第二章 酶学基础理论
生物化学与分子生物学(071010)专业硕士研究生培养方案
生物化学与分子生物学（071010）专业硕士研究生培养方案
一、培养目标
培养德、智、体全面发展，政治思想进步，专业基础扎实，能够适应我国社会主义现代化建设需要、面向21世纪生物化学与分子生物学专业从事教学与科研的高级专门人才。
培养要求：
1．掌握马列主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想的基本原理，坚持四项基本原则，拥护党的基本路线和方针政策，热爱祖国，遵纪守法，品德优良，具有严谨的治学态度、团结协作、求实创新和为科学勇于献身的精神，努力为科学事业、振兴经济发展服务。
2．努力学习植物科学的基础理论和知识，熟练掌握和应用植物科学的实验操作技能，深入系统掌握所攻读方向的知识内容，对该方向国内外研究状况及发展趋势有较全面、系统的了解，熟练掌握一门外国语，具有独立思考问题、独立从事科研工作和解决相关实际问题的能力，所完成的学位论文应是具有一定创新性的研究成果。
3．身体健康，有良好的心理素质。
二、研究方向
1．酶学
主要开展动植物生长发育过程及病理过程中酶活性变化和作用的研究。酶的分离纯化，性质和应用研究。
2．应用生物化学
主要从事医药、生物制品等方面的应用及基础研究，研究内容包括疫苗、诊断试剂、基因工程蛋白质产品的研制与开发等，与多家企事业单位具有良好的合作关系。
3．环境生物化学
主要开展在干旱、盐害和低温等逆境条件下，植物生长发育和逆境适应的细胞信号转导机制及植物对环境因子应答的分子机理及其调控技术的研究。
4．分子生物学
主要利用分子生物学手段，对植物或动物重要生物学现象和生理功能进行深入研究，并探讨其作用机制。基因的分离、克隆和表达。
5．生物材料
研究生物体内存在的具有生理及生化功能的生物活性物质的性质、分离与提取；从仿生学角度合成和制备具有生物活性物质功能的生物材料。
三、学习年限
学习年限一般为3年，第一年一般以课程学习为主，后两年以研究和论文工作为主。学位论文答辩前要求至少有一篇学术论文在核心期刊或本专业权威期刊上发表或接收。本校在职研究生学习年限为3－4年，每年应完成1/3的助教工作量。在职研究生从事论文工作时，一般可脱产1年。
植物抗坏血酸过氧化物酶的作用机制、酶学及分子特性
植物抗坏血酸过氧化物酶的作用机制、酶学及分子特性
一、本文概述
植物抗坏血酸过氧化物酶（Ascorbate Peroxidase，AP）是一种在植物细胞内广泛存在的关键酶，其在植物抗氧化防御系统中发挥着至关重要的作用。本文旨在全面探讨植物抗坏血酸过氧化物酶的作用机制、酶学特性以及分子特性，以期为深入理解植物抗氧化防御系统的运行规律，以及提高植物抗逆性和农业生产力提供理论基础。我们将详细介绍抗坏血酸过氧化物酶的生化功能，包括其催化抗坏血酸清除活性氧的能力及其在细胞氧化还原稳态中的作用。接着，我们将深入探讨抗坏血酸过氧化物酶的酶学性质，如酶的动力学特性、抑制剂和激活剂的影响等。我们将对抗坏血酸过氧化物酶的分子特性进行阐述，包括其基因结构、表达调控以及蛋白质结构等方面的研究。通过本文的综述，我们期望能够为植物生物学、农业生物技术以及植物抗逆性研究等领域提供有益的参考和启示。
二、植物抗坏血酸过氧化物酶的作用机制
植物抗坏血酸过氧化物酶（AP）是一种关键的抗氧化酶，主要作用是清除植物细胞中的过氧化氢（H2O2），以防止氧化应激对细胞造成的损伤。AP的作用机制主要涉及到酶的催化活性以及其与底物的相互作用。
在AP的催化过程中，抗坏血酸（AsA）作为还原剂，将H2O2还原为水（H2O），而自身则被氧化为单脱氢抗坏血酸（DHA）。这个过程可以表示为：2AsA + H2O2 → 2DHA + 2H2O。DHA随后通过抗坏血酸再生系统被还原回AsA，从而维持了AP的催化循环。
AP的作用机制还涉及到其在细胞内的定位。在植物细胞中，AP主要分布在叶绿体、细胞质和线粒体等细胞器中。这些细胞器中的AP通过特定的信号肽序列被定位到相应的位置，从而实现了对特定区域H2O2的高效清除。
AP的活性还受到多种因素的调节，包括光照、温度、pH值以及底物和抑制剂的浓度等。光照和温度可以影响AP的稳定性和活性，而pH值则可以影响AP与底物的结合能力。底物AsA和抑制剂如重金属离子等也可以影响AP的活性。
第二章病原生物的致病因子
第二章 病原生物的致病因子
在适宜环境条件下，病原物对寄主植物致病能力大小取决于它们所具有致病因子多少和活性大小。病菌致病因子：酶、毒素、激素。
近年来，人们试图利用生物工程和基因工程手段研制各种酶、毒素的抑制因子或进行病菌致病基因改良、抗病突变体筛选等工作，探索防病、治病新途径。目前，从许多病原细菌中克隆出来的hrp基因，是病原菌对寄主的致病性和诱导非寄主植物产生过敏性反应（HR）必须的基因，具有病菌与植物互作的核心功能。
病原菌的致病因子的致病机理甚为复杂，首先要有对致病因子的性质的了解，才能考虑与寄主植物间的互作关系。所以必须建立在对病菌产生的酶、毒素、激素的本质及其作用机制的了解的基础上才能有效、有目的的提供分子生物学、分子遗传学的研究理论依据。因此，本章将系统介绍病原物产生的酶、毒素、激素的主要种类及其在病程中的作用机理。
第一节 酶
病原菌侵入寄主植物表皮和细胞需要各种酶，其中最主要的是：角质酶和细胞壁降解酶（果胶酶、半纤维素酶、纤维素酶、木质素降解酶和蛋白酶等）。
一、角质酶
植物体地上部分表皮的最外层是角质层，它主要是由直链的C16和C18羟基脂肪酸衍生出的难溶性多脂类化合物构成的角质组成。病原真菌直接侵入时用以突破这第一道屏障的酶就是角质酶。
主要从病原真菌分离得到，表2-1列出检测到的7属12种真菌产生角质酶。
表2-1 有角质酶活性的病原菌及其病害（7属12种）
病菌 寄主 病害
豌豆根腐镰孢（Fusarium solani pisi） 豌豆 豌豆根腐病
南瓜粉红镰孢（F. roseum sambucinum） 南瓜 南瓜赤霉病
小麦黄色镰孢（F. roseum culmorum） 小麦 小麦赤霉病
大麦根腐长蠕孢（Helminthosporium sativum） 大麦 大麦根腐病
马铃薯疮痂菌（Streptomyces scabies） 马铃薯 马铃薯疮痂病
盘长孢状刺盘孢（Colletotrichum gloeosporioides） 番木瓜 番木瓜炭疽病
酶工程名词解释
名词解释：
酶（enzyme)是生物体活细胞产生的、具有催化反应功能的蛋白质。
酶工程：是一项利用酶、含酶细胞器或细胞（微生物、植物、动物）作为生物催化剂来完成重要化学反应，并将相应底物转化成有用物质的应用型生物高新技术。
酶活力：是指酶催化一定化学反应的能力，其大小可用在一定条件下酶催化某一化学反应的反应速度来表示。（单位时间底物减少或产物增加）
一个酶单位（active unit, U，I.U）为在确定的最适反应条件下，每分钟催化1mol(微摩尔）底物变化所需要的酶量。（国际酶委员会规定）
同工酶：同工酶（isozyme，isoenzyme）广义是指生物体内催化相同反应而分子结构不同的酶。按照国际生化联合会（IUB）所属生化命名委员会的建议，则只把其中因编码基因不同而产生的多种分子结构的酶称为同工酶。
异构酶：异构酶亦称异构化酶,是催化生成异构体反应的酶之总称，催化一种同分异构体转变为另一种同分异构体的酶
米氏方程
米氏常数Km反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度
酶的定位突变（site-directed mutagenesis）是根据酶的结构、功能和作用机制的信息，在基因水平上精确改变酶分子中的氨基酸残基，对酶的性质和其催化特性进行改造，产生符合特定需要的酶。
人为地创造特殊的进化条件，模拟自然进化机制，在体外对基因进行随机突变，从一个或多个已经存在的亲本酶（天然的或者人为获得的）出发，经过基因的突变和重组，构建一个人工突变酶库，通过一定的筛选或选择方法最终获得预先期望的具有某些特性的进化酶的分子进化技术称为体外定向进化。定向进化＝随机突变＋选择
融合酶：主要指将两个或多个酶分子组合在一起的融合蛋白
氧化还原酶 Oxidoreductase转移酶 Transferase水解酶 hydrolase 裂合酶 Lyase异构酶
Isomerase合成酶 Ligase or Synthetase
食品酶学课程教学实践与探索
ＵＩ［ Ｉ Ｕ Ｕ， Ｏｈｉｎａ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
食品酶学课程教学实践与探索
彭英云 （盐城工学院 江苏盐城 ２２４０５ １） 理论前沿
摘要：本文从食品酶学课程教材的选择、教学内容的整合，教学方法和教学手段的改进，优化及考核方法的改革等方面阐述了食品晦 学课程的教学实践，通过一系列的教学探索，进一步加强了食品科学与工程专业食品酶学课程的建设。 关键词：食品酶学 新方法 教学实践 探索
中图分类号：ＴＳ２ ０１．２ ５－４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７ ３－９７９５（２０１ ２）０３（ａ）一０１０４－－０１
食品酶学是研究食品中酶的性质、酶
的作用规律，酶的结构和作用原理、酶的生
物学功能及酶的应用的科学 酶是生物体
内广泛存在的一类特殊的催化剂，它能有
效地降低参加化学反应的各个分子的活化
能，使生物体能够快速而高效地完成各种
化学反应，如植物的光合作用，人对食物的
消化、吸收等无一不是在酶直接参与下发
生和完成的。学习食品酶学是为了更好地
了解酶、掌握酶，使酶更好地为食品科学研
究和食品储藏加工所用。通过理论课教学
和实验课教学，将食品酶学与化学、生物化
学、食品储藏与加工有机地结合起来，培养
学生分析问题、解决问题的能力，拓宽知识
面和思路。因而食品酶学是食品科学与工
程专业的一门重要的专业课，是食品科学
和食品工业的基础。
笔者在教学过程中，在保证知识结构
体系严密、完整的基础上，通过选择合适教
材，筛选、整合教学内容，改进教学方法和
手段，优化实验具体实施方法和实验内容，
改革考核方式，突出对学生自主学习能力、
知识驾御能力、综合应用能力的培养。
１选择合适教材
食品酶学的教材近几年出版得比较
多，在这些教材中，有的侧重干酶学基础理
论，有的侧重于酶的应用方面，而有的编写
时间距离现在较远，其中有的观点、理论已
经推陈出新，所以要尽量选择较新又不乏
酶学考点
食品酶学 16周3,（6.11）1,2节 。教3-212。
第一题名词解释： 每题2.5分，共15分
1. 食品酶学:是酶学的基本理论在食品科学与技术领域中应用的科学，是酶学的重要分支学科，主要研究食品原料，食品产品中酶的性质，结构，作用规律以及对食品储藏，加工和食品品质的影响，食品级酶的生产及其在食品储藏，加工等环节的应用理论与技术.P2
2. 诱变育种:是用物理或化学的诱变剂处理均匀而分散的微生物细胞群，在促进其突变率显著提高的基础上，使诱变对象内的遗传物质（DNA）的分子结构发生改变，引起性状变异并通过筛选获得符合要求的变异菌株的一种育种方法。P17
3. 生物传感器:以生物学组件作为主要功能性元件，能够感受规定的被测物并按照一定规律将其转换成可识别信号的器件或装置。P255
4.固定化酶:在一定空间范围内起催化作用，并能反复使用和连续使用的酶。P69
5. 酶偶联分析法:在被测酶的反应体系中加入过量的、高度专一的偶联工具酶，使反应延续进行到某一可以直接、连续、简便、准确测定的阶段.P244
6. 定位突变技术:氨基酸由一个三联密码所决定，其中第一或第二碱基决定了氨基酸的性质，因此只需改变第一或第二碱基，就可以改变蛋白质分子中一种氨基酸残基，用另一种氨基酸残基取代之。P88
7. 分配效应:是由于载体性质造成的酶的底物或其他效应物在微观环境和宏观体系之间的不等性分配，从而影响酶促反应速率的一种效应。P78
8.取样测定法:在酶反应开始后不同时间内，从反应系统中取出一定的反应液，并用适当方法终止酶促反应；然后根据产物和底物在化学性质或物理性质上的差别进行分析，以求得单位时间的酶促反应变化量的方法.P243
9. 分解代谢阻遏作用:指在其培养基中由于葡萄糖的存在微生物虽能迅速生长，但明显地抑制某些分解代谢诱导酶的形成。P15
10. 竞争性抑制:抑制剂、底物与酶分子的竞相结合而引起的抑制作用称为竞争性抑制。P65
蛋白质与酶工程复习资料
1 酶工程复习提纲
第一章 绪论
1. 酶及酶工程的概念。
酶：是生物体内一类具有催化活性和特殊空间构象的生物大分子物质。
酶工程：利用酶的催化作用，在一定的生物反应器中，将相应的原料转化成所需产品的一门工程技术。(名词解释)
2. 了解酶学的发展历史，尤其是一些关键事件。
1833年，Payen和Persoz发现了淀粉酶。1878年，Kuhne首次将酵母中进行乙醇发酵的物质称为酶。给酶一个统一的名词，叫Enzyme，这个词来自希腊文，其意思“在酵母中”。
1902年，Henri提出中间产物学说。1913年，Michaelis and Menton推导出酶催化反应的基本动力学方程，米氏方程：V=VmS/（Km+S）。1926年，Summer分离纯化得到脲酶结晶。人们开始接受“酶是具有生物催化功能的蛋白质”。Cech and Altman于1982和1983年发现具有催化活性的RNA即核酸类酶，1989年获诺贝尔化学奖。现已鉴定出5000多种酶，上千种酶已得到结晶，而且每年都有新酶被发现。
3. 了解酶在医药、食品、轻工业方面的应用。
医药：（1）用酶进行疾病的诊断：通过酶活力变化进行疾病诊断，谷丙转氨酶/谷草转氨酶用于诊断肝病、心肌梗塞等，酶活力升高；葡萄糖氧化酶用于测定血糖含量，诊断糖尿病。
（2）用酶进行疾病的治疗：来源于蛋清、细菌的溶菌酶用于治疗各种细菌性和病毒性疾病；来源于动物、蛇、细菌、酵母等的凝血酶用于治疗各种出血病；来源于蚯蚓、尿液、微生物的纤溶酶用于溶血栓。
（3）用酶制造各种药物：来源于微生物的青霉素酰化酶用于制造半合成青霉素和头孢菌素；来源于动物、植物、微生物的蛋白酶用于生产L-氨基酸。
食品：生产低聚果糖，原料为蔗糖，所需酶为果糖基转移酶、蔗糖酶α（黑曲霉、担子菌）；生产低聚异麦芽糖，原料为淀粉，所需酶为α-淀粉酶、β-淀粉酶、真菌α-淀粉酶（米曲霉）、α-葡萄糖苷酶（黑曲霉）、普鲁兰酶、糖化型α-淀粉酶（枯草杆菌）。
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
章节 名称 课时数
第1章 绪论 4
第2章 酶的分离工程 5
第3章 固定化酶与固定化细胞 4
第4章 化学酶工程 5
第5章 酶的非水相催化 4
第6章 生物酶工程 4
第7章 酶反应器 4
第8章 研究的方向、进展和热点、核酶 4
合计 34
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
《食品酶学》教学大纲.docx
《食品酶学》教学大纲
课程名称：食品酶学
英文名称：Food Enzymology
课程编号：07320204
课程类别：专业必修课程
适用对象：生物食品技术专业（三年制普通专科）
总学时数：72学时
学 分：4
先修课程：
替代课程：无
（-）课程简介
本课程主要内容包括酶学基本理论和酶在食品加工及保藏中的应用两部分，理论部分主 要包括酶的分离纯化及动力学研究，应用部分主要介绍了酶在食品工业中的应用。另外，对 今年来发展很快的固定化酶和酶在食品分析中的应用也作了较详细的介绍，并概述了有关酶 的安全和毒理方面的问题。
（二） 课程目的要求
课程的设置主要面向生物食品技术专业的学生，食品加工和保藏的一门重要的理论专业 课，本课程主要从食品加工和保藏的角度介绍酶学的基本理论和酶的实际应用；使学生对食 品加工和保藏过程中由酶引起的理化性质变化有一个基本的、全面的了解。
（三） 课程内容：
第一章绪论（3学时）
教学目的和要求：本章主要介绍酶的简短历史、一般特征、分类和命名及酶学对食品科 学的重要性。
重点和难点：要求学生掌握酶的一般特征以及酶学对食品科学的重耍性。
教学内容：
1.1酶学研究简史
1.2酶的一般特征
1.3酶的分类和命名
1.4酶学对食品科学的重要性
第二章酶的生产与分离纯化（6学时）
教学目的和要求：本章主要介绍国内外酶制剂工业生产及应用现状，酶的发酵技术，酶 的分离纯化，酶分离纯化的评价，酶的剂型与保存。
重点和难点：酶的发酵技术，酶的分离纯化。
教学内容：
2.1酶的发酵技术
2.2酶的分离纯化
2.3酶分离、纯化的评价
2.4纯化过程实例
2.5酶的剂型与保存
第三章酶分子结构与催化功能（3学时）
教学目的和要求：了解酶分子组成、酶结构与功能。
重点和难点：酶分子组成、酶结构与功能
教学内容：
3.1酶分子组成
3.2酶的结构与功能
第四章酶催化反应动力学（4学时）
教学目的和要求：本章主要介绍酶活力的测定，化学动力学基础知识。掌握底物浓度、 抑制剂以及其他因素对酶促反应速度的影响。
酶学分析方法及酶活性测定复习与练习
酶学分析方法及酶活性测定复习与练习
复习和练习1。酶的基本理论知识
1。酶浓度和酶反应速度之间有什么关系？
2、底物浓度和酶促反应速率之间的定量关系是什么？3.影响酶促反应速度的主要因素是什么？
4、Km和Vm的意义及其在临床酶活性测定中的应用和意义二、酶活测定的基本知识
1，酶活的概念以及如何表达酶活的单位
2，目前酶活的单位有-？3.解释酶活性的国际单位和卡达尔的概念，并比较它们之间的关系？4.酶活单位的计算:几种类型的计算公式需要理解和熟练的应用。1)通用公式
2)常用单位的计算公式(确定产品生成类别的计算公式；用于确定底物消耗的计算公式)3)**连续监测方法根据摩尔吸收率计算酶活性浓度；
**连续监测法(全自动生化仪通常用k表示)f因子值的计算及应用？三、酶活的测定方法
1，酶活测定的基本原则是什么？
2，酶反应时间过程曲线有三个周期-，-，-
酶活性测定是在-周期内，这个周期的反应速度不受-连续监测法的影响-
4分为-直接法有哪些类型？
5，什么是酶偶联反应？写下酶偶联反应的基本模式？要测试的酶是什么，辅助酶和指示酶？6.什么是工具酶？当酶在临床生化试验中用作工具时，哪两种指标系统通常可用于酶活性测定或代谢物浓度(底物)测定？什么是-Trinder反应？Trinder反应的主要缺点或影响因素是什么？
7，什么是同工酶？同工酶分析的共同原则是什么？同工酶检测的临床意义是什么？举个例子？
8，酶活性的测定条件和影响因素是什么？
9，从几种酶活性测定(如AMY、ALT、LD、ALP|)的实验操作，讨论了酶活性测定中应注意的问题。
10。影响血清酶的生理变化是什么？
11、酶活性测定、样品采集、处理、储存和样品试剂的比例有什么要求？四.体液酶的测定:
1。临床诊断中常用的血浆酶是什么？用于帮助诊断心肌损伤、肝病、胰腺疾病、骨骼肌、前列腺疾病等的常用血清酶是什么？常用的临床诊断酶谱是什么？2.分析和总结测定血清酶活性的方法学原理，并请总结有哪些主要反应基础3.写出AMS和ALP(化学比色法，连续监测法)和ALT、AST、GGT、LDH和CK酶测定法(连续监测法)的反应原理、主要试剂成分和功能？影响结果准确性的因素有哪些？评价低密度脂蛋白反应和