酶工程章节重点(含答案)
２酶生物合成的调节方式
答：◇转录水平的调节、◇转录产物的加工调节、◇翻译水平的 调节、◇翻译产物的加工调节和酶降解的调节等。
３什么是组成型酶和调节型酶？
组成型酶（Constitutive enzyme）：生物细胞中合成的酶的量 比较恒定，环境对这些酶的合成速率影响不大。如DNA聚合酶、 RNA聚合酶、糖酵解途径的各种酶等。 适应型酶（Adaptive enzyme）或调节型酶（Regulated enzyme）：生物细胞中合成的酶的含量变化很大，其合成速率明 显受到环境因素的影响。如大肠杆菌β-半乳糖苷酶。
放线菌（主要是链霉菌，生产葡萄糖异构酶的主要微生物。还
可以用于生产纤维素酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、几丁质酶等。 此外，链霉菌还含有丰富的16α羟化酶，可用于甾体转化） 霉菌（霉菌是一类丝状真菌,黑曲霉(糖化酶，α-淀粉酶)、米曲霉 (果胶酶、核酸酶P)、红曲霉、青霉、木霉、根霉、毛霉等。）、 酵母（啤酒酵母(转化酶、丙酮酸脱羧酶、醇脱氢酶)、假丝酵母 可以用于生产脂肪酶、尿酸酶、尿囊酶等可以用于甾体转化） 。
滤纸、滤布、纤 维多孔陶瓷、烧 结金属等
微滤
超滤
反渗 透
0.2～2μm 细菌、灰尘等
20Å～0.2μm < 20Å
病毒、生物大分子 等
生物小分子、盐、 离子
微滤膜、微孔陶 瓷 超滤膜
反渗透膜
6 层析分离的分类和分类依据？
层析技术，亦称色谱技术，是一种物理的分离方法 依分离机理分
层析方法
分离依据
吸附层析
假设培养基中只有一种限制性 基质，μ为这种限制性基质浓度 的函数。 KS 为莫诺德常数， 是指比生 长速率达到最大比生长速率一 半时的限制性基质浓度。
产酶动力学主要研究细胞产酶速率以及各种环境因素对产酶速率的影 响规律。 细胞生长动力学主要研究细胞生长速度以及外界环境因素对细胞生长 速度影响的规律。1950年，法国的莫诺德(Monod)首先提出了表述微 生物细胞生长的动力学方程。
游的离产细酶胞模的式产的酶不速同率而（不d同E/。dt固）定fd化依E细据胞细(连胞dE 续发酵的产酶动力学方程可以表d达t 为： dt
)
g
(
dE dt
)
f
dE dt
f
Xf
g Xg
εf为游离细胞比产酶速率， εg为固定化细胞的比产酶速率
11、酶活力和比活力
• 在特定条件下（温度可采用25℃或其它选 用的温度，pH等条件均采用最适条件）， 每1 min 催化1 μ mol 的底物转化为产物 的酶量定义为1 个酶活力单位。
• （2）固定化原生质体是指固定在载体上, 在一定的空间范围内 进行生命活动的原生质体。优点：利用固定化原生质体，在生 物反应器中进行发酵生产，可以使原来属于胞内产物的胞内酶 等，分泌到细胞外，这样就可以不经过细胞破碎和提取工艺直 接从发酵液中得到所需的发酵产物，为胞内物质的工业化生产 开辟崭新的途径。特点：变胞内产物为胞外产物、提高产酶率、 稳定性好、易于分离纯化。
（2）酶所对应的mRNA的稳定性以及培养基中阻遏物的存在是影响 酶生物合成模式的主要因素。
（3）最理想的合成模式应是延续合成型：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。
8 monod 方程表达式和意义
在培养过程中， 细胞生 长速率与细胞浓度成正 比
2 酶粗提常用的方法？
酶提取时首先应根据酶的结构和溶解性质，选择适当的溶剂
提取方法 使用的溶剂或溶液
提取对象
盐溶液提取 0.02～0.5mol/L的盐溶 用于提取在低浓度盐溶液中溶解
液
度较大的酶
酸溶液提取 PH2～6的水溶液
用于提取在稀酸溶液中溶解度大， 且稳定性较好的酶
碱溶液提取 PH8～12的水溶液
１酶的生产方法，微生物产酶的优点 答：1、提取分离法（Extraction）、生物合成(Biosynthesis)、
化学合成(chemicalsynthesis)。 2、(1)微生物生长繁殖快，生活周期短。因此，用微生物来生产酶 产品，生产能力（发酵）几乎可以不受限制地扩大，能够满足迅速 扩张的市场需求。 (2)微生物种类繁多，它们散布于整个地球的各个角落，而且在不同 的环境下生存的微生物都有其完全不同的代谢方式，能分解利用不 同的底物。 (3)这一特征就为微生物酶品种的多样性提供了物质基础。 (4)特别是当基因工程介入时，动植物细胞中存在的酶，几乎都能够 利用微生物细胞获得。 因此，有计划和仔细地筛选微生物菌种，通常可以获得能够生产几 乎任何一种酶的适当细胞。
抽出全蛋白，多使用 盐析沉淀法；可 以粗略去除蛋白质以外的物质。
(2) 部分纯化 (partially purified): 初步的纯化，使用各钟 柱层析法。
酶贮存
离心分离，过滤分离，沉淀分 离，层析分离，电泳分离，萃 取分离，结晶分离等。
细胞破碎：机械、物理、 化学、酶解
(3) 均质酶 (homogeneous): 目标酶 的进一步精制纯化，可用制备式电泳 或 HPLC。
用于提取在稀碱溶液中溶解度大 且稳定性较好的酶
有机溶剂提 可与水混溶的有机溶剂 用于提取那些与脂质结合牢固或
取
含有较多非极性基团的酶
3 常用的酶蛋白分离纯化方法有哪些？
1、沉淀分离 2、离心分离 3、过滤与膜分离 4、层析分离 5、电泳分离 6、萃取分离
4 酶蛋白盐析沉淀和有机溶剂沉淀原理？
• 盐析沉淀法 利用不同蛋白质在不同的盐浓 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。
• 有机溶剂沉淀法 利用酶与其它杂质在有 机溶剂中的溶解度不同，通过添加一定量 的某种有机溶剂，使酶或杂质沉淀析出， 从而使酶与杂质分离
5 膜过滤分离的分类和截留物质的种类？
膜过滤：采用各种高分子膜为过滤介质
类别 截留颗粒大小 截留的主要物质 过滤介质
粗滤 > 2μm
酵母、霉菌、动物 细胞、植物细胞、 固形物等
５酶发酵的生产方式，产酶的一般工艺流程
及控制参数．
答：酶的发酵工艺条件与控制：1、培养基；2措施
细胞活化
原生质体
细胞扩大培养
固定化原生质体 培养基
发酵 分离纯化
固定化细胞 预培养 无菌空气
酶
６提高酶产量的措施
答：添加诱导物、控制阻遏物浓度、添加表面活性剂等
１０固定化细胞产酶动力学方程式
dX mg S X g mf S X f
dt
Ksg S
Ksf S
μmg ,μmf分别代表固定在载体上的细胞和游离细胞的最大比生长率。 Ksg，Ksf 分别代表固定在载体上细胞和游离细胞的莫诺德常数。
在固定化细胞发酵过程中， 固定在载体上的细胞和培养液中的游离细 胞都可以产酶。其产酶速率也由两部分组成。即：
（1）对于诱导酶的发酵生产，在发酵过程中的某个适宜的时机，添加适宜的 诱导物，可以显著提高酶的产量。诱导物一般分为三类：酶的作用底物、酶的 催化反应产物、作用底物的类似物。例如，乳糖诱导β-半乳糖苷酶，纤维二糖 诱导纤维素酶，蔗糖甘油单棕榈酸诱导蔗糖酶的生物合成等。 （2）阻遏作用根据其作用机理的不同，可以分为产物阻遏和分解代谢物阻遏两 种。◇为了减少或者解除分解代谢物阻遏作用: 控制培养基中葡萄糖等容易利用的碳源的浓度。采用补料、分次流加碳源， 控制碳源的浓度在较低的水平，以利于酶产量的提高。 添加一定量的环腺苷酸（cAMP），可以解除或减少分解代谢物阻遏作用，若 同时有诱导物存在，即可以迅速产酶。 ◇对于受代谢途径末端产物阻遏的酶，可以通过控制末端产物的浓度的方法使 阻遏解除
• 酶的比活力：在特定条件下，每1mg酶蛋白 所具有的酶活单位数。有时也采用每1ml酶 液或每g酶制剂的活力单位数来表示。
1 酶提取、分离纯化基本技术路线
细胞破碎
动物、植物或微生物细胞
酶提取( 粗提) 酶分离纯化 酶浓缩
酶的纯化过程(1) 粗蛋白质 (crude
发酵液 protein): 采样 → 均质打破细胞 →
９固定化细胞和固定化原生质体产酶
• 答：（1）◆固定化细胞又称为固定化活细胞或固定化增殖细胞， 是指采用各种方法固定在载体上，在一定的空间范围进行生长、 繁殖和新陈代谢的细胞。固定化细胞发酵产酶与游离细胞发酵 产酶相比，特点：提高产酶率、可以反复使用或连续使用较长 时间、基因工程菌的质粒稳定,不易丢失、发酵稳定性好、缩短 发酵周期,提高设备利用率、产品容易分离纯化、适用于胞外酶 等胞外产物的生产。
添加表面活性剂 表面活性剂可以与细胞膜相互作用，增加细胞的透过性，有 利于胞外酶的分泌，从而提高酶的产量。 将适量的非离子型表面活性剂，如吐温（Tween）、特里 顿(Triton)等添加到培养基中，可以加速胞外酶的分泌，而使 酶的产量增加。 添加产酶促进剂 可以促进产酶、但是作用机理未阐明清楚的物质。 例如，添加一定量的植酸钙镁，可使霉菌蛋白酶或者桔青霉 磷酸二酯酶的产量提高1～20倍；添加聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol）可以提高糖化酶的产量。 产酶促进剂对不同细胞、不同酶的作用效果各不相同，现在 还没有规律可循，要通过试验确定所添加的产酶促进剂的种 类和浓度。
７酶生物合成的模式？影响合成模式的因素，理 想的酶合成模式是什么？
（1）酶生物合成的模式分为4种类型。即同步合成型（生长偶联型， 大部分组成酶的生物合成，有部分诱导酶也按照此种模式进行生 物合成。），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较长时 间。），中期合成型（此类型共同特点是：酶的生物合成受到 产物的反馈阻遏作用或分解代谢物阻遏作用，而酶所对应的 mRNA稳定性较差）、滞后合成型（由于受到培养基中存在的 阻遏物的阻遏作用。只有随着细胞的生长，阻遏物几乎被细胞用 完而使阻遏解除后，酶才开始大量合成。非生长偶联型）。
酶工程课后题答案.doc
第一章1.简述酶与一般催化剂的共性以及作为生物催化剂的特点共同点：只能催化热力学所允许的的化学反应，缩短达到化学平衡的时间，而不改变平衡点：反应前后酶本身没有质和量的改变：很少量就能发挥较大的催化作用：其作用机理都在于降低了反应的活化能。
酶作为生物催化剂的特点：1.极高的催化率；2.高度专一性；3.酶活的可调节性；酶的不稳定性。
5.酶失活的因素和机理。
酶失活的因素主要包括物理因素，化学因素和生物因素物理因素1热失活：热失活是由于热伸展作用使酶的反应基团和疏水区域暴露，促使蛋白质聚合。
2冷冻和脱水：很多变构酶在温度降低是会产生构象变化。
在冷冻过程中，溶质（酶和盐）随着水分子的结晶而被浓缩，引起酶微环境中的pH和离子强度的剧烈改变，很容易引起蛋白质的酸变性。
3.辐射作用：电离辐射和非电离辐射都会导致多肽链的断裂和酶活性丧失。
4.机械力作用：化学因素1.极端pH：极端pH远离蛋白质的等电点，酶蛋白相同电荷间的静电斥力会导致蛋白肽链伸展，埋藏在酶蛋白内部非电离残基发生电离，启动改变。
交联或破坏氨基酸的化学反应，结果引起不可逆失活。
极端pH也容易导致蛋白质水解。
2.氧化作用：酶分子中所含的带芳香族侧链的氨基酸以及Met, Cys等，与活性氧有极高的反应性，极易受到氧化攻击。
3.聚合作用：加热或高浓度电介质课破坏蛋白质胶体溶液的稳定性，促使蛋白质结构发生改变，分子间聚合并沉淀。
4.表面活性剂和变性剂：表面活性剂主要改变酶分子正常的折叠，暴露酶分子疏水内核的疏水基团，使之变性；变性剂与酶分子结合，改变其稳定性，使之发生变性。
生物因素微生物或蛋白水解酶的作用使酶分子被水解。
6.简述酶活力测定方法的原理直接测定法：有些酶促反应进行一段时间后，酶底物或产物的变量可直接检测。
间接测定法：有些酶促反应的底物或产物不易直接检测，一次必须与特定的化学试剂反应，形成稳定的可检测物。
酶偶联测定法：与间接测定法相类似，只是使用一指示酶，使第一酶的产物在指示酶的作用下转变成可测定的新产物。
酶工程(山东联盟)知到章节答案智慧树2023年滨州医学院
酶工程（山东联盟）知到章节测试答案智慧树2023年最新滨州医学院第一章测试1.酶工程的研究内容主要包括（）。
参考答案:酶的生产;酶的应用;酶的改造2.对于结合酶来说，与酶蛋白结合较为松散的是（）。
参考答案:辅酶3.以下关于酶的可逆抑制剂说法正确的一项是参考答案:非竞争性抑制剂与酶作用时，通常会引起酶催化反应的最大反应速率减小4.酶活力单位1kat是指特定条件下参考答案:每秒催化1mol底物转化为产物的酶量5.下列关于酶活性部位的描述，()项是错误的。
参考答案:不同肽链上的有关基团不能构成该酶的活性部位6.对于结合酶来说，决定反应特异性的是参考答案:酶蛋白7.竞争性抑制的特点是酶催化反应的最大反应速度Vm不变，而米氏常数Km减小。
参考答案:错8.非竞争性抑制剂的特点是最大反应速度Vm减少，而米氏常数Km不变。
参考答案:对9.反竞争性抑制剂的特点是最大反应速度Vm和米氏常数Km同时减小。
参考答案:对10.酶的改性研究内容主要包括（）。
参考答案:酶分子修饰;酶定向进化;酶的非水相催化;酶与细胞的固定化第二章测试1.培养基中常用的无机氮源主要有参考答案:硝酸铵2.酶生产中最理想的合成模式是参考答案:延续合成型3.下列不属于常用的物理诱变剂的是参考答案:8-AG4.属于微生物培养常用的微量元素是参考答案:铜5.细菌和放线菌生长的最适pH值为参考答案:pH 6.5～86.酶的合成与细胞生长同步进行，生长进入平衡期后，酶又延续合成一段时间，该产酶模式称为滞后合成型参考答案:错7.滞后合成型模式的特点是酶的合成不受分解代谢物或产物的阻遏;酶所对应的mRNA相当稳定。
参考答案:对8.表面活性剂可以与细胞膜相互作用，增加膜通透性，利于胞外酶分泌。
参考答案:对9.保藏的菌种用于发酵生产之前，需经过细胞活化，恢复生命活性。
参考答案:对10.影响酶生物合成模式的一般规律为参考答案:mRNA稳定性差，酶的合成随着细胞停止生长而终止;受某些物质阻遏的，需在细胞生长一段时间或在平衡期后（解除阻遏），开始合成酶。
酶工程习题(含参考答案)
酶工程习题（含参考答案）一、单选题（共47题，每题1分，共47分）1.酶的提取是（）的技术过程。
A、从含酶物料中分离获得所需酶B、使胞内酶从含酶物料中充分溶解到溶剂或者溶液中C、从含酶溶液中分离获得所需酶D、使酶从含酶物料中充分溶解到溶剂或者溶液中正确答案：D2.有些酶在细胞进入平衡期以后还可以继续合成较长的一段时间，这是由于（）。
A、该酶所对应的mRNA稳定性好B、该酶所对应的DNA稳定性好C、细胞自溶后使酶分泌出来D、培养基中还有充足的营养成分正确答案：A3.对酶的空间结构和催化机理有充分了解的基础上，对酶的结构进行精确的调控，从而获得具有所需催化活性的新酶的方法称为（）。
A、酶的人工改造B、酶的理性设计C、酶的定向进化D、酶的理性进化正确答案：B4.DNA重排操作中，由亲本基因通过DNase I剪切获得的随机片段（）。
A、具有同样长度、无序列倾向性B、具有同样长度、有序列倾向性C、具有不同长度、无序列倾向性D、具有不同长度、有序列倾向性正确答案：D5.天苯肽是由（）缩合而成。
A、L-天冬氨酸的a-羧基与D-苯丙氨酸甲酯的a-羧基B、L-天冬氨酸的a-羧基与L-苯丙氨酸甲酯的氨基C、L-天冬氨酸的a-羧基与L-苯丙氨酸的氨基D、L-天冬氨酸的a-羧基与L-苯丙氨酸甲酯的a-羧基正确答案：B6.以下以代号表示的试剂中哪种能用于组氨酸咪唑基的化学修饰的（）。
A、DNFBB、DNSC、DPCD、DTNB正确答案：C7.搅拌罐反应器中进行某酶催化反应，反应液体积为5立方米，反应液温度从20℃升至40℃，热利用率为80%，反应过程中实际所需热量为（）kcal。
A、125000B、125C、80D、80000正确答案：A8.以下不是用于酶分子修饰的大分子修饰剂的是（）。
A、戊二醛B、右旋糖苷C、肼D、聚乙二醇E、肝素正确答案：A9.动物细胞的营养要求较复杂，必须供给各种氨基酸、维生素、激素和生长因子等，一般加入（）就可以满足要求。
酶工程-考试重点
第二章微生物发酵产酶名词解释酶生物合成的诱导作用：加入某些物质使酶的生物合成开始或加速进行的现象酶生物合成的反馈阻遏作用：又称产物阻遏作用，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分解代谢物阻遏作用：是指某些物质（主要是指葡萄糖和其他容易利用的碳源等）经过分解代谢产生的物质阻遏某些酶（主要是诱导酶）生物合成的现象判断组成酶or诱导酶受什么阻遏固定化细胞：又称为固定化活细胞或固定化增殖细胞，指采用各种方法固定在载体上，在一定的空间范围进行生长、繁殖和新陈代谢的细胞固定化原生质体：是指固定在载体上，在一定的空间范围内进行新陈代谢的原生质体原生质体：是除去细胞壁后由细胞膜及包内物质组成的微球体。
原生质体由于除去细胞壁这一扩散屏障，有利于胞内物质透过细胞膜分泌到细胞外，可以用于胞内酶等胞内产物的生产。
问答题何为细胞产酶动力学，简述其动力学模型产酶动力学主要研究发酵过程中细胞产酶速率以及各种因素对产酶速率的影响规律，主要为宏观产酶动力学。
根据细胞产酶模式的不同，产酶速率和细胞生长速率的关系也有所不同。
1)同步合成型的酶：其产酶与细胞生长欧联，在平衡期产酶速率为零，即非生长偶联的比产酶速率β=0 方程： dE /dt=αμX2)中期合成型的酶：在培养液中有阻遏物存在，α=0，无酶产生。
在此阶段的产酶动力学方程与同步合成型相同3)滞后合成型：其合成模式为非生长偶联行，生长偶联的比产酶系数α=0 方程： dE/dt=βX4)延续合成型的酶：在细胞生长期和平衡期均可以产酶，产酶速率是生长偶联与非生长偶联产酶速率之和（最理想状态）方程： dE /dt=αμX+βX受mRNA抑制的模型：1）、2）原核生物中酶生物合成的调节主要是转录水平的调节，与酶的生物合成密切相关的基因有4种：调节基因、启动基因、操纵基因和结构基因。
结构基因与操纵基因、启动基因一起组成操纵子。
原核生物中有两种类型操纵子：诱导性，如乳糖操纵子；阻遏型操纵子，如色氨酸操纵子。
酶工程考试重点
第一章：绪论◆酶：由生物体产生的具有生物催化功能的生物大分子，按照分子中起催化作用的主要组分的不同，自然界中天然存在的酶可以分为蛋白类酶（protein enzyme)和核酸类酶◆酶工程：酶的生产、改性与应用的技术过程称为酶工程◆锁与钥匙学说：底物结构必须与酶活性部位的结构非常互补，就像锁与钥匙一样，这样才能紧密结合，形成酶-底物复合物。
这个学说可以解释酶的绝对专一性，但是不能解释酶的相对专一性。
◆诱导契合理论：酶分子活性中心的结构并不与底物分子的结构互补,但活性中心有一定的柔性，当底物分子与酶分子相遇时可以诱导酶蛋白的构象发生相应的变化，使活性中心的各个结合基团与催化基团达到对底物结构正确的空间排布与定向，从而使酶与底物互补结合，产生酶-底物复合物，并使底物发生化学反应◆中间产物学说：酶首先与底物结合成酶-底物复合物，然后转变成酶-过渡态中间物复合物，然后，生成酶-产物复合物，最后从酶分子上释放产物，从而大大降低反应的活化能（分子由基态转变为过渡态即活化态所需的能量）。
◆Km 值是当酶反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度◆竞争性抑制：抑制剂竞争性与酶的活性中心结合，从而阻止底物与酶的结合。
这是最常见的一种可逆抑制作用。
随着底物浓度增加，酶的抑制作用减弱。
Vm 不变，Km 增大◆非竞争性抑制：底物和抑制剂可以同时与酶结合，抑制剂结合于活性中心以外的部位，两者没有竞争作用，但影响产物的释放，Vm 降低，Km 不变◆反竞争性抑制Vm 降低，Km 减小◆酶活力：酶催化底物发生化学反应的能力。
测定酶活力，实际上就是测定酶促反应进行的速度。
酶促反应速度越快，酶活力就越大；反之，速度越慢，酶活力就越小。
◆酶的比活力：每毫克酶蛋白（酶制剂）所含的酶活力单位数称为酶的比活力，用U／mg 蛋白表示。
酶的比活力是酶制剂的一个纯度指标。
对同一种酶来说，比活力愈高，表明酶纯度愈高。
◆酶的生产方法：.提取分离法；生物合成法；化学合成法第二章：微生物发酵产酶结构基因、操纵基因与启动基因一起组成操纵子，分为诱导型与阻遏型。
《酶工程》 课后习题答案
① 酶工程：由酶学与化学工程技术、基因工程技术、微生物学技术相结合而产生的一门新技术，是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，生产人类所需产品或者服务于其它目的地一门应用技术。
② 比活力：指在特定条件下，单位质量的蛋白质或者 RNA 所拥有的酶活力单位数。
③ 酶活力：也称为酶活性，是指酶催化某一化学反应的能力。
其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。
④ 酶活国际单位 : 1961 年国际酶学会议规定：在特定条件(25℃，其它为最适条件 )下，每分钟内能转化1 μmol 底物或者催化1 μmol 产物形成所需要的酶量为 1 个酶活力单位，即为国际单位(IU)。
⑤ 酶反应动力学:指主要研究酶反应速度规律及各种因素对酶反应速度影响的科学。
酶的研究简史如下：(1)不清晰的应用：酿酒、造酱、制饴、治病等。
(2)酶学的产生： 1777 年，意大利物理学家 Spallanzani 的山鹰实验； 1822 年，美国外科医生 Beaumont 研究食物在胃里的消化； 19 世纪 30 年代，德国科学家施旺获得胃蛋白酶。
1684 年，比利时医生Helment 提出 ferment—引起酿酒过程中物质变化的因素(酵素)；1833 年，法国化学家 Payen 和Person 用酒精处理麦芽抽提液，得到淀粉酶； 1878 年，德国科学家 K hne 提出 enzyme—从活生物体中分离得到的酶，意思是“在酵母中”(希腊文)。
(3)酶学的迅速发展(理论研究)： 1926 年,美国康乃尔大学的”独臂学者”萨姆纳博士从刀豆中提取出脲酶结晶，并证明具有蛋白质的性质;1930 年，美国的生物化学家 Northrop 分离得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶结晶，确立了酶的化学本质。
I.酶工程发展如下：①1894 年，日本的高峰让吉用米曲霉制备淀粉酶，酶技术走向商业化：②1908 年，德国的Rohm 用动物胰脏制得胰蛋白酶，皮革软化及洗涤；③1911 年， Wallerstein 从木瓜中获得木瓜蛋白酶，用于啤酒的澄清；④1949 年，用微生物液体深层培养法进行－淀粉酶的发酵生产，揭开了近代酶工业的序幕；⑤1960 年，法国科学家 Jacob 和 Monod 提出的控制子学说，阐明了酶生物合成的调节机制，通过酶的诱导和解除阻遏，可显著提高酶的产量；⑥1971 年各国科学家开始使用“酶工程”这一位词。
酶工程 课后习题答案
第一章酶工程基础1.名词解释：酶工程、比活力、酶活力、酶活国际单位、酶反应动力学①酶工程：由酶学与化学工程技术、基因工程技术、微生物学技术相结合而产生的一门新技术，是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，生产人类所需产品或服务于其它目的地一门应用技术。
②比活力：指在特定条件下，单位质量的蛋白质或RNA所拥有的酶活力单位数。
③酶活力：也称为酶活性，是指酶催化某一化学反应的能力。
其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。
④酶活国际单位: 1961年国际酶学会议规定：在特定条件(25℃，其它为最适条件)下，每分钟内能转化1μmol底物或催化1μmol产物形成所需要的酶量为1个酶活力单位，即为国际单位（IU）。
⑤酶反应动力学:指主要研究酶反应速度规律及各种因素对酶反应速度影响的科学。
2.说说酶的研究简史酶的研究简史如下：(1)不清楚的应用：酿酒、造酱、制饴、治病等。
(2)酶学的产生：1777年，意大利物理学家 Spallanzani 的山鹰实验；1822年，美国外科医生 Beaumont 研究食物在胃里的消化；19世纪30年代，德国科学家施旺获得胃蛋白酶。
1684年，比利时医生Helment提出ferment—引起酿酒过程中物质变化的因素（酵素）；1833年，法国化学家Payen和Person用酒精处理麦芽抽提液，得到淀粉酶；1878年，德国科学家Kűhne提出enzyme—从活生物体中分离得到的酶，意思是“在酵母中”（希腊文）。
(3)酶学的迅速发展（理论研究）：1926年,美国康乃尔大学的”独臂学者”萨姆纳博士从刀豆中提取出脲酶结晶，并证明具有蛋白质的性质;1930年，美国的生物化学家Northrop分离得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶结晶，确立了酶的化学本质。
3.说说酶工程的发展概况I.酶工程发展如下：①1894年，日本的高峰让吉用米曲霉制备淀粉酶，酶技术走向商业化：②1908年，德国的Rohm用动物胰脏制得胰蛋白酶，皮革软化及洗涤；③1911年，Wallerstein从木瓜中获得木瓜蛋白酶，用于啤酒的澄清；④1949年，用微生物液体深层培养法进行a－淀粉酶的发酵生产，揭开了近代酶工业的序幕；⑤1960年，法国科学家Jacob和Monod提出的操纵子学说，阐明了酶生物合成的调节机制，通过酶的诱导和解除阻遏，可显著提高酶的产量；⑥1971年各国科学家开始使用“酶工程”这一名词。
酶工程习题参考答案
第五章酶工程习题答案一、填空题1.决定酶催化活性的因素有两个方面，一是酶分子结构，二是反应条件。
2. Km是米氏常数。
它与酶的种类和反应条件有关。
3..对生产酶的菌种来说，我们必须要考虑的条件有，一是看它是不是致病菌，二是能够利用廉价原料，发酵周期短，产酶量高，三是菌种不易退化，四是最好选用能产生胞外酶的菌种，有利于酶的分离纯化，回收率高。
4.酶制剂有四种类型即液体酶制剂固体酶制剂纯酶制剂固定化酶制剂5.通常酶的固定化方法有吸附法，共价键结合法，交联法，包埋法。
6. 酶分子的体外化学修饰又可分为酶的表面修饰和内部修饰。
经化学修饰的酶热稳定性有较大提高，这是因为修饰剂的多个功能基团与酶分子上的的多个基团（如氨基、羧基、咪唑基等）相互交联，增加了酶分子构象的稳定性。
7. 生物酶工程主要包括三个方面：基因工程方法大量生产酶（克隆酶）；对酶基因修饰产生遗传修饰酶（突变酶）；设计新的酶基因，合成新的酶。
二、问答题1．解释下列名词：核酶：具有催化功能的RNA，包括剪切型核酶和剪接型核酶两类。
克隆酶：通过基因工程手段，克隆各种天然的蛋白质或酶基因，并将其与适当的调节信号连接，再通过一定的载体（质粒）导入能够大量繁殖的微生物体内，使之高效表达。
突变酶：利用有控制地对天然酶基因进行剪切、修饰或突变，从而改变这些酶的催化特性、底物专一性或辅酶专一性，使之更加符合人们的需要。
进化酶：创造特殊的进化条件，模拟自然进化机制（随即突变、基因重组和自然选择），在体外改造酶基因，并定向选择（或筛选）出所需性质的突变酶。
人工酶：又称模拟酶或酶模型，指利用有机化学、生物化学等方法设计和合成一些较天然酶简单的非蛋白质分子或蛋白质分子，以这些分子作为模型来模拟酶对其作用底物的结合和催化过程。
固定化酶：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。
细胞固定化技术：将细胞限制或定位于特定空间位置的技术称为细胞固定化技术。
酶工程章节重点(含答案)
1 酶提取、分离纯化基本技术路线
细胞破碎
动物、植物或微生物细胞
酶提取( 粗提) 酶分离纯化 酶浓缩
酶的纯化过程(1) 粗蛋白质 (crude
发酵液 protein): 采样 → 均质打破细胞 →
７酶生物合成的模式？影响合成模式的因素，理 想的酶合成模式是什么？
（1）酶生物合成的模式分为4种类型。即同步合成型（生长偶联型， 大部分组成酶的生物合成，有部分诱导酶也按照此种模式进行生 物合成。），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较长时 间。），中期合成型（此类型共同特点是：酶的生物合成受到 产物的反馈阻遏作用或分解代谢物阻遏作用，而酶所对应的 mRNA稳定性较差）、滞后合成型（由于受到培养基中存在的 阻遏物的阻遏作用。只有随着细胞的生长，阻遏物几乎被细胞用 完而使阻遏解除后，酶才开始大量合成。非生长偶联型）。
• （2）固定化原生质体是指固定在载体上, 在一定的空间范围内 进行生命活动的原生质体。优点：利用固定化原生质体，在生 物反应器中进行发酵生产，可以使原来属于胞内产物的胞内酶 等，分泌到细胞外，这样就可以不经过细胞破碎和提取工艺直 接从发酵液中得到所需的发酵产物，为胞内物质的工业化生产 开辟崭新的途径。特点：变胞内产物为胞外产物、提高产酶率、 稳定性好、易于分离纯化。
（2）酶所对应的mRNA的稳定性以及培养基中阻遏物的存在是影响 酶生物合成模式的主要因素。
（3）最理想的合成模式应是延续合成型：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。
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。