酶工程

第一章 绪论
1、什么是酶工程：
是一项利用酶、含酶细胞器或细胞(微生物、动物植物)作为生物催化剂来完成重要的化学反应，并将相应底物转化成有用物资的应用型生物高新技术。
2、酶对日常生活生产的影响：
①作为一种新的工业催化剂；②用于食品加工；③用作医药；④用作分析试剂；⑤用于筛选新的生理活性物质；⑥用作开发新能源；⑦用于污水处理。
3、固定化酶的优点：
①稳定性高；②酶可反复利用；③产物纯度高，副产物少，从而有利于提纯；④生产可连续化，自动化；⑤设备小型化，节约能源等。
第二章和第三章
1、酶的生产方法：
①提取分离法；②生物合成法（发酵法）；③化学合成法。
2、产酶的微生物：
①细菌：无芽孢杆菌、芽孢杆菌、球菌；
②放线菌：链霉菌（主要产胞外酶和抗生素）；
③酵母菌：酿酒酵母（真核生物）；
④霉菌：根霉、毛霉和犁头霉；
⑤曲霉：青霉、木霉。
3、酶生物合成的模式：
①生长偶联型：酶的合成与细胞生长同步进行，所以又称同步合成型。当细胞进入生长期，酶即开始大量合成；当细胞生长进入平衡期后，酶的合成随即停止。（根瘤生产脂肪酶和树状黄杆菌生产葡萄糖异构酶）
②非生长偶联型：只有当细胞生长进入平衡期以后，酶才开始合成并大量积累，所以又称滞后合成型。（黑曲霉产生的酸性蛋白酶）
③部分生长偶然联型：又称连续合成型，酶的合成与细胞生长同步开始在细胞生长进入平衡期后，酶还可以继续合成。（黑曲霉中聚乳糖醛酸酶）
4、提高酶产量的策略：
⑴条件控制：
①添加诱导物：酶的作用底物、酶作用底物的前体、酶的反应产物、酶的底物类似物或底物修饰物等。
②降低阻遏物浓度：设法从培养基中除去其终产物，以消除反馈阻遏；向培养基中加入代谢途径的某个抑制因子，切断代谢途径通路，可限制细胞内末端产物的积累，便可达到缓解其反馈阻遏的目的；
③促进分泌；
④添加产酶促进剂。
⑵遗传控制：①改良菌种：使诱导型变为组成型；使阻遏型变成去阻遏型；②基因工程育种。
5、用于产酶细胞需具备哪些条件：
①酶的产量高；②容易培养和管理；③产酶性能稳定；④利于酶产品的分离纯化；⑤安全可靠。
第四章 酶的分离和纯化
1、细胞破碎方法：
①机械法：机械捣碎法、研磨破碎法、匀浆破碎法、改进高压法（X-press法）、超声波破碎法；
②非机械法：酶溶法、外加酶法、自溶法、化学渗透法、物理法、干燥法；
2、酶分离纯化中离心分离的方法：
①差速离心

：采用不同的离心速度和离心时间，使沉降速度不同的颗粒分批分离的方法；
②密度梯度离心：样品在密度梯度介质中进行离心，使沉降系数比较接近的组分得以分离的一种正常分离方法；
③等密度梯度离心：也称沉降平衡离心，是根据颗粒的密度不同而进行分离的。
3、膜分离技术的超滤，微滤和反渗透的区别：
超滤：又称超过滤，是借助于超滤膜将不同大小的物质颗粒或分子分离的技术；
微滤：是以微滤膜（有时也可以用非膜材料）作为过滤介质的膜分离技术（操作压力一般在0.1Mpa以下）；
反渗透：反渗透膜的孔径小于2nm，被截留的物质相对分子质量小于1000，操作压力为0.7~13Mpa。

类别 截留的颗粒大小 截留的主要物质 过滤介质
粗滤 大于2μm 酵母、霉菌、动物细胞、植物细胞、固形物等 滤纸、滤布、纤维多孔陶瓷、烧结金属
微滤 0.2~2μm 细菌、灰尘等 微滤膜、微孔陶瓷
超滤 2nm~0.2μm 病毒、生物大分子等 超滤膜
反渗透 小于2nm 生物小分子、盐离子 反渗透膜

4、胶束与反胶束的区别：
①胶束：将表面活性剂溶于水中，并使其浓度超过临界胶束浓度。表面活性剂就会在水溶剂中聚集在一起形成聚集体。
②如果将表面活性剂溶于非极性溶液中，并使浓度超过临界胶束浓度，在有机溶剂内形成聚集体。
类别 溶剂 极性基团 非极性基团 可溶性的物质
胶束 水 在外与水接触 在内 非极性物质
反胶束 非极性溶液 在内，形成极性核 在外与非极性溶液接触 极性物质
5、凝胶过滤的特点：设备简单、操作方便、重复性好，样品回收率高。
第五章 酶的固定化
1、固定化酶：被局限在某一特定区域上的，并且保留了它们的催化活力，可以反复，连续使用的酶。
2、固定化细胞：利用物理、化学等因素将细胞约束或限制在一定的空间界限内，但细胞仍能保留其催化活性，并具有能被反复或连续使用的活力。
3、固定化酶的方法：
⑴载体结合法：利用各种吸附结合的手段，将酶固定于一不溶性载体上，以制备固定化酶的方法。
①物理吸附法：优点：利用此法进行固定，酶的活性中心不易被破坏，且酶的高级结构变化少，因而酶活力损失很少；缺点：固定的酶与载体相互作用力弱，酶容易从载体上脱落下来。
②离子结合法：优点：操作简单，处理条件温和，酶的高级结构和活性中心的氨基酸不易被破坏，能得到酶活回收率高的固定化酶；缺点：载体和酶的结合力比较弱，容易受缓冲液种类或PH的影响，在离子强度高的条件下进行反应时，酶往往会从载体上脱落；
③共价结合法：优点：酶与载体结合牢固

，稳定性好，一般不会同底物浓度高或存在盐类等原因而轻易脱落，这有利于连续使用；缺点：反应条件苛刻，操作复杂，而且由于采用了比较激烈的反应条件，可能会引起酶蛋白高级结构的变化，破坏部分活性中心，因此，往往不能得到比活力高的固定化酶，其酶活回收率一般为30％左右，有时甚至底物的专一性等酶的性质也会因固定化而发生变化。
⑵交联法：利用双功能或多功能试剂在酶分子间，酶分子与惰性蛋白间或酶分子与载体间进行交联反应，以共价键制备固定化酶的方法。优点：操作简便；缺点：交联反应的过程往往比较激烈，许多酶易在固定化过程中失效，酶回收率不高。
⑶包埋法：是指将聚合物的单体和酶溶液混合后，借助聚合促进剂（包括交联剂）的作用使单体进行聚合，从而将酶包埋在聚合物中的固定化方法。
①网格型包埋法：
②微囊型包埋法：
③脂质体包埋法：
4、酶的各种固定化方法的比较：
固定化方法 载体结合法 交联法 包埋法
物理吸附法 离子结合法 共价结合法
制备难易 易 易 难 较难 较难
结合程度 弱 中等 强 强 强
酶活回收率 高，但酶易流失 高 低 中等 高
对底物专一性 不变 不变 可变 可变 不变
再生 可能 可能 不可能 不可能 不可能
固定化费用 低 低 高 中等 低

5、细胞的固定化方法：
⑴直接固定化法：是指不使用载体，而借助物理、化学方法将细胞直接固定。
⑵包埋法：优点：①操作简便，只需将菌体的生理盐水悬液和溶于相同溶液的角叉菜胶混合，冷却后即成，或在加入某些阳离子溶液后冷却即成；②包埋条件温和，得到的固定化细胞有较高的活力，而且稳定；③形成的凝胶有一定的机械强度，扩散限制小，还可用丹宁、戊二醛等硬化剂进行处理来增加机械强度。
⑶吸附法：优点：条件温和，方法简便，可再生；缺点：载体和细胞间吸附力弱，操作时细胞易从载体脱落，特别是在底物相对分子质量高，介质的离子强度和PH变化的情况下更是如此，所以操作稳定性较差。
⑷交联和共价偶联法：
6、固定化前后酶的性质的差别：
⑴稳定性：固定化酶的稳定性一般比游离酶的稳定性好；
①对热的稳定性高，可以耐受较高的温度；
②保存稳定性好，可以在一定的条件下保存较长时间；
③对蛋白酶的抵抗力增强，不易被蛋白酶水解；
④对变性剂的耐受性提高，在尿素，有机溶剂和盐酸胍等蛋白质变性剂的作用下，仍可保留较高的酶活力；
⑵最适温度：可能受到固定化方法和固定化载体的影响，经过固定化的酶的最适温度有时降低

，有时提高。
7、固定化前后酶的特征的变化：
⑴酶的活性：大多数情况下，固定化酶的活性低于天然酶，但也有不下降和升高的情况；
⑵酶的稳定性升高，表现在以下方面：
①固定化增加了酶的耐热性；
②固定化增大了酶对变性剂、抑制剂的抵抗能力；
③固定化减轻了蛋白酶的破坏作用；
④固定化可以增强贮存稳定性和操作稳定性。
⑶酶的最适温度：由于热稳定性增加，大多数酶的最适温度也随之增加，但也有不变和下降的；
⑷酶的最适PH：固定化后，对底物作用的最适PH和酶活力PH曲线常常会发生偏移；
⑸酶的动力学特征改变；
⑹酶的专一性改变。
第六章 酶的反应器
1、酶反应器：以酶或固定化酶作为催化剂进行酶促反应的装置。
2、酶反应器的类型：
①搅拌罐型：分批反应器和连续流搅拌罐反应器；②固定床型；③流化床型；④膜式反应器；⑤鼓泡塔型；⑥连续搅拌罐式超滤型；⑦循环床型；⑧其他酶反应器。喷射式反应器
3、酶反应器的选择：（底物或产物的理化性质）
①酶催化反应产物的相对分子质量较大时，由于产物难于透过超滤膜的膜孔，不能达到反应与分离同时进行的目的，所以一般不用膜反应器；
②酶催化反应的底物或产物的溶解度较低，黏度较高时，应当选择搅拌罐式反应器或者流化床式反应器，而不用填充床和膜反应器，以免造成阻塞现象；
③底物为气体时，通常选择鼓泡式反应器，可以同时达到提供底物和混合物均匀的目的；
④有些需要小分子物质作为辅酶（辅酶可以看作底物）的酶促反应，通常不采用膜反应器，以免辅酶流失而影响催化反应的进行。

第八章 酶的化学修饰
1、酶分子的化学修饰方法：①酶分子的主链修饰；②酶分子的侧链基团修饰；③酶的组成单位置换修饰；④金属离子置换修饰。
2、金属离子置换修饰的过程和意义：
过程：①分离纯化：首先将欲进行修饰的酶经过分离纯化除去杂质，获得具有一定纯度的酶液。②除去原有的金属离子：加入金属螯合剂（EDTA等）与酶分子中的金属离子形成螯合物，通过透析，超滤，分子筛层析等方法，将螯合物除去，此时的酶是无活性状态。
③加入置换离子：在去离子的酶液中加入另一种金属离子，与酶蛋白结合，除去多余的置换离子，完成了修饰过程。
意义：①提高酶活力；②增强酶的稳定性；③改变酶的动力学特征。
第十章 酶的非水相催化
1、必需水：在绝对无水条件下，酶分子表面含有大量带电基团和极性基团相互作用而形成“锁定”的失活构象，当加入适量水分子充当润滑剂会使酶的

柔性增大，维持酶的活性构象，同此时酶的结构和催化活性至关重要的结合水。
2、结合水：生物反应体系中的水分成溶剂水和结合水两种，占98％的绝大多数的水是溶剂水，紧密地结合在酶分子的表面的少部分水就是结合水。
3、水活度（αw）：是指在一定温度和压力下，反应体系中水的摩尔分数Xw与水活度系数γw的乘积：αw=γw×Xw
水活度系数γ是溶剂活度系数，溶剂疏水性越大，γw越大，说明γw不依赖于组成。溶剂的极性越大，溶剂活度系数γw可以用溶剂-水混合物气液平衡进行计算。在低压（＜5bar时）条件下，水活度αw是气相中水的分压与同温度下纯水的蒸气压的比值：αw=（Ym×P）／Po，式中，Ym是气相中水的摩尔分数，P为总气压，Po为同温度下水的饱和蒸气压。
4、在催化反应中有机溶剂对酶的影响：
①溶剂的极性：有机溶剂剥夺酶分子周围必需水的能力，取决于溶剂的极性核水含量；
②有机溶剂对酶结构，活性中心的影响；
③有机溶剂对酶活性和选择性的调节。
5、非水相生物酶促反应的特点：
①从反应的热力学平衡来看，可以将加水分解反应转为其逆反应，如酶的合成，肽的合成或酶交换反应；
②酶的热稳定性比水中要高，这时酶促催化反应的应用十分重要；
③在非水系统内酶不溶于有机相，很容易回收和反复利用；
④改变酶对底物的专一性，同一种酶在不同的有机溶剂可以表现出不同的立体选择性；
⑤在非水相系统内绝大多数有机化合物溶解度很高，尤其是能提高非极性底物的溶解度；
⑥从低沸点的溶剂中可以容易地分离纯化产物；
⑦能抑制依赖于水的某些不利反应（如酸酐和卤化物的水解，醌的聚合等）和副产物；
⑧没有微生物的污染；
⑨固定化酶方法简单，在非水系统中酶不易脱离吸附的表面。
第十一章 酶的模拟
1、 模拟酶：又称人工酶或酶模型，一般说来，它的研究就是根据酶分子中那些起主导作用的因素，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。也就是说，模拟酶的研究就是在分子水平上模拟酶活性部位的形状、大小及其微环境等结构特征，以及酶的作用机制和立体化学等特征的一门科学。
2、 抗体酶：具有催化能力的免疫球蛋白。具有酶的催化活性等基本特征的抗体，称抗体酶。
3、 极端酶：指那些在非常规条件下作用的酶。
4、 核酶：一类具有催化活性的RNA分子。酶工程试题(A)一 名词解释（每题3分，共计30分）
1. 酶工程
2. 自杀性底物
3

. 别构酶
4. 诱导酶
5. Mol催化活性
6. 离子交换层析
7. 固定化酶
8. 修饰酶
9. 非水酶学
10. 模拟酶
二 填空题(每空1分,共计30分)
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.求Km最常用的方法是 双倒数作图法。
3.多底物酶促反应的动力学机制可分为两大类，一类是 序列机制 ，另一类是 乒乓机制 。
1. 4.可逆抑制作用可分为 竞争性 反竞争性 非竞争性 混合性

5.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。
6.酶活力的测定方法可用 终止 反应法和 连续 反应法。
7.酶制剂有四种类型即 液体 酶制剂， 固体 酶制剂， 固定化 酶制剂和 纯 酶制剂。
2. 8.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

9.酶分子的体外改造包括酶的 表面 修饰和 内部 修饰。
10.模拟酶的两种类型是 半合成 酶和 全合成 酶 。
11.抗体酶的制备方法有 引物 法和 拷贝 法。
三 问答题(每题10分,共计40分)
3. 固定化酶和游离酶相比，有何优缺点？
优点（1）易将固定化酶和底物，产物分开产物溶液中没有酶的残留简化了提纯工艺
（2）可以在较长的时间内连续使用
（3）反应过程可以严格控制，有利于工艺自动化
（4）提高了酶的稳定性
（5）较能适于多酶反应
（6）酶的使用效率高 产率高 成本低
缺点
（1） 固定化时酶的活力有损失
（2） 比较适应于水溶性底物
（3） 与完整的细胞相比，不适于多酶反应。（每点一分，答满满分）


4. 写出三种分离纯化酶蛋白的方法，并简述其原理。
透析与超虑 离心分离 凝胶过滤 盐析 等电点沉淀 共沉淀 吸附层析 电泳 亲和层析 热变性 酸碱变性 表面变性等（写出一种方法1分）每种方法的原理叙述总计7分


5. 为什么酶制剂的生产主要以微生物为材料？
3.
（1）微生物种类多，酶种丰富，且菌株易诱变，菌种多样
（2）微生物生长繁殖快，酶易提取，特别是胞外酶
（3）来源广泛，价格便宜
（4） 微生物易得，生长周期短
（5） 可以利用微电脑技术控制酶的发酵生产，可进行连续化，自动化，经济效益高
（6） 可以利用以基因工程为主的分子生物学技术，选育和改造菌种，增加产酶率和开发新酶种


6. 下面是某人对酶测定的一些数据

，据此求出该酶的最大反应速度和米氏常数。
[S](mol/L) V0(umol/min)
0.5?10-6 28
4.0?10-6 40
1.0?10-5 70
2.0?10-5 95
4.0?10-5 112
1.0?10-4 128
2.0?10-4 139
1.0?10-2 140
.最大反应速度140
Km: 1.0?10-5



酶工程试题（B）
一 名词解释
1. 抗体酶
2. 酶反应器
3. 模拟酶
4. 产物抑制
5. 稳定pH
6. 产酶动力学
7. 凝胶过滤
8. 固定化酶
9. 非水酶学
10. 液体发酵法
二 填空题(每空1分,共计30分)
1.Km值增加，其抑制剂属于 竞争性 抑制剂，Km不变，其抑制剂属于 非竞争性 抑制剂，Km减小，其抑制剂属于 反竞争性 抑制剂。
2.菌种培养一般采用的方法有 液体 培养法和 固体 培养法。
3.菌种的优劣是影响产酶发酵的主要因素，除此之外发酵条件对菌种产酶也有很大的影响，发酵条件一般包括 温度 ， pH ， 湿度 ， 通气量 ，
和 泡沫搅拌 等。
4.打破酶合成调节机制限制的方有 控制条件 ， 遗传控制 ， 其他方法 。
1. 5.酶生物合成的模式分是 同步合成型 延续合成型 中期合成型 滞后合成型

6.根据酶和蛋白质在稳定性上的差异而建立的纯化方法有 热变性 法， 酸碱变性 法和 表面变性 法
7. 通常酶的固定化方法有 包埋 法， 共价键结合 法， 吸附 法，
交联法。
8. 酶分子的体外改造包括酶的 表面 修饰和 内部 修饰。
9.酶与抗体的重要区别在于酶能够结合并稳定化学反应的 过渡态 ，从而降低了底物分子的 能障 ，而抗体结合的抗原只是一个 基 态分子，所以没有催化能力
三 问答题(每题10分,共计40分)
1. 在生产实践中，对产酶菌有何要求？
2. 一般必须符合下列条件
a) 不应当是致病菌，在系统发育上最好是与病原菌无关
b) 能够利用廉价原料，发酵周期短，产酶量高
c) 菌种不易变异退化，不易感染噬菌体
d) 最好选用产胞外酶的菌种，有利于酶的分离纯化，回收率高
e) 在食品和医药工业上应用，安全问题更显得重要。


3. 对酶进行化学修饰时，应考虑哪些因素？
（1）被修饰酶的性质，包括酶的稳定性，酶活性中心的状况，侧链基团的性质及反应性
（2）修饰反应的条件，包括PH与离子强度，修饰反应时间和温度，反应体系中酶与修饰剂的比例等


4. 列出用共价结合法对酶进行固定化时酶蛋白上可和载体结合的功能团


5. 某酶的初提取液经过一次纯化后，经测定得到下列数据，试计算比活力，回收率及纯化倍数。
体积（ml） 活力单位（u/ml） 蛋白氮（mg/ml）
初提取液 120 200 2.5
硫酸铵沉淀 5 810 1.5

（1）起始总活力：200?120＝2400

0（单位） 1分
（2）起始比活力：200?2.5＝80（单位/毫克蛋白氮） 1分
（3）纯化后总活力810?5＝4050（单位）2
（4）纯化后比活力810?1.5＝540（单位/毫克蛋白氮） 2分
（5）产率（百分产量）：4050?24000＝17％ 2分
（6）纯化倍数：540?80=6.75 2分





（A） 答案及评分细则
一
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
6. 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：利用离子交换剂作为载体这些载体在一定条件下带有一定的电荷，当带相反电荷的分子通过时，由于静电引力就会被载体吸附，这种分离方法叫离子交换层析。
7.固定化酶：通过物理的或化学的方法，将酶束缚于水不溶的载体上，或将酶束缚于一定的空间内，限制酶分子的自由流动，但能使酶发挥催化作用的酶
8.修饰酶：在体外用一定的化学方法将酶和一些试剂进行共价连接后而形成的酶
9.非水酶学：通常酶发挥催化作用都是在水相中进行的，研究酶在有机相中的催化机理的学科即为非水酶学
11. 模拟酶：利用有机化学合成的方法合成的比酶结构简单的具有催化作用的非蛋白质分子叫模拟酶。
二
1.酶分子结构 反应条件
2.双倒数作图法
3.序列机制 乒乓机制
7. 竞争性 反竞争性 非竞争性 混合性
8. 致病菌 短 高 退化 胞外
9. 终止反应法 连续反应法
10. 液体酶制剂 固体酶制剂 纯酶制剂 固定化酶制剂
11. 吸附法 共价键结合法 交联法 包埋法
12. 半合成酶 全合成酶
13. 拷贝法 引入法
三
1优点（1）易将固定化酶和底物，产物分开产物溶液中没有酶的残留简化了提纯工艺
（2）可以在较长的时间内连续使用
（3）反应过程可以严格控制，有利于工艺自动化
（4）提高了酶的稳定性
（5）较能适于多酶反应
（6）酶的使用效率高 产率高 成本低
缺点
（7） 固定化时酶的活力有损失
（8） 比较适应于水溶性底物
（9） 与完整的细胞相比，不适于多酶反应。（每点一分，答满满分）
2.方法
透析与超虑 离心分离 凝胶过滤 盐析 等电点沉淀 共沉淀 吸附层析 电泳 亲和层析 热变性 酸碱变性 表面变性等（写

出一种方法1分）每种方法的原理叙述总计7分
3.（1）微生物种类多，酶种丰富，且菌株易诱变，菌种多样
（2）微生物生长繁殖快，酶易提取，特别是胞外酶
（3）来源广泛，价格便宜
（10） 微生物易得，生长周期短
（11） 可以利用微电脑技术控制酶的发酵生产，可进行连续化，自动化，经济效益高
（12） 可以利用以基因工程为主的分子生物学技术，选育和改造菌种，增加产酶率和开发新酶种
4.最大反应速度140
Km: 1.0?10-5

一
1抗体酶：是一种具有催化作用的免疫球蛋白，属于化学人工酶
2酶反应器：是利用生物化学原理使酶完成催化作用的装置，他为酶促反应提供合适的场所和最佳的反应条件，使底物最大限度的转化为物。
3模拟酶：利用有机化学合成的方法合成的比酶结构简单的具有催化作用的非蛋白质分子叫模拟酶。
4底物抑制：在酶促反应中，高底物浓度使反应速度降低的现象。
5稳定pH：酶在一定的pH范围之内是稳定的，超过这个限度易变性失活，这样的pH范围为此酶的稳定pH
6产酶动力学：主要研究细胞产酶速率及各种因素对产酶速率的影响，包括宏观产酶动力学和微观产酶动力学。
7凝胶过滤：又叫分子排阻层析，分子筛层析，在层析柱中填充分子筛，加入待纯化样品再用适当缓冲液淋洗，样品中的分子经过一定距离的层析柱后，按分子大小先后顺序流出的，彼此分开的层析方法。
8固定化酶：通过物理的或化学的方法，将酶束缚于水不溶的载体上，或将酶束缚于一定的空间内，限制酶分子的自由流动，但能使酶发挥催化作用的酶
9非水酶学：通常酶发挥催化作用都是在水相中进行的，研究酶在有机相中的催化机理的学科即为非水酶学
10液体发酵法：以液体培养基为原料进行微生物的繁殖和产酶的方法，根据通风方法不同又分为液体表层发酵法和液体深层发酵法。
二
2. 竞争性 非竞争性 反竞争性
3. 固体 液体
4. 温度 pH 通风量（或氧气） 搅拌 泡沫 湿度。
5. 控制条件 遗传控制 其它方法
6. 同步合成型 延续合成型 中期合成型 滞后合成型
7. 热变性法 酸碱变性法 表面变性法
8. 吸附法 共价键结合法 交联法 包埋法
9. 表面修饰 内部修饰
10. 过渡态 能障 基
三
1. 一般必须符合下列条件
（1） 不应当是致病菌，在系统发育上最好是与病原菌无关
（2） 能够利用廉价原料，发酵周期短，产酶量高
（3） 菌种不易变异退化，不易感染噬菌体
（4） 最好选用产胞外酶的菌种，有利于酶的分离纯化，回收率高
（5） 在食品和医药工业上应用，安全问题更显得重要。
2.（1）被修饰酶的性质，包括酶的稳定性，酶活性

中心的状况，侧链基团的性质及反应性
（2）修饰反应的条件，包括PH与离子强度，修饰反应时间和温度，反应体系中酶与修饰剂的比例等
3.（1）酶蛋白N端的α氨基或赖氨酸的∑氨基2分
（2）酶蛋白C端的羧基及天冬氨酸的β羧基或谷氨酸的γ羧基2分
（3）半胱氨酸的巯基1分
（13） 丝氨酸 骆氨酸 苏氨酸上的羟基2分
（14） 苯丙氨酸和骆氨酸上的苯环1分
（15） 组氨酸上的咪唑基1分
色氨酸上的吲哚基1分
4.（1）起始总活力：200?120＝24000（单位） 1分
（2）起始比活力：200?2.5＝80（单位/毫克蛋白氮） 1分
（3）纯化后总活力810?5＝4050（单位）2
（4）纯化后比活力810?1.5＝540（单位/毫克蛋白氮） 2分
（5）产率（百分产量）：4050?24000＝17％ 2分
（6）纯化倍数：540?80=6.75 2分

《酶工程》试题一：

一、 是非题（每题1分，共10分）
1、 酶是具有生物催化特性的特殊蛋白质。 （ ）
2、 酶的分类与命名的基础是酶的专一性。 （ ）
3、 酶活力是指在一定条件下酶所催化的反应速度，反应速度越大，意味着酶活力越高。 （ ）
4、 液体深层发酵是目前酶发酵生产的主要方式。 （ ）
5、 培养基中的碳源，其唯一作用是能够向细胞提供碳素化合物的营养物质。 （ ）
6、 膜分离过程中，膜的作用是选择性地让小于其孔径的物质颗粒成分或分子通过，而把大于其孔径的颗粒截留。 （ ）
7、 在酶与底物、酶与竞争性抑制剂、酶与辅酶之间都是互配的分子对，在酶的亲和层析分离中，可把分子对中的任何一方作为固定相。 （ ）
8、 角叉菜胶也是一种凝胶，在酶工程中常用于凝胶层析分离纯化酶。 （ ）
9、 α－淀粉酶在一定条件下可使淀粉液化，但不称为糊精化酶。 （ ）
10、 酶法产生饴糖使用α－淀粉酶和葡萄糖异构酶协同作用。 （ ）

二、 填空题（每空1分，共28分）
1、 日本称为“酵素”的东西，中文称为__________,英文则为__________,是库尼（Kuhne）于1878年首先使用的。其实它存在于生物体的__________与__________。
2、 1926年，萨姆纳（Sumner）首先制得__________酶结晶，并指出__________是蛋白质。他因这一杰出贡献，获1947年度诺贝尔化学奖。
3、 目前我国广泛使用的高产糖比酶优良菌株菌号为__________,高产液化酶优良菌株菌号为___________。在微生物分类上，前者属于__________菌，后者属于__________菌。
4、 1960年，查柯柏（Jacob）和莫洛德（Monod）提出了操纵子学说，认为DNA分子中，与酶生物合成有关的基因有四种，即操纵基因、调节基因、__________基因和__________基因。
5、 1961年，国际酶委会规定的酶活力单位为：在特定的条件下（25oC，PH

及底物浓度为最适宜）__________,催化__________的底物转化为产物的__________为一个国际单位，即1IU。
6、 酶分子修饰的主要目的是改进酶的性能，即提高酶的__________、减少__________，增加__________。
7、 酶的生产方法有___________，___________和____________。
8、 借助__________使__________发生交联作用，制成网状结构的固定化酶的方法称为交联法。
9、 酶的分离纯化方法中，根据目的酶与杂质分子大小差别有__________法，__________法和__________法三种。
10、 由于各种分子形成结晶条件的不同，也由于变性的蛋白质和酶不能形成结晶，因此酶结晶既是__________，也是__________。
三、 名词术语的解释与区别（每组6分，共30分）
1、 酶生物合成中的转录与翻译
2、 诱导与阻遏
3、 酶回收率与酶纯化比（纯度提高比）
4、 酶的变性与酶的失活
5、 α－淀粉酶与β－淀粉酶
四、 问答题
1、 举出四例，说明酶在医学上有广阔的用途。
2、 试述采用双酶法生产固体麦芽糊精的工艺过程及主要工艺条件。
3、 如何检查一种酶的制剂是否达到了纯的制剂？试用所学过的知识加以论述。
4、 今欲生产糖化酶结晶产品，试拟出合理的工艺步骤，并说明下游工程的主要工艺条件。

酶工程自考复习题
一． 填空题
1. 酶化学修饰中已进行研究的反应类型有酰化反应、烷基化反应、氧化还原反应、芳香环取代反应。
2. 目前公认的酶作用机制有钥匙和锁模型、诱导契合模型。
3. 求Km最常用的方法是双倒数作图法。
4. 通常酶的固定化方法有吸附法、结合法、交联法、包埋法。
5. 酶作为催化剂的显著特点是高催化效率、高度专一性、高调节性。
6. 极端酶是能够在高温、强酸、强碱和高渗等极端条件下保持活性的酶分子。
7. 酶工程主要指天然酶制剂在工业上的大规模应用，由4个部分组成：酶的产生、酶的分离净化、酶的固定化、生物反应器。
8. 酶制剂在实际应用可分为工业级、食品级、医疗级、试剂级四个等级。
9. Km值增加，其抑制剂属于竞争性抑制剂；Km不变，其抑制剂属于非竞争性抑制剂。
10. 常用来分离蛋白质的沉淀法有盐析法、有机溶剂沉淀法、有机聚合物沉淀法、选择性变性沉淀法。
11. 按照模拟酶的属性，模拟酶可以分为主—客体酶模型、胶束酶模型、肽酶、抗体酶、半合成酶和分子印迹酶等。
12. 决定酶的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。
13. 酶蛋白有三种组成形式：单体酶、寡聚酶和多酶复合体。
14. 酶分子改造和修饰、活细胞的固定化与基因工程的应用成为1983年国际酶工程会议最为活跃的三大领域。
15. 目前辅助酶固

定化使用的载体主要有琼脂糖、纤维素、玻璃珠及高分子载体。
16. 评价固定化细胞的指标有固定化细胞的活力、偶联率及相对活力、固定化细胞的半衰期。
17. Cdhneide 提出一种将疏水性参数、溶解性参数以及氢键参数相结合的三维溶解型参数的模型，此模型对于预测非水介质中酶的活力非常有用。
18. 在洗涤剂这个领域中主要研究开发四种酶，分别是碱性丝氨酸型蛋白酶、、碱性脂肪酶、碱性纤维素酶和淀粉酶。
19. 除了水解酶和连接酶以外，其他几类酶在反应时都需要特定的辅酶。
20. 目前为止，在自然界中发现的核酶根据其催化的反应可分为两类：剪切型核酶和剪接型核酶。
21. 目前，先进国家的酶制剂品种的开发，主要集中在：食品加工用酶、饲料用酶、纺织用酶、洗涤剂用酶、临床诊断用酶及化妆品用酶。
22. 酶的亲和试剂一般分为内生亲和试剂和外生亲和试剂两类。
23. 酶的化学交联试剂分为同型双功能试剂、异型双功能试剂和可被光活化试剂三种类型。
24. lgP用来表示有机溶剂的极性参数，其中P是指某种溶剂在辛醇和氺混合体系中的分配系数。LgP越大，溶剂疏水性越强。