际单位IU或卡特(kat)6、酶的比活力(specific activity)是酶纯度的亮度指标,是指在特定条件下,单位重量蛋白质或RNA所具有的酶活力单位数。

7、酶的生产方法可以分为提取分离,反生物合成法和化学合成法三种。

(1)何谓酶工程,试述其主要内容和任务酶工程是指酶的生产、改性和应用的技术过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、酶固定化、酶的非水相催化、酶定向进化、酶反应器、酶的应用主要任务:经过预先设计,通过人工操作,优质生产获得人们所需的酶,并通过各种方法改进酶的催化特性,充分发挥其催化功能,对酶进行高效应用(2)酶有哪些显著的催化特性?专一性强、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(主要)、酶浓度、温度、pH、激活剂浓度、抑制剂浓度(4)简述酶活力单位的概念和测定酶活力的基本步骤-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1微摩尔的底物转化为产物的酶量定义为1个酶活力单位。

基本步骤:(1)根据酶催化的专一性,选择适宜的底物,并配制成一定浓度的底物溶液。

(2)根据酶的动力学性质,确定酶催化反应的温度、pH、底物浓度、激活剂浓度等反应条件(3)在一定的条件下,将一定量的酶液和底物溶液混合均匀,适时记下反应开始的时间。

酶工程的层析原理

酶工程的层析原理酶工程的层析原理是指利用层析技术对酶进行纯化和分离的一种方法。

层析是一种基于物质在固定相和流动相之间以不同速度传递的质量传递现象,根据其对固定相的亲和性的不同,使得样品中的分子在流动相中以不同的速度传递,从而实现样品中分子的分离和纯化。

酶工程的层析原理主要包括固定相的选择和流动相的设计。

固定相即层析柱中填充的固定材料,其选择需根据目标酶的特性和纯化目的来确定。

常用的固定相有离子交换层析、凝胶过滤层析、亲和层析等。

流动相则由缓冲液、添加剂和洗脱液组成,其中缓冲液主要是为了控制溶液的pH值和离子强度,添加剂则可以改变样品与固定相的相互作用,洗脱液则用于洗脱目标酶。

在酶工程的层析中,常用的层析技术包括离子交换层析、凝胶过滤层析和亲和层析。

离子交换层析是利用固定相上的离子交换基团与样品中酶的电荷相互作用,通过调节流动相中的离子强度和pH值来实现对酶的分离。

离子交换层析适用于酶的分子量较小且具有较强电荷的情况,常用的固定相有DEAE、CM和Q等离子交换树脂。

凝胶过滤层析是利用固定相上的凝胶基质的孔隙大小来筛选分子。

较大的分子会被凝胶基质所阻滞,而较小的分子则可以通过凝胶基质的孔隙。

凝胶过滤层析适用于酶的分子量较大的情况,常用的固定相有琼脂糖和聚乙二醇等。

亲和层析是利用固定相上的亲和配体与样品中酶的特异结合来分离和纯化酶。

亲和层析的原理类似于酶底物与酶的结合,通过调节流动相中的添加物来实现对酶的结合和洗脱。

亲和层析适用于对目标酶有特异结合的亲和配体已知的情况,常用的固定相有亲和树脂、亲和膜和亲和凝胶等。

在层析过程中,样品中的酶首先被加到层析柱中,然后通过加入适当的流动相实现酶的分离和纯化。

根据样品中酶的特性和纯化目的,可以采用不同的层析技术和流动相来实现对酶的分离和纯化。

层析过程中,可以通过监测流出溶液中的吸光度、酶活性或蛋白含量来判断目标酶的分离纯化程度,以便调整层析条件来优化酶的纯化效果。

酶工程考点

酶工程考点2021年酶工程复习要点(老师给)1.酶工程的发展历史;氨基酰化酶、青霉素酰化酶、葡萄糖异构酶、天冬氨酸酶等酶的应用;常见酶如蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、糖苷酶和果胶酶等的作用机理;酶的三大催化特性;a)氨基酰化酶:催化剂dl-氨基酸生产l-氨基酸。

b)青霉素酰化酶:青霉素酰化酶,又称为青霉素酰胺酶或青霉素氨基水解酶。

该酶已大规模应用于工业生产β-内酰胺类抗生素的关键中间体和半制备β-内酰胺类抗生素。

c)葡萄糖异构酶:用于淀粉酶生产,进行葡萄糖异构化反应。

生产果葡糖浆,以代替蔗糖。

d)天冬氨酸酶:催化富马酸和氨生成天冬氨酸。

e)蛋白酶:将蛋白质多肽链从中间阻断或从两端逐一水解,分解成氨基酸。

f)脂肪酶:水解酶类,能逐步的将甘油三酯水解成甘油和脂肪酸。

g)纤维素酶:复合酶,水解纤维素分解成葡萄糖的一组酶的总称。

h)糖苷酶:又称糖苷水解酶,就是所有可以水解糖苷键的酶类的总称。

i)果胶酶:就是指水解植物主要成分―果胶质的酶类。

j)酶的三大催化特性:专一性强、催化效率高、作用条件温和。

2.酶生物合成的调节机理(主要就是原核生物):mRNA水平调节,操纵子概念;分解代谢(葡萄糖效应原理)、诱导Dozul(诱导物的种类)、新陈代谢产物Dozul;a)原核生物中酶合成的调节主要是转录水平的调节,主要有三种模式,即分解代谢物Dozul促进作用,酶制备的诱导促进作用和酶制备的意见反馈Dozul促进作用。

b)操纵子(operon)是一组功能上相关,受同一调控区控制的基因组成的一个遗传单位。

c)分解代谢物阻遏作用(葡萄糖效应):当葡萄糖作碳源时,葡萄糖的降解物对腺苷酸环化酶存有抑制作用,camp的浓度减少,引致cap-camp复合物增加,启动基因的适当位点没足够多的cap-camp复合物融合,rna聚合酶无法融合启动基因的适当位点,mRNA无法展开,酶的生物合成受制约。

d)酶合成的诱导作用是加入某些物质使酶的生物合成开始或加速的现象。

02【课堂笔记】《蛋白质与酶工程》-酶的分离与纯化02部分-蛋白质的结构解析与序列测定01部分

第一章酶的分离提取与纯化1.1离心分离和层析分离1.1.1酶的提取方法离心是利用离心机旋转所产生的的离心力以及物质的沉降系数或浮力密度的差异,进行分离浓缩和提纯生物样品的一种方法。

离心分离时,要根据待分离物质以及杂志的颗粒大小、密度和特性的不同,选择适当的离心机、离心方法和离心条件。

1.1.1.1离心机的种类与用途常速离心机,高速离心机,超速离心机1)常速离心机:转速<8000r/min用途:分离细胞、细胞碎片、培养基残渣及粗结晶等较大颗粒2)高速离心机:转速:1~2.5*104r/min用途:分离各种沉淀物、细胞碎片及较大的细胞器3)超速离心机:转速:2.5~12*104r/min用途:用于DNA、RNA、蛋白质等生物大分子以及细胞器、病毒的分离纯化1.1.1.2离心方法差速离心,密度梯度离心,等密度梯度离心1)差速离心:原理:是采用不同的离心速度和离心时间,是沉降速度不同的颗粒分不分离的方法。

用途:分离沉降系数相差较大的蛋白质分子2)密度梯度离心原理:不同颗粒之间存在沉降系数差时,在一定离心力作用下,颗粒各自以一定速度沉降,在密度梯度不同区域上形成区带的方法。

常用介质:蔗糖、甘油3)等密度梯度离心:原理:当待分离的不同颗粒的密度范围在离心介质的密度梯度范围内时,不同浮力密度的颗粒在离心力作用下一直移动到与各自浮力密度相等的位置,形成区带。

介质:铯盐1.1.1.3层析分离技术又称色谱技术,是一种物理的分离方法。

利用混合物中的各组分的物理化学性质(分子的大小和形状,分子极性,吸附力,分子亲和力)的不同,使各组分以不同的程度分布在两个相中,其中一个相为固定的(固定相),另一个相则流过固定相(流动相)并使各组分以不同速度一定,从而达到分离根据分离原理分类吸附层析、分配层析、离子交换层析、凝胶层析和亲和层析等1)吸附层析原理:是利用吸附剂对不同物质的吸附力不同,而使混合物中各组分分离的方法。

2)分配层析原理:在一个有两相同时存在的溶剂系统中,根据不同物质的分配系数不同而达到分离目的的一种层析技术。

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酶工程复习材料1.简述凝胶层析、亲和层析、离子交换层析的原理和操作要点?离子交换层析原理:根据待分离物质带电性质不同的分离纯化方法。

操作:a上样:上样体积不十分严格。

b洗脱:增加溶液的离子强度c梯度洗脱法:改变溶液的pHd再生:用0.5mol/LNaOH和0.5mol/L NaCl混合溶液或0.5mol/L HCl处理。

凝胶层析原理:利用某些凝胶对于不同分子大小的组分阻滞作用的不同。

大分子物质不能进入凝胶孔内,在凝胶颗粒之间的空隙向下移动,并最先被洗脱出来;小分子物质可自由出入凝胶孔,流程长而后流出层析柱。

操作:a凝胶的选择和处理,根据相对分子质量范围选择相应型号的凝胶介质。

将干胶悬浮于5-10倍的蒸馏水中,充分溶胀,抽气,装柱。

b柱的选择:采用L/D比值高的柱子,可提高分辨率,但影响流速。

c加样:体积不能过多,不超过凝胶床体积的5%,脱盐时可在10%左右。

d洗脱:洗脱液与平衡时用的buffer一致。

洗速不可过快,保持恒速。

e胶的保存:洗脱完毕后,凝胶柱已恢复到上柱前的状态,不必再生处理。

亲和层析原理:利用生物大分子间特异的亲和力来纯化生物大分子.体通过适当的化学反应共价的连接到载体上,待纯化的物质可被配体吸附,杂质则不被吸附,从层析柱流出,变换洗脱条件,即可将分离的物质洗脱下来,实现分离提纯。

2.酶的分类:根据酶的化学组成可将酶分为:1.单纯蛋白酶类:只含有蛋白质成分;2.结合蛋白酶类(全酶):含有蛋白成分(酶蛋白)和非蛋白成分(辅助因子)全酶 = 酶蛋白 + 辅助因子根据酶蛋白结构特点可将酶分为单体酶:以一个独立的三级结构为完整生物功能分子的最高结构形式的酶。

寡聚酶:以一个独立的四级结构为完整生物功能分子的最高结构形式的酶。

多酶复合体:由多种酶彼此镶嵌成一个功能完整的具有特定结构的复合体, 它们相互配合依次进行,催化连续的一系列相关反应。

3.酶合成调节的类型诱导: 组成酶:细胞固有的酶类。

诱导酶:是细胞为适应外来底物或其结构类似物而临时合成的一类酶。

阻遏:分解代谢物阻遏和反馈阻遏4.酶合成的调节机制:1.酶合成的诱导:加进某种物质,使酶生物合成开始或加速进行。

2.末端产物阻遏:由某代谢途径末端产物的过量累积引起的阻遏。

3.分解代谢物阻遏:指细胞内同时有两种分解底物(碳源或氮源)存在时,利用快的那种分解底物会阻遏利用慢的底物的有关酶合成的现象。

5.酶发酵动力学:主要研究发酵过程中细胞生长速度,产物生成速度,基质消耗速度以及环境因素对这些速度的影响等。

产酶动力学:主要研究细胞产酶速度以及各种环境对产酶速度的影响规律。

分为宏观酶动力学和微观酶动力学1.细胞破碎确认: 1.直接测定破碎前后的细胞数:破碎前,用显微镜或电子微粒计数器直接计数;破碎后,用染色法区分破碎细胞与完整细胞。

2.测定导电率:利用破碎前后导电率的变化测定破碎程度。

3.测定释放的蛋白质量或酶活力:测定破碎液中胞内蛋白质或目的酶的释放量,估算破碎率。

2.固定化酶特点:1、不溶于水:反应完成后,经过滤或离心等简单分离,就可以回收,以重复使用,降低酶制剂成本。

2、具有一定的机械强度: 可将其装成酶柱,当底物溶液缓缓流经酶柱时,就能发生酶促反应,流出液中,即含有酶促反应产物,其产物不易带杂质,收率高,易精制。

3、稳定性提高:一根酶柱往往可以连续使用数十次,而酶活力并无明显下降。

3.固定化酶的性质: 1. 稳定性2. 最适温度3、最适pH 4、底物特异性(一)稳定性:固相酶的稳定性比游离酶高,主要表现在以下几个方面。

(1)热稳定性:固定化酶热稳定性较之天然酶提高。

如氨基酸酰化酶(2) 对蛋白酶水解作用稳定性:固相酶比天然酶有更强的抵抗蛋白酶水解作用的能力。

(3) 对变性试剂作用的稳定性:固相酶对各种蛋白变性剂的稳定性,一般都比天然酶强。

(4) 保藏稳定性:固相酶比天然酶保存的时间更长。

(二)最适温度:(1) 固相酶的最适温度一般比天然酶高,个别会有所降低(2) 同种酶,采用不同的方法或不同载体固定化后,其最适温度可能不同(三)最适pH:酶经固定化后,其作用的最适pH常会发生偏移,影响固定化酶最适PH的因素主要有两个: (1) 载体性质对最适pH影响(2) 产物性质对最适pH影响载体性质对最适pH影响:用带负电荷载体制备的固定化酶,最适pH比游离酶最适pH 高。

用带正电荷载体制备的固定化酶,最适pH比游离酶最适pH低。

用不带电荷载体制备的固定化酶,最适pH一般不改变。

影响的原因:因为固相酶颗粒在水溶液中,是被一层几乎不流动的液体包围着,这层不流动液体叫做扩散层,扩散层与其周围外部溶液之间存在着杜南(Donnan)平衡效应,即若是多阴离子载体就会吸引溶液中的阳离(如H+),使其附着于载体表面,导致扩散层的H+浓度比其周围外部溶液高,于是扩散层pH值就比外部溶液pH值低。

因此,外部溶液的pH必须向碱侧偏移,才能抵消微环境作用,使固相酶达到最大效率,因此使用带负电荷的载体制备的固相酶,其最适pH比游离酶高。

反之,亦然。

(见示意图)产物性质对最适pH影响:若酶催化反应产物为酸性时,固定化酶最适pH比游离酶的最适pH要高。

若酶催化反应产物为碱性时,固定化酶最适pH比游离酶的最适PH要低。

若酶催化反应产物为中性时,固定化酶最适pH不变。

4.联系实验教学举例说明菌种分离的一般过程。

菌种分离的一般过程:土样的采取,预处理,培养,菌落的选择,产品的鉴定。

以枯草芽胞杆菌的分离为例:②带菌土壤的热处理:称取1g带菌土壤湿润后放入80℃烘箱处理30min。

②配制分离选择培养基,灭菌备用。

③稀释制备菌液:取5支灭菌带帽15ml离心管,各加入无菌水9ml备用;将热处理过的土壤放入无菌50ml烧杯中,加入无菌水50ml,搅拌后静置片刻,上层液体为微生物悬液,按下法稀释微生物悬液:在第一支试管中加入1ml微生物悬液,混合均匀后再取1ml 到第二支试管中混合,从第二支试管中再取1ml 到第三支试管中,以此类推。

④配制斜面培养基,灭菌备用。

⑤涂布培养:取10-3、10-4、10-5、10-6稀释菌液各0.2ml,采用涂布和混合法形成8 个平板,倒置后在37℃培养24-48 小时,观察水解圈的形成,在无菌条件下将水解圈最大的菌落(水解圈/菌落最大者)转接种于斜面试管中在37℃培养。

1.酶生物合成的模式有哪些?阐述理想的酶合成模式。

酶生物合成的模式分为4种类型。

即同步合成型,延续合成型,中期合成型和滞后合成型。

同步合成型:霉合成与细胞合成生长同步。

当细胞进入对数生长期,酶大量产生;细胞进入平衡期后酶合成停止。

其生物合成可被诱导,不受分解代谢产物和尾产物阻遏,对应的mRNA不稳定。

延续合成型:酶合成伴随着细胞生长开始,但在细胞进入平衡期后,酶还可延续合成较长的一段时间。

可诱导,不受尾产物阻遏和降解代谢产物阻遏,其对应mRNA相对稳定。

中期合成型:酶的合成在细胞生长一段时间后才开始,而进入细胞平衡期之后合成终止。

受尾产物阻遏,其对应的mRNA不稳定。

滞后合成型:只有当细胞生长进入平衡期之后酶才开始回成并大量积累。

可能受分解代谢产物阻遏,阻遏解除后,酶合成开始。

其对应的mRNA稳定性高。

其中最理想的合成模式是延续合成型。

属于该类型的酶可以是组成酶,也可以是诱导酶。

因为属于延续合成型的酶,在发酵过程中没有生长期和产酶期的明显差别。

细胞一开始生长就有酶产生,直至细胞生长进入平衡期以后,酶还可以继续合成一段较长的时间。

对于其他合成模式的酶,可以通过基因工程\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,使他们的生物合成模式更加接近于延续合成型。

2.酶的固定化方法主要有哪些?作简单阐述将酶用物理或化学的方法固定在不溶于水的载体上,形成一种可以重复使用的酶,叫固定化酶。

制备固定化酶的方法很多,有包埋法,吸附法,共价键结合法,以及交联法等1.包埋法:将聚合物的单体与酶溶液混合,再借助于聚合助进剂作用进行聚合,酶被包埋在聚合物中以达到固定化。

操作简单,可制得较高活力的固定化酶。

2.吸附法:利用各种固体吸附剂将酶或含酶菌体吸附在其表面而使酶固定化的方法。

常用的吸附剂有活性炭,氧化铝,硅藻土,多孔陶瓷,多孔玻璃,硅胶,羧基磷灰石等.操作简便,条件温和,不会引起酶的变性失活,载体价廉易得,可反复使用。

但酶与载体结合不太牢固易脱落3.共价键结合法:酶蛋白侧链基团和载体表面上的功能基团之间形成共价键而固定的方法。

酶与载体牢固,制得的固定化酶稳定性好。

但制备过程中反应条件较为强烈,难以控制,易使酶变性失活,且制作手续繁琐。

4.交联法:利用双功能或多功能试剂在酶分子间或酶与载体间、或酶与惰性蛋白间进行交联反应以制得固定化酶的方法。

常用的试剂有戊二醛,己二胺,顺丁烯二酸酐,双偶氮苯等。

其中应用最广泛的是戊二醛。

制备的固定化酶结合牢固,可长时使用.但由于交联反应较激烈,酶分子的多个基团被交联,酶活力损失较大3.什么是酶的体外定向进化,什么是DNA改组(DNA shuffling)所谓酶的体外定向进化,又称实验分子进化,属于蛋白质的非合理设计,它不需事先了解酶的空间结构和催化机制,通过人为地创造特殊的条件,模拟自然进化机制(随机突变、重组和自然选择),在体外改造酶基因,并定向选择出所需性质的突变酶。

DNA 改组(DNA shuffling)又称有性PCR DNA或DNA重排,是运用随机突变技术,对某种感兴趣的蛋门质或核酸进行快速的改造,并定向选择所需性质的生物分子的方法。

4.酶的非水相催化有何优点,它们的主要类型有哪些?优点:①提高脂溶性底物的溶解度,有利于高浓度底物连续生物转化②水解酶能催化合成反应,如脂的合成和肽的合成.③可以控制由水引起的副反应④酶不溶于有机介质,易于回收再利用⑤酶的固定化简单,可以只沉积在载体表面⑥从低沸点的溶剂中分离纯化产物比水中容易⑦酶的热稳定比水高,而且没有微生物污染类型:⑴有机介质中的酶催化:有机介质中的酶催化是指酶在含有一定量水的有机溶剂中进行的催化反应。

适用于底物、产物两者或其中之一为疏水性物质的酶催化作用。

⑵气相介质中的酶催化:酶在气相介质中进行的催化反应。

适用于底物是气体或者能够转化为气体的物质的酶催化反应。

⑶超临界介质中的酶催化:酶在超临界流体中进行的催化反应。

超临界流体是指温度和压力超过某物质超临界点的流体。

⑷离子液介质中的酶催化:酶在离子液中进行的催化作用。

离子液是由有机阳离子与有机(无机)阴离子构成的在室温条件下呈液态的低熔点盐类,挥发性低、稳定性好。

酶在离子液中的催化作用具有良好的稳定性和区域选择性、立体选择性、键选择性等显著特点。

5.水在酶的非水相催化中有什么作用?水的作用:⑴必需水与低水系统。

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