(整理)酶工程第一篇主要内容
酶工程(1)
第一章 酶工程基础1、酶工程就是将酶、细胞或细胞器等置于特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。
2、影响酶催化作用的因素：底物浓度、产物浓度、酶浓度、温度、pH 、激活剂浓度、抑制剂浓度等。
3、酶的比活力：它是指在特定条件下，单位质量蛋白质或RNA 所拥有的酶活力单位数： 酶的比活力=酶活力（单位）/mg （蛋白质或RNA ）酶的比活力是酶纯度的一个指标。
4、酶的转换数和催化周期：转换数（K cat ）又称分子活性，或摩尔催化活性。
表示在单位时间内，酶分子中每个活性中心或每个分子酶所能转化的底物分子数，单位为min-，是酶催化效率的一个指标。
转换数的倒数称为酶的催化周期。
催化周期是指酶进行一次催化所需的时间。
5、酶活力测定中应注意的问题：（1）测定的酶反应速率必须是初速度，只有初速度才与底物浓度成正比。
初速度的确定一般是指：底物消耗量在5%以内，或产物形成量占总产量的15%以下时的速度。
（2）底物浓度、辅因子的浓度必须远远大于酶浓度（即过饱和）；反应必须在酶的最适条件（如最适温度、pH 和离子强度等）下进行；测酶活所用试剂中不应含有酶的激活剂、抑制剂，同时底物不能裂解。
6、米氏方程：酶反应动力学方程。
V=][][S Km S Vm第二章 酶的发酵工程1、乳糖操纵子学说（1）基本概念：操纵子是基因表达的协调单位，是由调节基因、启动子、操纵基因和结构基因组成的一个完整的基因表达单位，其功能是转录mRNA 。
结构基因是编码酶蛋白氨基酸序列的，通过转录和翻译表达产生酶蛋白。
调节基因是通过产生调节蛋白对整个转录过程起着调控作用。
启动子是RNA 聚合酶识别、结合并起始mRNA 转录的一段DNA 碱基序列。
操纵基因是位于启动子和结构基因之间的碱基序列，能与阻遏蛋白（一种调节蛋白）相结合，如操纵基因上结合有阻遏蛋白，转录就受阻，如操纵基因上没有结合阻遏蛋白，转录便顺利进行。
酶工程课程复习资料整理
绪论一．酶是生物催化剂酶是具有生物催化功能的生物大分子，按其化学组成的不同可以分为两类：蛋白类酶（P-酶）与核酸类酶（R-酶）。
理解：1、酶是由生物细胞产生2、酶发挥催化功能不仅在细胞内，在细胞外亦可二．酶学研究简史1897年，Buchner兄弟发现，用石英砂磨碎的酵母细胞或无细胞滤液能和酵母细胞一样进行酒精发酵。
标志着酶学研究的开始。
说明：酶分子不仅只是在细胞内起作用，而且在细胞外同样具有催化功能。
这一发现开启了现代酶学，乃至现代生物化学的大门。
三．酶工程的现状：目前大规模利用和生产的商品酶还很少。
第一章．酶学概论第一节．酶作为生物催化剂的显著特点一．酶作为生物催化剂的显著特点：高效、专一二．同工酶（概）：能催化相同的化学反应，但其酶蛋白本身的分子结构组成不同的一组酶。
三．共价修饰调节1．概念：通过其它的酶对其结构进行共价修饰，从而使其在活性形式和非活性形式之间相互转变。
2．常见修饰类型：磷酸化与去磷酸化；腺苷酸化与脱腺苷酸化；尿苷酸化与脱尿苷酸化；泛素化；类泛素化3．例子：糖原磷酸化酶——磷酸化形式有活性（葡萄糖）n+Pi→（葡萄糖）n-1+1-磷酸葡萄糖4．常见磷酸化部位：丝氨酸/苏氨酸，酪氨酸和组氨酸四．酶活性调节方式要能判断所举酶的例子是什么类型调节1. 别构调节2. 激素调节：如乳糖合酶修饰亚基的水平是由激素控制的。
妊娠时，修饰亚基在乳腺生成。
分娩时，由于激素水平急剧的变化，修饰亚基大量合成，它和催化亚基结合，大量合成乳糖。
3. 共价修饰调节：如糖原磷酸化酶、磷酸化酶b激酶4．限制性蛋白水解作用与酶活性控制。
如酶原激活5．抑制剂和激活剂的调节6．反馈调节7．金属离子和其它小分子化合物的调节8．蛋白质剪接五．反馈调节（概）：催化某物质生成的第一步反应的酶的活性，往往被其终端产物所抑制。
这种对自我合成的抑制叫反馈抑制。
A-J ：代谢物实线箭头：酶促催化步骤虚线箭头：反馈抑制步骤代谢途径的第一步和共同底物进入分支途径的分支点是反馈抑制的最为重要的位点。
酶工程 第一章绪论修改
发现了酶。
(2)1878年德国Kunne首先把这类物质称为Enzyme(来自 希腊文，原意为“在酵母中”。台湾译为酵素）
（3）1896年德国学者Buchner兄弟用石英砂磨碎酵母细 胞，其抽提液能和酵母细胞一样将1分子葡萄糖转化成2 分子乙醇和2分子 CO2 。说明发酵是由溶解于细胞液中 的酶引起的。 此发现促进了酶的分离和对其理化性质的探讨，也促 进了对有关各种生命过程中酶系统的研究。一般认为
2、立体异构专一性：几何异构专一性、旋光异构 专一性 几何异构专一性：
琥珀酸 延胡索酸（反丁烯二酸）
琥珀酸脱氢酶
旋光异构专一性： L－氨基酸氧化酶只能催化L-氨基酸氧化。 人体只利用D－单糖、L－氨基酸。
酶工程技术特别适合生产不对称合成的手性药 物。现在酶法手性合成技术是一个热门领域。
• Cech
Altman(1939- )
三、酶工程发展史
1、第一阶段——初级应用阶段 （1）1894年，日本的高峰让吉首先从米曲霉制得高峰淀 粉酶，用作消化剂，开创了酶技术走向商业应用先例； （2）1908年，罗门等利用胰酶制皮革，用于皮革的软化 及洗涤； （3）1917年，法国人用枯草杆菌产生的淀粉酶作纺织工 业上的退浆剂； （4）1911年，美国的Wallerstein从木瓜中获得木瓜蛋 白酶，用于啤酒的澄清。 特点：从天然材料中提取酶并应用，由于原料的限制和 分离纯化技术的限制，大规模工业化生产受限制。
二、作用条件温和 酶催化的最适条件几乎都为温和的温度和非 极端pH。以固氮酶为例，NH3的合成在植物中通 常是25℃和中性pH下由固氮酶催化完成，反应 需消耗一些ATP分子。但工业上由氮和氢合成 氨时，需在温度700-900K，压力10-90MPa下， 还要有铁及其他微量金属氧化物作催化剂才能 完全反应。
第一节酶工程概述
COOH
C＝ O
丙酮酸羧化酶
CH2 -COOH
2.酶的命名
酶的命名方法有系统命名法和习惯命名法两种。系统命名法是根据 国际生物化学联合会酶学委员会的命名规则进行的命名；习惯命名法常 根据底物名称和反应类型进行命名。 ⑴系统命名 国际酶学委员会规定，酶的名称包括两部分。即： 酶的系统名称 分类编号（4个数字）
三、酶的特点与活性
1.酶的催化特点 问题：
什么是催化剂？
酶作为一种特殊的催化剂，除了与一般催化 剂共同具有：“反应前后其量化学性质不发生改 变”、“改变反应速度”、“不改变化学反应平
⑴催化效率高 酶的催化效率非常高，是其它无机（或有机）催化剂的106-1013 倍。
衡点”外，还具有如下几个方面的特点。
酶的系统名称应包括底物名称、反应类型；若有两种底物，将其名
称列出，并用“：”隔开；若底物之一为水，则可略去。 分类编号为： EC *.*.*.*（4个数字） EC 为国际酶学委员会的英文缩写，前三个数字分别表示酶所属的 大类、亚类、亚亚类，第4个数字表示该酶在亚亚类中占有的位置。 这样，根据这4个数字就可以确定具体的酶。
水解酶类（hydrolases） 裂解酶类（lyases） 异构酶类（isomerases）
合成酶类（synthetases）
⑴氧化还原酶类 氧化还原酶类用于催化氧化还原反应。生物体内的氧化还原反应多以 脱氢、加氢的方式进行。脱氢为氧化，加氢为还原。氧化还原酶类是生物
获取能量的一种重要酶。 例如：葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化下氧化成葡萄糖酸。 CH2OH │ 葡萄糖氧化酶 (CHOH)4 + O2 │ CHO 的辅酶NAD还原为NDAH2。 CH3CH2－OH
第七章
酶工程重点整理总结
.第一章绪论1、何为酶工程，试述其主要内容和任务。
答：（1）酶工程：酶的生产、改性与应用的技术过程称为酶工程。
（2）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。
（3）主要任务：经过预先设计，通过人工操作获得人们所需的酶，并通过各种方式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？答：（1）酶催化作用的专一性强（①绝对转移性：一种酶只能催化一种第五进行一种反应；②相对专一性：一种酶能够催化一类结构相似的底物进行某种相同类型的反应）；（2）酶催化作用的效率高（10~10倍）；137（3）酶催化作用条件温和。
3、简述影响酶催化作用的主要因素。
答：（1）底物浓度的影响：决定酶催化作用的主要因素。
酶催化反应速度随底物浓度增加现增加在逐步趋向平衡再反而下降。
（2）酶浓度的影响：底物浓度足够高的条件下，酶催化反应速度与酶浓度成正比。
（3）温度的影响：适宜温度范围内，酶能进行催化反应，最适温度条件下，酶的催化反应速度达到最大。
一般60°C以上易失活，5°C以下活性极低，Taq聚合酶95°C下仍稳定。
（4）PH的影响：适宜PH范围内，酶才能显示其催化活性，最适pH条件下，酶催化反应速度达到最大。
（5）抑制剂的影响：在抑制剂的影响下，酶的催化活性降低甚至丧失，从而影响酶的催化功能，有竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制。
（6）激活剂的影响：在激活剂的作用下，酶的催化活性提高或者由无活性的酶生成有催化活性的酶。
如Ca、Mg、Co、Zn、Mn、等金属离子和Cl等无机负离子。
5、简述酶活力单位的概念和酶活力的测定方法。
答：概念：在特定条件下（温度可采用25°C，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（IU）。
酶工程第一章
酶的活性中心
酶的必需基团(essential
group):
与酶活性有关的基团
酶的活性中心(active
center): 酶分子上由必需基团构成的与酶催 化活性有关的特定区域
酶活性中心示意图
S-S
活性中心外 必需基团
底物
结合基团
催化基团 肽链
活 性 中 心 必 需 基 团
活性中心
一些酶活性中心的氨基酸残基
3、Km值与 Vmax值的测定
（1）双倒数作图法又称林-贝氏作图法（1934） 1 Km 1 + 1
=
V
Vmax
1/V
[S]
Vmax
斜率= Km/ Vmax
1/Vmax
-1/Km
0
1/[S]
（2） Hanes作图法
[s]
v
斜率= 1/Vm
Km/Vm
-Km
0
[s]
（3）Eadie-Hofstee作图法
0.2 Vm 2 0.1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
[S]
1、米-曼氏方程式 （Michaelis-Mentenequation）
Vmax [S]
V= Km + [S]
（1）、米-曼氏方程解释： 当[S]Km时，v=(Vmax/Km) [S], 比于[S] 当[S]Km时，v Vmax, 即v 正
活化能: 活化分子具有的高于平 均水平的能量。
加快反应速度的方法：
供给能量，如加温、光照等 降低活化能
过渡态
非催化反应活Leabharlann 能能 量 改 变一般催化剂 反应活化能 酶促反应活化能
酶工程第一章-绪论
1. 化学酶工程（初级酶工程）
2. 酶化学与化学工程技术相结合的产物。 3. 主要研究内容：酶的制备、酶的分离纯化、
酶与细胞的固定化技术、酶分子修饰、酶反应器 和酶的应用。
4. 2. 生物酶工程（高级酶工程）
5. 在化学酶工程基础上发展起来的、酶学与现 代分子生物学技术相结合的产物。
6.
31
生物酶工程主要研究内容
（1） 用基因工程技术大量生产酶（克隆酶） 如：尿激酶原和尿激酶是治疗血栓病的有效药物。用 DNA重组技术将人尿激酶原的结构基因转移到大肠杆菌 中，可使大肠杆菌细胞生产人尿激酶原，从而取代从大 量的人尿中提取尿激酶。 （2）用蛋白质工程技术定点改变酶结构基因（突变酶） 如：酪氨酰－tRNA合成酶，用Ala5（第5位的丙氨酸） 取代Thr51（第51位的丝氨酸），使该酶对底物ATP的 亲和力提高了100倍。 （3）设计新的酶结构基因，生产自然界从未有过的性能 稳定、活性更高的新酶。
切赫T.R.Cech（1947－） 奥尔特曼S.Altman(1939-)
1986年Schultz与Lerner等人研制成功抗体 酶(abzyme),这一研究成果对酶学研究具 有重要的理论意义和广泛的应用前景。
它集生物学、免疫学、化学于一身，采用 单克隆、多克隆、基因工程、蛋白质工 程等高新技术，开创了催化剂研究和生 产的崭新领域。
（2）酶工程的研究简史
1894年，日本首次从米曲霉中提炼出淀粉酶，治疗 消化不良，开创人类有目的地生产和应用酶制剂 的先例。
1908年，德国的罗门等用动物胰脏制得胰蛋白酶， 用于皮革的软化及洗涤。
1917年，法国用枯草杆菌产生的细菌淀粉酶作纺织 工业上的褪浆剂。
1949年，日本采用深层培养法发酵生产α-淀粉酶获 得成功，使酶制剂生产应用进入工业化阶段。
酶工程 第一章绪论 第一节酶的基本概念与发展史
第一节 酶的基本概念与发展史
（1）催化代谢反应，建立各种各样代谢途径和代谢体系；
（2）执行具体的生理机能，如乙酰胆碱酯酶能水解乙酰胆 碱，参与神经传导；
（3）协同激素等生理活性物质在体内发挥信号转换、传递 和放大作用，调节生理过程和生命活动，如腺苷酸环化酶对糖 类代谢的调节；
（4）清除有害物质，起着保卫作用，如超氧歧化酶能破坏 超氧负离子，从而防止脂质超氧化。Biblioteka 酶工程第一章 绪论
第一节 酶的基本概念与发展史
一、酶是一种生物催化剂
酶是一种由活细胞产生的具有生物催化功能的生物大分 子。现在，已知的酶都是由生物体合成的，除少数具有催化 能力的RNA外，其化学本质都是蛋白质。它们大部分存在于 细胞体内，少部分分泌到体外。
一切生命活动都是由新陈代谢的正常运转来维持的，新 陈代谢是生命活动的最重要的特征之一。而酶则是促进生物 体内一切代谢活动的物质，没有酶的作用代谢反应就无法进 行，生命也即停止。酶在生物体内发生的作用主要有以下几 种类型：
酶工程第一章酶学基础知识PPT课件
酶的生产方式
01 02
微生物发酵
通过微生物发酵生产酶是一种常见的方法。不同微生物具有不同的代谢 途径和酶系，可以产生不同类型的酶。通过选择适当的微生物和发酵条 件，可以大规模生产酶。
酶的分离纯化
通过各种分离纯化技术手段，从生物材料中 提取和纯化酶。
酶的改造
通过基因工程技术手段对酶进行改造，以提 高酶的催化效率和稳定性。
酶的固定化
将游离酶或细胞固定在特定载体上，实现酶 的重复利用和连续化生产。
酶的生产与应用
通过生物工程技术手段实现酶的工业化生产， 并将其应用于各个领域。
酶工程的应用领域
1980年代
随着分子生物学和生物工程技术的迅速发展，酶 工程领域取得了重大突破，实现了酶的大规模生 产和应用。
02
酶的结构与功能
酶的活性中心
02
01
03
酶的活性中心是酶分子中与底物结合并催化反应的区 域，通常由少数几个氨基酸残基组成。
这些氨基酸残基在空间结构上相互接近，形成一个凹 陷的空腔，能够与底物特异结合。
酶的活性中心具有催化作用，能够降低反应的活化能 ，加速化学反应速率。
酶的专一性
酶的专一性是指酶只能催化一 种或一类化学反应的性质。
酶的专一性分为绝对专一性和 相对专一性，绝对专一性是指 酶只催化一种底物反应，相对 专一性是指酶对底物的结构有 一定选择性。
酶的专一性是由酶的活性中心 决定的，活性中心的空间结构 和化学组成决定了酶对底物的 选择性。
03
拓展酶的应用领域，将酶应用 于生物医药、食品工业、纺织 工业等领域，提高产品质量和 降低环境污染。
第一章绪论(酶工程)
•克隆酶 •遗传修饰酶 •蛋白质工程新酶
模拟生物催化剂
……
第二节 酶工程发展概况
采用生物体生产酶剂是从19世纪末开始的。 • 1894年，日本的高峰让吉首先从米曲霉中制
备得到高峰淀粉酶，用作消化剂，开创了近代 酶的生产和应用的先例。 • 1908年，德国的罗姆（Rohm)从动物胰脏中 制得胰酶，用于皮革的软化；
1969年，日本的千烟一郎首次在工业上应用 固定化氨基酰化酶从DL-氨基酸生产L-氨基酸。
学者们开始用“酶工程”这个新名词来代表 有效地利用酶的科学技术领域。1971年第一次国 际酶工程学术会议在美国召开，当时压倒的主题 是固定化酶。
此后，为了省去酶的分离纯化过程，出现了固 定化菌体（固定化死细胞）技术。
例如，通过植物细胞培养可以获得超氧化物歧化酶、 木瓜蛋白酶、木瓜凝乳蛋白酶、过氧化物酶、糖苷 酶、糖化酶等。通过动物细胞培养可以获得血纤维 蛋白酶原活化剂、胶原酶等。
1953 年 ， 德 国 的 格 鲁 布 霍 费 和 施 来 斯 首 先 将 聚氨基苯乙烯树脂重氮化，然后将淀粉酶、胃蛋 白酶、羧肽酶和核糖核酸酶等与上述载体结合， 制成固定化酶。
尤其是20世纪80年代中期发展起来的蛋白质工程， 已把酶分子修饰与基因工程技术结合在一起。通过 基因定位突变技术，可把酶分子修饰后的信息储存 于DNA之中，经过基因克隆和表达，就可以通过生 物合成的方法获得具有新的特性和功能的酶。
1984年，克利巴诺夫（Klibanov) 等人进行了有 机介质中酶的催化作用的研究，发现脂肪酶在有机介 质中不但具有催化活性，而且还具有很高的稳定性。 改变了酶只能在水溶液中进行催化的传统概念。
三、酶工程的主要任务
通过预先设计，经过人工操作控制而大量 所需的酶，并通过各种方法使酶发挥其最大的 催化功能。
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第一章绪论（A）一、酶(enzyme)是由生物体产生的具有催化功能的生物大分子。
分类：蛋白类酶、核酸类酶二、酶工程：酶的生产与应用的技术过程三、酶工程的主要任务：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充分发挥其催化功能。
三、酶工程的主要内容包括：酶的生产；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；酶分子定向进化；酶反应器和酶的应用四、酶发展史1878年,库尼Kunne首次将酵母中进行乙醇发酵的物质称为酶(enzyme),该词源于希腊文,意为”在酵母中”。
1926年,萨姆纳Sumner首次从刀豆中分离纯化出脲酶结晶,证明其有蛋白质性质.1971年，在美国举行了第一届国际酶工程学术会议，会议的主题是固定化酶。
1982年，切克Cech等人发现RNA也具有催化活性。
1983年,阿尔特曼Altman等人发现核糖核酸酶P的RNA部分具有该整体酶的催化活性,而该酶的蛋白质部分无催化活性。
Cech和Altman因发现RNA具有催化活性而共同获得1989年诺贝尔化学奖.第二节酶的命名和分类一、蛋白类酶的分类与命名（一）推荐名（习惯命名）通式：底物的名称＋催化反应的类型＋“酶”字说明：对于水解酶类，其催化的为水解反应，在命名时可省去说明反应类型的“水解”字样，只在底物名称之后加上酶。
（二）系统命名通式：酶作用底物＋酶作用基团＋催化反应类型＋“酶”字酶分类：1、氧化还原酶类、2、转移酶类、3、水解酶类、4、裂合酶类、5、异构酶类、6、合成酶类（三）蛋白类酶（P酶）的分类原则为：1、按照酶催化作用的类型，将蛋白酶分为6大类，分别为氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类、合成酶类。
2、每个大类中，按照酶催化作用的底物、化学键或基团的不同，分为若干亚类。
3、每一亚类中再分为若干小类。
4、每一小类中包含若干个具体的酶根据系统命名法，每一种具体的酶，除了有一个系统名称以外，还有一个系统编号（四码编号）。
二、核酸类酶（R酶）的分类与命名（一）分类：分子内催化R酶：催化本身RNA分子进行反应的R酶。
分子间催化R酶：催化其他分子进行反应的核酸类酶。
1、分子内催化R酶（1）自我剪切酶：在一定条件下催化本身RNA分子进行剪切反应的R酶(2)自我剪接酶：在一定条件下催化本身RNA分子同时进行剪切和连接反应的R酶。
根据结构特点和催化特性的不同，分为两类①含Ⅰ型IVS的R酶与四膜虫rRNA前体的IVS结构类似，自我剪接时需要Mg2+、鸟苷或5’鸟苷的参与②含Ⅱ型IVS的R酶与细胞核mRNA前体的IVS结构类似，需Mg2+参与。
2、分子间催化R酶催化其他分子进行反应的核酸类酶。
根据作用底物分子不同，分为RNA剪切酶：催化其他RNA分子进行剪切反应的核酸类酶。
DNA剪切酶：催化其他DNA分子进行剪切反应的核酸类酶。
多肽剪切酶：催化多肽分子剪接作用的核酸类酶。
多糖剪切酶：催化多糖分子剪切和连接接作用的核酸类酶。
多功能酶：催化其他分子进行多种反应的核酸类酶。
如：L19-IVS第三节酶的活力测定一、酶活力：指在一定条件下，酶所催化的反应初速率。
二、酶活力测定方法：化学测定法、光学测定法、气体测定法三、酶活力测定的一般步骤：A：根据酶的专一性，选择适宜的底物，并配成一定浓度的底物溶液。
B：确定反应的温度、pH值等条件。
C：在一定条件下，将酶液与底物混匀，适时记下反应开始的时间。
D：反应到一定时间，取出适量反应液，运用各种生化检测技术，测定产物的生成量或底物的减少量。
注意：若不能即时测出结果，需要及时终止反应，然后再测定。
E：采用光学检测法、化学检测法等生化监测技术，测定反应液中物质的变化量。
终止酶反应的方法：P9页（1-4）四、酶活力单位：1961年国际生化学会（IUB）酶学委员会建议使用统一的国际单位。
①酶的国际单位定义：在实验室规定的条件下，每分钟催化lumol底物转化为产物的酶量为一个酶活力国际单位(用“IU”表示，简写为U)。
②卡特（Kat）:在特定条件下，每秒催化1mol底物转化为产物的酶量定义为1Kat。
IU与Kat之间的换算：1Kat=6×107IU③习惯单位：比活力酶的比活力：指在特定的条件下，单位质量（mg）酶蛋白（或RNA）所具有的酶活力单位数。
酶比活力＝酶活力（单位）/mg酶蛋白（或RNA）同种酶制剂，比活力可以反应酶的纯度和活力的高低。
第一篇酶的生产酶的生产：通过各种方法获得所需酶的技术过程。
酶的生产方法可以分为：提取分离法、生物合成法、化学合成法。
其中提取法是最早采用的而沿用至今的方法，生物合成法是五十年代以来酶生产的主要方法，而化学合成法仍在实验室阶段。
第二章酶生物合成的基本理论第三节酶生物合成的调节（A）根据生物合成类型可把酶分为两类：组成型酶和适应型酶组成型酶：有的酶在细胞中的量比较恒定，环境因素对这些酶的合成速率影响不大，这些酶称为组成型酶。
适应型酶或调节型酶：有些酶在细胞中的含量变化很大，其合成速率明显受到环境因素的影响。
一、原核生物中酶生物合成的调节机制转录水平的调节，又称为基因的调节是原核生物中酶生物合成的主要调节。
操纵子：基因表达的协调单位，是由调节基因、启动子、操纵基因和结构基因组成的一个完整的基因表达单位，其功能是转录mRNA。
如：乳糖操纵子1、酶生物合成的诱导作用：加进某些物质，使酶的生物合成开始或加速进行的现象，称为酶生物合成的诱导作用，简称诱导作用。
诱导物一般是酶催化作用的底物、其底物类似物或者是酶催化反应的产物。
①酶催化作用的底物、其底物类似物诱导。
如：利用大肠杆菌采用发酵法生产B-半乳糖苷酶时，可在培养基中加入该酶的作用底物—乳糖或其底物类似物—IPTG（异丙基-β-D-硫代半乳糖苷）作为诱导物，诱导B-半乳糖苷酶的合成。
②酶催化反应的产物诱导：有些酶可以由其催化反应的产物诱导产生。
如：半乳糖醛酸是果胶酶催化果胶水解的产物，它可以作为诱导物，诱导果胶酶的生物合成。
2、分解代谢物阻遏作用：是指有些物质（主要是指葡萄糖和其他容易利用的碳源等）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。
产生原因：①细胞内cAMP消耗量增多：某些物质（如葡萄糖）经分解代谢放出能量，一部分能量储存在ATP中。
ATP的形成需要消耗AMP，而AMP的形成需要消耗cAMP，导致细胞内cAMP消耗量增多。
②细胞内cAMP合成量减少：葡萄糖分解代谢的降解物使腺苷酸环化酶（合成cAMP所需的酶）的活化受到抑制，从而使cAMP的生成受阻。
以上两方面的作用导致细胞内cAMP的浓度降低。
3、酶生物合成的反馈阻遏作用：又称为产物阻遏作用，是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。
阻遏物一般是酶催化反应的产物或使代谢途径的末端产物。
例如：无机磷酸是碱性磷酸酶催化磷酸单酯水解的产物，它的过量存在会阻遏碱性磷酸酶的生物合成；色氨酸在大肠杆菌细胞的合成需要四种酶，色氨酸作为色氨酸合成途径的终产物。
它的过量积累会导致这4种酶的生物合成受阻。
解除方法：控制末端产物的浓度，即控制阻遏物的浓度。
注意：酶催化反应的产物可能使诱导物也可能是阻遏物。
不同的酶情况不同。
二、真核生物酶生物合成的调节1、细胞分化改变酶的生物合成真核生物个体发育的不同阶段和不同类型的分化细胞中，基因的表达存在很大差异。
随着细胞的分化，酶的生物合成由于受到不同的调节控制而发生显著变化。
如：端粒酶存在于人类胚胎细胞中，人体正常细胞检测不到端粒酶活性。
（1）端粒酶：催化端粒合成和延长的酶。
端粒酶是一种核糖核蛋白包含蛋白质和RNA两种基本成分。
其中RNA组分中含有构建端粒重复序列的核苷酸模板序列。
（2）端粒酶的催化过程：①结合：端粒酶分子的RNA重复序列与DNA端粒末端按照互补原则结合。
②延伸：以端粒酶分子的RNA为模板，通过反转录作用，使DNA分子上的端粒延伸。
③移位：端粒酶移动到延伸后的端粒末端。
重复上述过程，反复进行，使端粒不断延伸。
2、基因扩增加速酶的生物合成基因扩增是通过增加基因的数量来调节基因表达的一种方式。
发生原因：细胞急需某种酶时，作为应急手段，使某种酶的合成大量增加。
发生时间：个体发育的某一阶段或细胞分化的某一过程。
3、增强子促进酶的生物合成增强子又称为调变子，是一段能高效增强或促进基因转录的DNA序列。
作用：在酶的生物合成过程中，高效增强某些酶基因的表达。
4、抗原诱导抗体酶的生物合成1、抗体酶又称为催化性抗体，是一类具有生物催化功能的抗体分子。
抗体酶的特点：①具有抗体的高度特异性；②具有酶的高效催化能力。
③人工设计的2、抗体酶的制备（1）修饰法：对抗体进行分子修饰，在抗体上引入催化集团，而成为具有生物催化活性的抗体。
（2）诱导法：在特定抗原诱导下合称抗体酶的方法。
第三章酶的生物合成法生产第一节产酶细胞的选择（A）一、用于酶生产的细胞（优良的产酶细胞）必需具备的特点：（1）酶的产量高（2）容易培养和管理：生长速率高、营养要求低。
（3）产酶稳定性好（4）利于酶的分离纯化：最好是胞外酶。
（5）安全可靠,无毒性二、主要产酶微生物：细菌：大肠杆菌；枯草杆菌放线菌：链霉菌霉菌：黑曲霉；米曲霉；红曲霉；青霉；木霉；根霉；毛霉酵母：啤酒酵母；假丝酵母第二节培养基的配制（C）培养基一般包括碳源、氮源、无机盐和生长因子等几大类组分。
不同细胞对氮源的要求不同动物细胞：有机氮源；植物细胞：无机氮源；微生物：一般使用混合氮源第三节产酶工艺条件及其调节（A）酶生产的工艺流程课本P33 图3-1一、细胞活化与扩大培养1、细胞活化：在细胞的应用过程中，保藏的细胞必须接种于新鲜的培养基上，在一定的条件下进行培养，使细胞的生命活性得以恢复，这个过程称为细胞活化。
2、扩大培养：二、产酶工艺条件的优化及其控制（一）pH值的调节控制1、进行pH调控的原因：（1）不同细胞其生长繁殖的最适pH有所不同。
（2）细胞产酶最适pH与其生长最适pH往往有所不同。
（3）有些细胞可以同时产生若干种酶，在生产过程中，通过控制培养基的pH，可以改变各种酶之间的产量比例。
（4）随着细胞的生长繁殖和新陈代谢产物的积累，培养基的pH往往会发生变化。
因此，在产酶的过程中必须根据变化的情况进行必要的pH调节控制。
2、调解pH的方法：改变培养基的组分或其比例；也可以使用缓冲液来稳定pH；或者在必要时，通过流加适宜的酸、碱溶液的方法，调节培养基的pH值，以满足细胞生长和产酶的要求。
（二）温度的控制1、进行温度调节的原因（1）不同细胞有各自不同的最适生长温度。
枯草杆菌 34-37℃；植物细胞 22-28℃（2）有些细胞产酶的最适温度与细胞生长最适温度有所不同，而且往往低于生长最适温度。