第一章：
（一）酶工程的概念
?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原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术
?一、酶的分类
? 1.氧化还原酶：2.转移酶：3.水解酶：4.裂合酶：5.异构酶 6.连接酶，
7. 核酶
（一）酶的组成形式
1.单体酶( monomeric enzyme) ：由一条或多条肽链组成，肽链间以共价键结合的酶。
2 .寡聚酶(oligomeric enzyme) ：由若干相同或不相同的亚基以非共价键结合而组成，亚基一般没有活性，必须相互结合后才有活性。
3.多酶复合体(multienzyme system) ：由2个或2个以上功能相关的酶通过非共价键连接而成的、能进行连续反应的体系就是多酶复合体。
（二）酶的结构特点
(holoenzyme) （apoenzyme） (cofactor)
全酶 = 酶蛋白 + 辅因子（金属离子、辅酶、辅基
）金属离子
无机离子金属离子
有机化合物
辅酶、辅基
?辅酶(coenzyme) ：指与酶蛋白结合比较松弛的小分子有机物质，通过透
析方法可以除去。例如硫胺素、焦磷酸。
?辅基(prosthetic group) ：是以共价键和酶蛋白结合，结合的较紧密，
不能通过透析法除去，需要经过一定的化学处理才能与酶蛋白分开。
四、酶的作用机制
（一）酶的结构组成及活性中心
调控基团中心外必需基团
酶的结构必需基团活性中心结合部位中心内必需基团
催化部位
活性中心以外的必需基团
其它部分
1、酶的活性中心(active center) ：是指结合底物和将底物转化为产物的区域，通常是相隔很远的氨基酸残基形成的三维实体。
2、结合部位：酶分子中与底物结合，使底物与酶的一定构象形成复合物的基团。
酶的结合基团决定酶反应的专一性。
3、催化部位：酶分子中催化底物发生化学反应并将其转变为产物的基团。
4、 4、调控基团：酶分子中一些可与其他分子发生某种程度的结合并引起酶分
子空间构象的变化，对酶起激活或抑制作用的基团
催化基团决定酶所催化反应的性质，同时也是决定反应的高效性。
（二）酶作用专一性机理专一性：一种酶只能作用于一种或一类底物。表现为
1.锁钥模型
认为整个酶分子的天然构象是具有刚性结构的，酶活性部位的形状与所需作用的底物形状相吻合，它们可以象钥匙与锁一样互相匹配。
此学说可以较好的解释酶的立体异构专一性；但不能解释酶的多底物现象、酶对正反方向的催化等
2.诱导契合模型
该学说认为酶的活性部位并不是和底物的形状正好互补的，而是在酶和底物结合的过程中，由于酶与底物相互诱导，使底物分子或酶分子，有时是两者的构象同时发生了一定的变化后才互补的，这个动态的辨认过程称为诱导契合。
（三）酶作用高效性机理中间产物学说（过渡态学说
（四）影响酶高效性的因素
1. 邻近定向效应
2. 变形或张力
3. 广义的酸碱催化
4. 共价催化（亲核催化/亲电催化）
5. 酶的活性中心为疏水区域
第三节酶的催化特点和影响因素
一、酶的催化特点
（一）高催化效率
（二）强专一性
（三）可调节性
（四）活性的不稳定性
二、影响酶活力的因素
（一）底物浓度
（二）产物浓度
?正反馈调节：反应的中间产物或终产物能够起激活变构剂的作用，使酶
促反应速率加快。
?负反馈调节：反应的中间产物或终产物对酶起变构抑制作用，使酶促反应
速率降低
（三）酶浓度
在一定条件下酶促反应的速度与酶的浓度成正比。
当底物浓度达到饱和时，增加酶的浓度可增加反应速度，酶促反应的速度
与酶的浓度成正比关系。
（四）温度最适温度（optimum temperature）：使酶促反应速度达最大时的温度。
（五）pH
六、抑制剂
抑制作用：通过与酶分子上的某些必需基团结合，使这些基团的结构和性质发生改变，从而引起酶活力下降或丧失，这种作用称为抑制作用。
变性作用：变性剂
（七）激活剂
（1）无机离子：金属离子（K+ Na+ Mg2+ Zn2+ Fe2+ Ca2+）、阴离子（Cl- Br-）、氢离子
（2）小分子有机化合物：某些还原剂、乙二胺四乙酸（EDTA）
（3）生物大分子（主要是激活酶原）
无活性的酶原有活性的酶
?第四节酶的活力测定
酶活力：也称酶活性，指酶催化一定化学反应的能力。其大小可用在一定条件下，它所催化的某一化学反应的反应速率来表示，两者呈线性关系。
所以测定酶的活力就是测定酶的反应速率
酶反应速率：用单位时间内、单位体积中底物的减少量或产物的增加量来表示。单位：浓度/单位时间
酶的比活力
代表酶的纯度，用每mg蛋白质所含的酶活力单位数表示，对同一酶来说，比活力愈大，表示酶的纯度愈高。
1、米氏常数Km ：当v=1/2 Vmax 时的底物浓度
?Km值：是当酶促反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度，它的单
位是mol/L，与底物浓度的单位一样。
?高Km值→弱底物结合（k2＞k1）
?低Km值→强底物结合（k2＜k1）
（3）不同的酶具有不同Km值，它是酶的一个重要的特征物理常数，只与酶的性质有关，而与其浓度无关。
（4）Km值只是在固定的底物，一定的温度和pH条件下，一定的缓冲体系中测定得到的，不同条件下具有不同的Km值。
（5）同一种酶有几种底物就有几个Km值，其中Km值最小的底物一般称为该酶的最适底物或天然底物。
1）不可逆抑制作用专一性不可逆抑制作用
非专一性不可逆抑制作用
2）可逆抑制作用竞争性抑制
非竞争性抑制
反竞争性抑制
三种可逆抑制作用的比较
抑制剂结构
抑制剂
结合位点
酶的
结合能力
增加底物
浓度的影响
Km
可逆竞争性抑
制与底物近
似
酶的
活性部位
不能同时
结合底物和抑
制剂
解除
抑制效应
增加
可逆非竞争性抑制与底物不
同
活性部位外的
其他位点
同时结合
两者
无影响不变
可逆反竞争性抑制与底物不
同
活性部位外的
其他位点
与底物结合后
才与抑制剂结
合
无影响变小
第二章酶的发酵工程
二、酶生物合成的诱导作用
?诱导酶：细胞在外来底物或底物类似物诱导下合成的。
?组成酶：细胞所固有的酶，在相应的基因控制下合成，不依赖底物或底物类似物而存在。
诱导可分为
?协同诱导：诱导物同时或几乎同时诱导几种酶的合成。
?顺序诱导：先后诱导合成分解底物的酶和分解其后各中间代谢产物的酶。
三、酶生物合成的阻遏作用
?终产物阻遏：由于终产物的过量积累而导致的生物合成途径中酶合成的阻遏。
?分解代谢物阻遏：大肠杆菌在含有能分解的两种底物（葡萄糖和乳糖）的培养基中生长时，首先分解利用葡萄糖，而不分解乳糖，这是因为葡萄糖的分解代谢产物阻遏了分解利用乳糖的有关酶的合成。这种阻遏称为分解代谢物阻遏，或葡萄糖效应。
第二节酶的发酵技术
（三）产酶菌的获得
1、菌种的采集
（1）胞外酶的稳定性和最适反应条件通常和菌的最适生长条件接近。
（2）要获得产生某种酶的菌种，可从富含该酶作用底物的场所去采集。
（3）如果预先不了解产酶菌的来源，一般可以从土壤中分离，因为土壤是微生物的大本营。
2、富集培养
（1）原理：采集到的样品中如果所需的菌很少，需要先经过富集培养，使所需的菌大量繁殖，而不需要的菌则不生长或少生长，以利于筛选
3、菌种的分离纯化例如：
筛选能产生水解酶的菌株
以该酶的底物作为培养基中的主要碳源或氮源，如果菌株能产生所需要的酶，经过一定时间培养后就能分解周围的底物，从而在菌落周围形成一个透明的水解圈。
如果透明圈不明显，可在培养结束时加入底物的沉淀剂（或显色剂），使未被分解的底物显现出来，从而更清晰的衬托透明圈。
4、产酶性能测定
通常是将平板分离出来的产酶能力较强的菌株转入三角瓶内振荡培养，然后
用生产上常规的测定方法对培养产物进行分析鉴定，从中找出产酶量高、性能更符合要求的菌株。
5、菌种的退化与复壮
三、发酵方法
?液体深层发酵
?固体发酵
?分批发酵
?连续发酵
?补料分批发酵
四、提高产酶的措施
（一）通过条件控制提高酶产量
（二）通过基因突变提高酶产量
（三）通过基因工程提高酶
第三节酶的发酵动力学
?同步合成型延续合成型中期合成型滞后合成型
第三章酶的分离工程
第一节预处理
目的：
1、改变发酵液的过滤特性：如降低液体黏度（加水稀释、加热、酶解），凝聚与絮凝，调整发酵液pH，加助滤剂等。
2、去除发酵液中的部分杂质：如杂蛋白、无机金属离子、色素等。
第二节固液分离
1、过滤分离法
低速离心（常速离心）：＜8000 r/min
高速离心：10000~25000 r/min，常带冷冻
超速离心： 25000~120000 r/min
?差速离心：低速与高速离心交替进行，使两种以上沉降系数不同的颗粒先后沉淀，从而实现分批分离的方法。
?密度梯度离心：是指将样品在密度梯度介质中进行离心，从而使沉降系数很接近的颗粒分离开来的方法。P45图3-1
?等密度梯度离心：
3、超滤
A、微孔过滤：操作压为0.05~0.5 MPa，膜的平均孔径为0.05~10μm。
B、超滤：操作压在0.11~1.0 MPa，膜的平均孔径为0.001~0.05μm。
C、反渗透：操作压达到1~10 MPa，膜的平均孔径为0.1~1nm 。
4、电渗析
第三节细胞的破碎
1、机械破碎法：捣碎法、研磨法、匀浆法
2、物理破碎法：温差法、压差法、超声波法
3、化学破碎法：有机溶剂（甲苯、丙酮等）、表面活性剂（吐温等）
4、酶促破碎法
第四节酶的分离纯化
1、分子大小不同（1）离心（Centrifugation）（2）透析（3）凝胶过滤（Gel filtration）（4）超滤（Ultrafiltration）
2、分子电荷不同（1）等电聚焦电泳（IFE）（Isoelectric focusing electrophoresis）（2）离子交换层析（Ion exchange chromatography）
3、分子极性不同（溶解度不同）(1) 盐析（Salting-out）(2) 等电点沉淀(3) 有机溶剂沉淀
(4) 萃取
4、亲和力不同
亲和层析：利用待分离物质与其特异性配体之间特异性的亲和力进行分离的一类特殊的层析技术。
第四节酶的分离纯化
1、离心
2、沉淀（1）盐析沉淀法（2）等电点沉淀法（3）有机溶剂沉淀法（4）选择性变性沉淀法
（5）其它
3、过滤与膜分离粗滤：截留物质直径＞2μm，压差微滤：截留物质直径0.2~2μm，压差超滤：截留物质直径2nm~0.2μm压差透析：浓度差
4、萃取
5、色谱法（层析分离）凝胶色谱离子交换色谱亲和色谱高效液相色谱疏水层析吸附层析等
6、电泳纸电泳、薄层电泳、薄膜电泳、凝胶电泳、等点聚焦电泳、双向电泳。第五节酶的浓缩、干燥与结晶
一、酶的浓缩：蒸发浓缩超滤浓缩胶过滤浓缩反复冻融浓缩聚乙二醇
浓缩
二、酶的干燥：1、真空干燥2、喷雾干燥 3、冷冻干燥4、气流干燥5、吸附干燥：硅胶、无水氯化钙等
第四章固定化酶与固定化细胞
第二节酶的固定化
一、固定化酶的定义
Immobilized enzyme：借助物理或化学的方法，将酶固定于水不溶性或水溶性载体而制成的一种酶制剂形式，它能连续地进行反应，反应后的酶可以回收重复使用。
三、酶的固定化方法
1.吸附法：利用氢键、疏水作用、离子键等作用，将酶固定在水不溶载体表面的固定化方法。
2.共价结合法：载体与酶分子之间通过共价键作用而结合，是利用最多的固定化方法之一。
3.交联法：用双功能或多功能试剂使酶分子之间、酶分子与惰性蛋白之间，酶分子与载体之间进行交联反应，形成网络结构的固定化方法。
4.包埋法：将酶分子截留在具有特定网状结构载体中的固定化方法,只适合作用于小分子底物的酶。
5.无载体固定化
各种固定化方法的优缺点比较
固定化方法物理
吸附法
离子
吸附法
共价
结合法
交联法包埋法
无载体固
定化
制备难易易易难难易难结合程度弱中强强强强酶活力回收高高中中高高载体的再生可能可能不能不能不能不能费用低低高高中高底物专一性不变不变可变可变可变可变
五、固定化酶的性质
1. 固定化后酶活力的变化
2. 固定化对酶稳定性的影响
3. 固定化酶的最适温度变化
4. 固定化酶的最适pH变化
5. 固定化酶底物特异性的变化
6. 固定化酶的米氏常数变化
三、在工业上的应用
（一）在生物转化中的应用
（二）在食品工业中的应用用固定化微生物生产酸奶
（三）在皮革工程领域的应用
第五章化学酶工程
1、定义：通过主链的“切割”、“剪接”和侧链基团的“化学修饰”对酶蛋白进行分子改造，以改变其理化性质和生物活性，这种应用化学方法对酶分子施行种种“手术”的技术，称为酶分子的化学修饰。
二、酶化学修饰的原理
基本原理：利用化学修饰剂所具有的各种基团的特性，直接或间接地经过一定的活化过程与酶分子的某种氨基酸残基发生化学反应，从而对酶分子进行改造。
三、酶化学修饰的方法
酶分子内部化学修饰1、肽链有限水解修饰2、氨基酸置换修饰3、金属离子置换修饰
酶分子表面化学修饰4、酶分子侧链基团的修饰5、大分子结合修饰6、化学固定修饰
四、修饰酶的性质
（一）修饰酶的稳定性提高
（二）修饰酶的抗原性降低
（三）修饰酶的半衰期延长
（四）修饰酶的最适pH
（五）修饰酶的动力学性质
第二节模拟酶
一、模拟酶的概念
模拟酶：就是根据酶的作用原理，利用有机化学、生物化学等方法设计和合成一些比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，所以又称为人工酶或酶模型。
二、模拟酶的理论基础
1、酶的催化机制
2、“主-客体”化学（Host-guest chemistry）
?定义：把主体与客体通过配位键或其它次级键形成稳定复合物的化学领域
称为“主-客体”化学。
?本质：来源于酶和底物的相互作用，体现为主体与客体在结合部位的空间
及电子排列的互补，这种主客体的互补与酶和其识别的底物的结合情况相类似
3、超分子化学（Supramolecular
概念：超分子的形成源于底物和受体的结合，这种结合基于非共价键的相互作用，当受体和底物分子结合成具有稳定结构和性质的实体时，即形成了“超分子”。
超分子化学是一个交叉学科，涉及无机与配位化学、有机化学、高分子化学、生物化学和物理化学，由于能够模仿自然界已存在物质的许多特殊功能，因此它也构成了纳米技术、材料科学和生命科学的重要组成部分。
三、模拟酶的分类
根据模拟酶的属性可分为：(一) 主-客体酶模型(二) 胶束酶模型(三) 肽酶(四) 半合成酶 (五) 抗体酶 (六) 分子印迹酶
第三节抗体酶
抗体酶：抗体酶又称催化抗体，是一种具有催化功能的抗体分子，在其可变区赋予了酶的属性，是抗体的高度选择性和酶的高效催化能力巧妙结合的产物。
二、抗体酶的制备方法
1、诱导法（稳定过渡态法）
原理：
?如果能制备抗某个反应过渡态的抗体，这种抗体就有可能催化该反应；
?设计一种与反应物的过渡态结构相似的类似物（半抗原）
?半抗原和载体蛋白一起对动物进行免疫，诱导机体产生能与过渡态类似物
特异性结合的抗体。
2、诱导和转换设计（静电互补法）
原理：
?利用半抗原和抗体间的电荷互补性，即以一个带有电荷的半抗原作为免疫
原，诱导抗体结合部位的一个氨基酸残基带有互补的电荷。
?抗体酶的活性部位由于带有电荷，因此可以通过酸碱或亲核催化对底物其
它基团发生作用。
3、引入辅助因子法（多底物类似物法）
?原理：将引入某种辅因子的半抗原连接在载体蛋白上，然后对动物进行免
疫以获得相应的抗体。
4、抗体结合部位修饰法（蛋白质工程技术）
原理：借助蛋白质工程技术，将催化基团引入到已有底物结合能力抗体的抗原结合位点上。
5、抗体库法
?原理：用基因克隆技术将全套抗体重链和轻链的可变区克隆出来，重组到
原核表达载体，通过大肠杆菌直接表达有功能的抗体分子片断，从中筛选
特异性的可变区基因。
6、拷贝法
原理
?用已知的酶作为抗原免疫动物，制得抗该种酶的抗体；再以此种抗体免疫动物，就可获得具有原来酶活性的抗体酶。
?抗原与该抗原产生的抗体具有互补性，经过上述两次免疫，就把酶的活性部位的信息拷贝到抗体酶上，使该抗体酶能高选择性地催化原酶所催化的反应。
7、相似分子诱导法
原理：在反应过渡态类似物难以合成的情况下，采用与其化学结构相似的分子（如酶的抑制剂）作为半抗原。
8、天然来源抗体酶
第四节印迹酶
（一）分子印迹技术的原理
?以一种目标分子作为模板
?周围用聚合物交联制备得到固体介质
?通过物理或化学手段除去介质中的目标分子
?得到“印迹”下目标分子的空间结构的分子印迹聚合物（molecular
imprinted polymer，MIP ）
2、分子印迹（molecular imprinting) ：是指制备对一个特定分子(印迹或模板分子)具有选择性的聚合物的过程，该技术又称为“主-客”聚合或“模板”聚合。（二）分子印迹技术的分类
1、共价法：也称预组织法，主要由wulff及其同事创立。
2、非共价法：也称自组织法，主要由Mosbach等人创立。
（三）分子印迹聚合物的制备过程
1、选定印迹分子和单体
2、聚合反应：在印迹分子和交联剂存在的条件下，对单体进行聚合。
3、印迹分子的去除：采用萃取、酸解等手段将占据在识别位点上的绝大部分印迹分子洗脱下来。
4、后处理：在适宜温度下对印迹分子聚合物进行成型加工和真空干燥等后处理。（四）分子印迹聚合物的特点
?预定性：人们可以根据不同的目的制备不同的MIP
?识别性：MIP是根据印迹分子定做的，它具有特殊的分子结构和官能团，
能选择性地识别印迹分子。
?实用性：它与天然的识别系统，如酶和底物、抗体和抗原相比，具有抗恶劣环境的
三、生物印迹酶
?能力，表现出高度稳定性和长的使用寿命，且制备简单。
?生物印迹：分子印迹的一种形式，以天然的生物材料（如蛋白质和糖类）
为骨架，在其上进行印记而产生对印记分子具有特异性识别空腔的过程。
第七章核酶
核酶 (ribozyme)：是一类具有酶特性的RNA分子，它通过催化靶位点RNA链中磷酸二酯键的断裂破坏mRNA的状态，从而阻断该基因的表达。
第一节天然核酶
1、按作用机制不同可分为
①剪接型核酶：实现mRNA前体的自我拼接
?组 I 内含子（ I 型内含子）
?组Ⅱ内含子（Ⅱ型内含子）
②剪切型核酶：催化自身或异体RNA的切割
②剪切型核酶
按作用机制不同分
剪接型核酶 I型内含子 II型内含子
剪切型核酶
锤头核酶自体催化
发夹核酶异体催化
丁型肝炎病毒（HDV)核酶
RNaseP
按分子大小不同分
小分子核酶
大分子核酶
1、组I内含子（ I型内含子）催化机制
第一步：rRNA前体中的间隔序列（IVS）发生折叠，形成一定的空间构象；
第二步：鸟嘌呤单核苷酸的3'-OH进攻切割位点5`磷酸，产生游离的5`外显子；第三步：游离的5`外显子的3`-OH进攻3`切割位点的磷酸，两个外显子连接起来同时游离出带有外来鸟嘌呤的内含子。
2、组Ⅱ内含子
催化机制：
?第一步：内含子里面一个保守的腺嘌呤残基的2`-OH进攻5`磷酸，产生5`游离外显子和由3`外显子与内含子构成的中间体；
?第二步：5`游离外显子的3`游离羟基进攻3`切割位点的磷酸，两个外显子连接起来，并切割下内含子。
第八章非水相酶催化
第二节有机介质中的酶促反应
二、有机介质中酶促反应的影响因素
（一）水（二）酶（三）溶剂（四） pH（五）温度（六）固定化（七）添加物（一）水
1、水对酶分子空间构象的影响
2、水对有机介质酶催化反应速率的影响
3、水对酶催化反应平衡及立体异构性的影响
4、体系水含量的调控
第三节有机介质中酶的性质
一、酶活性
二、稳定性
三、pH记忆与分子印记
四、底物专一性
五、反应平衡方向的移动
六、酶促动力学的变化
第一章 1.酶工程：是生物工程的重要组成部分，是随着酶学研究迅速发展，特别是酶的推广应用，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边缘科学技术。 2.化学酶工程：指自然酶、化学修饰酶、固定化酶及化学人工酶的研究和应用 3.生物酶工程：是酶学和以基因重组技术为主的现代分子生物学技术结合的产物，亦称高级酶工程。 4.酶工程的组成部分？ 答：酶工程主要指自然酶和工程酶（经化学修饰、基因工程、蛋白质工程改造的酶）在国民经济各个领域中的应用。内容包括：酶的产生；酶的分离纯化；酶的改造；生物反应器。5.酶的结构特点？ 答：虽然少数有催化活性的RNA分子已经鉴定，但几乎所有的酶都是蛋白质，因而酶必然具有蛋白质四级结构形式。其中一级结构是指具有一定氨基酸顺序的多肽链的共价骨架；二级结构为在一级结构中相近的氨基酸残基间由氢键的相互作用而形成的带有螺旋、折叠、转角、卷曲等细微结构；三级结构系在二级结构基础上进一步进行分子盘区以形成包括主侧链的专一性三维排列；四级结构是指低聚蛋白中各折叠多肽链在空间的专一性三维排列。具有低聚蛋白结构的酶（寡聚酶）必须具有正确的四级结构才有活性。具有活性的酶都是球蛋白，即被广泛折叠、结构紧密的多肽链，其氨基酸亲水基团在外表，而疏水基团向内。 6.酶活性中心：是酶结合底物和将底物转化为产物的区域，通常是整个酶分子中相当小的一部分，它是由在线性多肽链中可能相隔很远的氨基酸残基形成的三维实体。 7.酶作用机制有哪几种学说？ 答：锁和钥匙模型、诱导契合模型 8.酶催化活力的影响因素？ 答：底物浓度、酶浓度、温度、pH等。 9.酶的分离纯化的初步分离纯化的步骤？ 答：（一）材料的选择和细胞抽提液的制备 1.材料的选择：目的蛋白含量要高，而且容易获得 2.细胞破碎方法及细胞抽提液的制备。为了确保可溶性细胞成分全部抽提出来，应当使用类似于生理条件下的缓冲液。动物组织和器官要尽可能除去结缔组织和脂肪、切碎后放人捣碎机中。完全破碎酵母和细菌细胞。 3.膜蛋白的释放:膜蛋白存在于细胞膜或有关细胞器的膜上。按其所在位置大体可分为外周 蛋白和固有蛋白两种类型 4.胞外酶的分离:胞外酶是在微生物发酵时分泌到发酵液中的。发酵后可通过离心或过滤将菌体从发酵液中分离弃去，所得发酵清液通常要适当浓缩，然后再作进一步纯化。目前常用的浓缩方法是超滤法。 （二）蛋白质的浓缩和脱盐 浓缩方法主要有：沉淀法、吸附法、干胶吸附法、渗透浓缩法、超滤浓缩法
酶工程期末复习 一、名词解释 1、酶工程：是酶的生产、改性与应用的技术过程。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的技术学科。 2、酶的化学修饰：通过化学基团的引入或除去，使蛋白质共价结构发生改变。 3、必需水：一般将维持酶分子完整空间构象所必需的最低水含量称为必需水。 4、抗体酶：具有催化活性的抗体，即抗体酶。 5、别构效应：调节物与酶分子的调节中心结合之后，引起酶分子构象发生变化，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或变构效应。 6、别构酶：能发生别构效应的酶称为别构酶。 7、酶活力：又称酶活性，是指酶催化某一化学反应的能力。 8、比活力：也称为比活性，是指每毫克酶蛋白所具有的酶活力单位数，一般用IU/mg 蛋白质表示。 9、生物传感器：由生物识别单元和物理转换器相结合所构成的分析仪器。 10、蛋白质工程：是以创造性能更适用的蛋白质分子为目的，以结构生物学与生物信息学为基础，以基因重组技术为主要手段，对天然蛋白质分子的设计和改造。 11、酶反应器 12、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，可以反复、连续使用的酶。 13、水活度：是指在一定温度和压力下，反应体系中水的摩尔系数w χ与水活度系数w γ的乘积：w w w γχα=。 14、生物反应器：指有效利用生物反应机能的系统（场所）。 15、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称为酶反应器。 16、活化能：从初始反应物（初态）转化成活化状态（过渡态）所需的能量，称为活化能。 二、填空题 1、酶活力测定的方法有终止法和连续反应法。常用的方法有比色法、分光光度法、滴定法、量气法、同位素测定法、酶偶联分析。 2、酶固定化的方法有吸附法（物理吸附法、离子交换吸附法）、包埋法（网格包埋法、微囊型包埋法、脂质体包埋法）、共价结合（偶联）法、交联法。 3、酶活力是酶催化反应速率的指标，酶的比活力是酶制剂纯度的指标，酶的转换数是酶催化效率的指标。 4、细胞破碎的主要方法有机械法（珠磨法、高压匀浆法、超声波破碎法）、非机械法（物理法、化学法、酶法）。 5、有机溶剂的极性系数lgP 越小，表明其极性越强，对酶活性的影响越大。 6、lgP 越大，溶剂的疏水性越强；lgP 越小，溶剂的亲水性越强。 7、酶反应器的类型根据所使用的酶，分为溶液酶反应器、固定化酶反应器。
共三套 《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
酶工程复习题 一、选择题： 1.下面关于酶的描述，哪一项不正确( ) （A）（答案）所有的蛋白质都是酶 （B）酶是在细胞内合成的，但也可以在细胞外发挥催化功能 （C）酶具有专一性 （D）酶是生物催化剂 2.下列哪一项不是辅酶的功能( ) （A）转移基团 （B）传递氢 （C）传递电子 （D）（答案）决定酶的专一性 3.下列对酶活力的测定的描述哪项是错误的( ) （A）酶的反应速度可通过测定产物的生成量或测定底物的减少量来完成 （B）需在最适pH条件下进行 （C）（答案）按国际酶学会统一标准温度都采用25℃ （D）要求[S]远远小于[E] 4.下列关于酶活性部位的描述，哪一项是错误的 （A）活性部位是酶分子中直接与底物结合，并发挥催化功能的部位 （B）活性部位的基因按功能可分为两大类：一类是结合基团，一类是催化基团（C）酶活性部位的集团可以是同一条肽链但在一级结构上相距很远的集团（D）（答案）不同肽链上的有关基团不能构成该酶的活性部位 5.酶的高效率在于 （A）增加活化能 （B）降低反应物的能量水平 （C）增加反应物的能量水平 （D）（答案）降低活化能
6.作为催化剂的酶分子，具有下列哪一种能量效应 （A）增高反应活化能 （B）（答案）降低反应活化能 （C）增高产物能量水平 （D）降低产物能量水平 二、填空题 1.酶和菌体固定化的方法很多。主要可分为吸附法、结合法、交联法和热处理法 2.系统命名法根据酶所催化的反应类型，将酶分为6大类。即1、氧化还原酶；2、转移酶； 3、水解酶； 4、裂合酶； 5、异构酶； 6、合成酶（或称连接酶）。 3.酶分子修饰中，经过修饰的酶的特性会改变，即可提高酶活力，增加稳定性或降低抗原性。 4.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。 5.酶的特点酶是生物催化剂；其反应条件温和、催化效率高；酶具有高的作用专一性；其化学本质具有蛋白质性质。 6.常用产酶菌有细菌（大肠杆菌）；霉菌（黑曲酶；青酶；木酶；根酶）；放线菌（链酶菌）；酵母等。 7.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 8.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。 9. 酶的生产方法有提取法，发酵法和化学合成法。 10. 借助双功能试剂使酶分子之间发生交联作用，制成网状结构的固定化酶的方法称为交联法。 11. 酶的分离纯化方法中，根据目的酶与杂质分子大小差别有凝胶过滤法，超滤法和超离心法三种。 12.酶的特点酶是生物催化剂；其反应条件温和、催化效率高；酶具有高的作用专一性；其化学本质具有蛋白质性质。 13.在酶的发酵生产中，培养基要从营养的角度考虑碳源、氮源、无机盐、生长因素的调
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。 （2）表面活性剂的作用：增溶、乳化作用、润湿作用、助悬作用、起泡和消泡作用、消毒和杀菌剂。 4、根据微生物培养方式不同，酶的发酵生产有几种类型？哪种是目前酶发酵生产的主要方式？按酶生物合成的速度把细胞中的酶分几类？酶的生物合成在转录水平的调节主要有哪三种模式？微生物细胞生长过程一般分为几个阶段？
酶工程考试复习题及答案精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
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。 12.离心分离: 借助于离心机旋转所产生的离心力，使不同大小、不同密度的物质分离的 技术过程。 13.电泳:带电粒子在电场中向着与其本身所带电荷相反的电极移动的过程称为电泳。利 用不同的物质其带电性质及其颗粒大小和形状不同，在一定的电场中它们的移动方向和移动速度也不同，故此可使它们分离，电泳技术是常用的分离技术之一。 14.萃取:是利用物质在两相中的溶解度不同而使其分离的技术。 15.双水相萃取:双水相是指某些高聚物之间或者高聚物与无机盐之间在水中以一定的浓度 混合而形各种不相溶的两水溶液相。由于溶质在这两相的分配系数的差异进行萃取的方法称为双水相萃取。
酶工程复习资料 名词解释 1、酶反应器：用于酶进行催化反应的容器和附属设备 2、pH记忆： 3、产物阻遏作用：又称酶生物合成的反馈阻遏作用，是指酶催化反应的产物或代谢途径末端的产物使该酶的生物合成受到阻遏现象。 4.1酶的延续合成型: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时间的生物合成模式。 4.2同步合成型：是指酶的生物合成与细菌生长同步进行的一种酶生物合成模式。 4.3中期合成型：酶在细胞生长一段时间后才开始合成，细胞进入生长平衡期后，酶的生物合成也随之停止。 4.4滞后合成型：酶是在细胞进入生长平衡期后才开始生物合成并大量积累， 5、固定化细胞——固定在载体上，并在一定空间范围内进行生命活动的细胞。 6、电场膜分离——是在半透膜的两侧分别装上正、负电极。在电场作用下，小分子的带电物质或离子向着与其本身所带电荷相反的电极移动，透过半透膜，而达到分离的目的。 7、催化周期：酶进行一次催化所需的时间。 8、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。 9、抗体酶：抗体酶又称为催化性抗体，是一类具有催化功能的抗体 10、立体异构专一性：当酶作用的底物含有不对称碳原子时，酶只能作用于异构体的一种，这种绝对专一性称为立体异构专一性。 11、微滤：又称为孔过滤，微滤介质截留的物质颗粒直径为0.2-2um，主要用于细菌、灰尘等光学显微镜可看到的颗粒物质的分离。 12、酶的比活力：是一个纯度指标，指特定条件下，单位质量的蛋白质或RNA所具有的酶活。 13、膜反应器：是将酶的催化反应和半透膜的分离作用组合在一起的反应器。 14、酶电极：是由固定化酶与各种电极密切结合的传感装置。 15、氨基酸置换修饰：将酶分子上的某一个氨基酸置换成另一个氨基酸的修饰方法。 16、盐析沉淀法：是利用不同蛋白质在不同盐溶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的过程。 17、对映体选择性：又称为立体选择性或立体异构专一性，是酶在对成体外消旋化合物中，识别一种异构体的能力大小指标 18、竞争性抑制：是指抑制剂和底物竞争与酶分子结合而引起的抑制作用。 19、必需水：维持酶分子完整的空间构象所需的最低含水量。 20、溶解氧：指溶解在培养基中的氧气。 21、固定化原生质体：指固定在载体上并在一定空间范围内进行生命活动的原生质体。 22、酶合成的分解代谢物阻遏：是指某些物质分解代谢的产物阻遏某些生物合成的现象。 23、酶合成的诱导：加进某些物质，使酶的合成开始或加速的进行的现象。 24、酶工程：酶的生产与应用的技术过程称为酶工程。 25、反胶束萃取：是利用反胶束将酶或蛋白质从混合液分离出来的一种分离纯化技术
《酶工程》复习 一、名词解释…………………………………………… 1 酶工程：又称酶技术，是酶制剂的大规模生产和应用的技术，包括化学酶工程和生物酶工程。 2酶的诱导：由于加进某种物质，使酶的生物合成开始或者加速进行，称为酶的生物合成的诱导作用。 3 微滤：以压力差为推动力，截留水中粒径在0.02~ 10m之间的颗粒物的膜分离技术。 4固定化酶：通过物理的或化学的方法，将酶固定在载体上，能使酶发挥催化作用的酶。 5酶的非水相催化：通过改变反应介质，影响酶的表面结构和活性中心，从而改变酶的催化特性。 6 原生质体：脱去细胞壁的植物、真菌或细菌细胞。 7超滤：超滤是采用中空纤维过滤新技术，配合三级预处理过滤清除自来水中杂质；超滤微孔小于0.01微米，能彻底滤除水中的细菌、铁锈、胶体等有害物质，保留水中原有的微量元素和矿物质。 8 固体发酵：固态发酵是指没有或几乎没有自由水存在下，在有一定湿度的水下溶性固态基质中，用一种或多种微生物的一个生物反应过程。 二、填空题………………………………………………. 1酶的分类（氧化还原酶）、（转移酶）、（水解酶）、（裂合酶）、（异构酶）、（合成酶）。 2酶活力是（酶催化速度）的量度指标，酶的比活力是（酶纯度）的量度指标，酶转换数是（酶催化效率）的量度指标。 3微生物产酶模式可以分为同步合成型，（延续合成型），中期合成型，（滞后合成型）四种。 4动物细胞培养主要用于生产疫苗、激素、单克隆抗体、多肽因子、酶等（功能性蛋白质）。 5细胞破碎的主要方法有机械破碎法、物理破碎法、（化学破碎法）、（酶促破碎法）。 6有机溶剂的极性系数lgP越小，表明其极性（越强），对酶活性的影响（越大）。 7通常酶的固定化方法有：吸附法、包埋法、结合法、交联法、热处理法。
有毒环境等极端条件下，由于酶分子空间构象的改变而引起酶的特性和功能的变化情况。b 提 高酶的催化活性，增强酶的稳定性或者是酶的催化动力学特性发生某些改变。 1. 常用的固定化方法主要有哪些？
吸附法 2. 包埋法 3. 结合法 4. 交联法 5. 热处理法 2. 何谓固定化酶？经过固定化以后，酶的特性有哪些改变？ 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。 改变有：稳定性：固相酶的稳定性比游离酶高，主要表现在： （ 1 ）热稳定性：固定化酶热稳定性较之天 然酶提高。
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。 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
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：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。 (2) 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。
酶:是由活细胞产生的，在细胞内、外一定条件下都能起催化作用的具有高效率和高度专一性的一类特殊蛋白质或核酸，酶能在机体内十分温和的条件下高效率地起催化作用，使得生物体内的各种物质处于不断的新陈代谢中。 酶工程:酶的生产与应用的技术过程,是酶学基本原理与化学工程相结合而形成的一门新兴的技术科学.研究酶制剂大规模生产及应用所涉及的理论与技术方法. 酶的应用:通过酶的催化作用获得人们所需的物质或除去不良物质,或许所需信息的技术过程. 酶的提取:又称酶的抽提,指在一定的条件下用适当的溶剂或溶液处理含酶物料,使酶充分溶解到溶剂或溶液中的技术过程. 膜分离:又称膜过滤.采用各种高分子膜为过滤介质,将不同大小,不同形状的物质分离的技术过程. 凝胶层析:又称凝胶过滤,分子筛层析等.指以各种多孔凝胶为固定相,利用流动相中所含各种组分的相对分子质量的不同而达到物质分离的一种层析技术. 超临界萃取:又称超临界流体萃取,是利用预分离物质与杂志在超临界流体中的溶解度不同而达到的分离的一种萃取技术. 酶固定化:采用各种方法,将酶与水不溶性的载体结合,制备固定化酶的过程. 固定化酶:用物理,化学等方法将水溶性的酶固定到特定的载体上使之成为水不溶性的酶. 非水相催化:酶在非水介质中的催化作用称为酶的非水相催化. 水活度:用体系中水的蒸汽压和相同条件下纯水的蒸汽压之比表示.水活度与溶剂的极性大小关系不大，所以采用水活度作为参数来研究有机介质中水对酶催化作用的影响更为准确. 必需水:紧紧吸附在酶分子表面维持酶活化性所必需的最少水量. 反胶束体系:反胶束是在大量水不相混溶的有机溶剂中,含有少量的水溶液,加入表面活性剂后形成油包水的微小液滴. 胶束体系:胶束是在大量水溶液中含有少量与水相不相混溶的有机溶剂,加入便面活性剂后形成水包油的微小液滴. 酶分子修饰:通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变,从而改变酶的某些特性和功能的技术过程称为酶分子修饰. 酶反应器:酶作为催化剂进行反应所需的装置称为酶反应器. 喷射式反应器：利用高压蒸汽的喷射作用实现酶与底物的混合是进行高温短时催化反应的一种反应器. 酶活力单位:是表示酶活力大小的尺度;1个酶活力单位是指在特定条件(25℃,其它为最适条件)下,在1分钟内能转化1微摩尔底物的酶量.
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，He nri提出中间产物学说。1913年，Michaelis and Men to n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 a （黑曲霉、担子菌）；生产低聚异麦芽糖， 原料为淀粉，所需酶为a-淀粉酶、3 -淀粉酶、真菌a -淀粉酶（米曲霉）、a -葡萄糖苷酶（黑曲霉）、普鲁兰酶、糖化型a -淀粉酶（枯草杆菌）。 轻工业：用酶进行原料处理；用酶生产各种轻工、化工产品；用酶增强产品的使用效果。
酶工程与食品产业复习题 一名词解释 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. 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 3. 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 4. 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. 5. 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 6. 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. 7. 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 8. 交联型固定化酶：借助双功能试剂使酶分子之间发生交联作用，制成网状结构的固定化酶的方法。常用的双功能试剂有戊二醛、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。 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，二是 。 2.求Km最常用的方法是。
3.多底物酶促反应的动力学机制可分为两大类，一类是，另一类是 。 4.可逆抑制作用可分为，，， 。 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，二是能够利用廉价原料，发酵周期，产酶量，三是菌种不易，四是最好选用能产生酶的菌种，有利于酶的分离纯化，回收率高。 6.酶活力的测定方法可用反应法和反应法。 7.酶制剂有四种类型即酶制剂，酶制剂，酶制剂和 酶制剂。 8.通常酶的固定化方法有法，法， 法， 法。 9.酶分子的体外改造包括酶的修饰和修饰。 10.模拟酶的两种类型是酶和酶。 11.抗体酶的制备方法有法、法和 法。 12.Km值增加，其抑制剂属于抑制剂，Km不变，其抑制剂属于
年级2001 专业生物技术 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，二是 。 2.求Km最常用的方法是。 3.多底物酶促反应的动力学机制可分为两大类，一类是，另一类是 。 4.可逆抑制作用可分为，，， 。 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，二是能够利用廉价原料，发酵周期，产酶量，三是菌种不易，四是最好选用能产生酶的菌种，有利于酶的分离纯化，回收率高。 6.酶活力的测定方法可用反应法和反应法。 7.酶制剂有四种类型即酶制剂，酶制剂，酶制剂和 酶制剂。 8.通常酶的固定化方法有法，法，法， 法。 9.酶分子的体外改造包括酶的修饰和修饰。 10.模拟酶的两种类型是酶和酶。 11.抗体酶的制备方法有法和法。 三问答题(每题10分,共计40分) 1.固定化酶和游离酶相比，有何优缺点 2.写出三种分离纯化酶蛋白的方法，并简述其原理。 3.为什么酶制剂的生产主要以微生物为材料 4.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。
10-6 10-6 10-5 10-5 10-5 10-4 10-4 10-2 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) 值增加，其抑制剂属于抑制剂，Km不变，其抑制剂属于抑制剂，Km 减小，其抑制剂属于抑制剂。 2.菌种培养一般采用的方法有培养法和培养法。 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，，，， 和等。 4.打破酶合成调节机制限制的方有，，。 5.酶生物合成的模式分是，，， 。 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法，法和 法 7. 通常酶的固定化方法有法，法，法， 法。 8. 酶分子的体外改造包括酶的修饰和修饰。 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，从而降低了底物分子的，而抗体结合的抗原只是一个态分子，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.对酶进行化学修饰时，应考虑哪些因素 3.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 4.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。
1、酶工程的定义，研究的主要内容 酶的生产、改性与应用的技术过程称为酶工程 研究的主要内容包括：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、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 酶工程的主要任务是经过预先设计，通过人工操作获得人们所需的酶，并通过各种方法使酶的催化特性得以改进，充分发挥其催化功能。 2、酶的基本特征，酶命名的方法有哪些，蛋白类酶的分类方法 基本特征：专一性强，催化效率高，作用条件温和等 每一种具体的酶都有其具体的推荐名和系统命名。推荐名是在惯用名称的基础上，加以选择和修改而成的。酶的推荐名由两部分组成，第一部分为底物名称，第二部分为催化反应的类型，后面加一个酶字，不管酶的催化是正反应还是逆反应，都用同一个名，如葡萄糖氧化酶，表明该酶的作用底物是葡萄糖催化反应类型是氧化反应。 酶的系统命名更加详细更准确地反映出该酶所催化的反应。系统命名包括了酶的作用底物酶作用的基团及催化反应的类型，如上述葡萄糖氧化酶的系统命名“β－D－葡萄糖：氧1-氧化还原酶”，表明该酶所催化的反应以β－D－葡萄糖为脱氢的供体，氧为氢受体，催化作用在第一个碳原子基团上进行，所催化反应属于氧化还原反应。 蛋白酶类的分类 1、按照酶催化作用的类型，将蛋白酶类分为六大类，氧化还原酶，转移酶，水 解酶裂合酶，异构酶，合成酶 2、每个大类中，按照酶作用的底物、化学键或者基团的不同，分为若干亚类 3、每一亚类再分为若干小类 4、每一小类包含若干个具体的酶、 3、酶的生产方法有哪些 酶的生产是指通过人工操作而获得所需的酶的技术过程 酶的生产方法分为提取分离法、生物合成法、化学合成法3种，其中提取分离法是最早采用并沿用至今的方法，生物合成法是20世纪50年代以来酶生产的主要方法，而化学合成法至今仍停留在实验室阶段 4、酶的生产合成调节理论，包括操纵子，诱导作用，阻遏作用 1、操纵子在原核基因组中,由几个功能相关的结构基因及其调控区组成的一个基因表达的协同单位. ①结构基因是决定某一多肽的DNA 模板，可根据其上的碱基顺序转录出相应的mRNA，然后再可通过核糖体转译出相应的酶 ②启动子：能被依赖于DNA的RNA聚合酶所识别的碱基顺序，是RNA聚合酶的结合部位和转录起点 ③操纵基因：位于启动基因和结构基因之间的一段碱基顺序，是阻遏蛋白的结合位点，能通过与阻遏物相结合来决定结构基因的转录是否能进行 ④调节基因：用于编码组成型调节蛋白的基因，一般远离操纵子,但在原核生物中,可以位于操纵子旁边,编码调节蛋白。 2、酶合成调节的类型：诱导和阻遏
1、酶的催化作用特点：具有专一性，催化效率高和反应条件温和等显著特点。 2、酶研究的两个方向：理论研究方向和应用研究方向。理论研究方向：酶的理化性质、催化性质、催化机制等。应用研究：促进了酶工程的形成。 3、酶工程的定义：利用酶或者微生物细胞，动植物细胞，细胞器，借助于酶的催化作用，通过工程学手段生产产品或提供社会服务的科学体系。 4、酶工程的应用范围：①对生物资源中天然酶的开发和生产②自然酶的分离纯化与鉴定技术③酶的固定化技术④酶反应器的研制与应用⑤与其它生物技术领域的交叉与渗透。 5、酶工程的组成：①酶的发酵生产②酶的分离纯化③酶分子修饰④酶和细胞固定化⑤酶反应器和酶的应用等方面。 6、酶工程的主要任务：通过预先设计，经过人工操作控制而获得大量所需的酶，并通过各种方法使酶发挥其最大的催化功能。 8、酶的分类：第1类，氧化还原酶；第2类，转移酶；第3类，水解酶；第4类，裂合酶；第5类，异构酶；第6类，合成酶；第7类，核酸类酶。 9、酶的作用机制：酶的催化机理可能与几种因素有关：酶与底物结合时，两者构象的改变使它们互相契合，底物分子适当地向酶分子活性中心靠近，并且趋向于酶的催化部位，使活性中心这一局部地区额底物浓度大大增高，并使底物分子发生扭曲，易于断裂。在另一些情况中，可能还有一些其他的因素使酶反应速度稍有一些提高，如酶与底物形成有一定稳定度的过渡态中间物——共价的ES中间物，这种ES中间物又可迅速地分解成产物，又如酶活性中心的质子供体和质子受体对底物分子进行了广义的酸碱催化等。 10、酶的催化能力：酶仅能改变化学反应的速度，并不不能改变化学反应的平衡点。酶本身在反应前后也不发生变化例如肽键遇水自发地进行水解的反应极为缓慢，当有蛋白酶存在时，这个反应则进行得十分迅速，可降低反应的活化能。在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物(S)分子的平均能量水平较低为“初态”，在反应的任何一瞬间反应物中都有一部
酶学与酶工程复习资料 上一届考试试题 一、名字解释 1、酶的活性中性：酶分子中直接与底物结合，并和酶催化作用直接有关的区域叫酶的活性中心，参与构成酶的活性中心和维持酶的特定构象所必需的基团为酶的必需基团。 2、米式方程及各字母的意义：米氏方程表示一个酶促反应的起始速度v与底物浓度S关系的速度方程，v＝V max·S/（K m+S）。其中 K m值称为米氏常数，V max是酶被底物饱和时的反应速度，[S]为底物浓度。由此可见K m值的物理意义为反应速度（v）达到1/2V max时的底物浓度（即K m=[S]），单位一般为mol/L，只由酶的性质决定，而与酶的浓度无关。 3、别构效应：一个蛋白质与其配体（或其他蛋白质）结合后，蛋白质的空间结构发生改变，使它适用于功能的需要，这一类变化称为别构效应或变构效应。 4、遗传密码：遗传密码决定蛋白质中氨基酸顺序的核苷酸顺序，由3个连续的核苷酸组成的密码子所构成。 5、盐析：增加中性盐浓度使蛋白质、气体、未带电分子溶解度降低的现象。是蛋白质分离纯化中经常使用的方法，最常用的中性盐有硫酸铵、硫酸钠和氯化钠等。 6、内囊性包埋法：系利用天然的或合成的高分子材料（统称为囊材）作为囊膜壁壳，将固态或液态药物包裹成为的药库型微型胶囊。 7、固定化酶：水溶性酶经物理或化学方法处理后，成为不溶于水的但仍具有酶活性的一种酶的衍生物。在催化反应中以固相状态作用于底物。 8、必需水：维持酶分子完整的空间构象所必需的最低水量。 二、问答题 1、温度对酶促反应的影响及原因。 答：温度对酶促反应的影响包括两方面：一方面是当温度升高时，反应速度也加快，这与一般化学反应相同。另一方面，随温度升高而使酶逐步变性，即通过减少有活性的酶而降低酶的反应速度。在低于最适温度时，前一种效应为主，在高于最适温度时，则后一种效应为主，因而酶活性丧失，反应速度下降。 2、操纵子的定义及组成。 答：操纵子：指启动基因、操纵基因和一系列紧密连锁的结构基因的总称，基因表达的协同单位，转录的功能单位。很多功能上相关的基因前后相连成串，由一个共同的控制区进行转录的控制，包括结构基因以及调节基因的整个DNA 序列。操纵子通常由2个以上的编码序列与启动序列、操纵序列以及其他调节序列在基因组中成簇串联组成。 3、蛋白质合成过程当中的主要物质。 答：主要为mRNA、tRNA、氨基酸、核糖核蛋白体以及有关的酶和辅助因子。蛋白质合成是以mRNA为模板，以氨基酸为底物，在核糖体上通过各种tRNA、酶和辅助因子的作用，合成多肽链的过程。 4、酶生物合成模式有哪几种及其特点?简述其接近理想模式的方法？ 答：1、同步合成型：酶的生物合成与细胞生长同步进行的一种酶生物合成模式。该类型酶的 生物合成速度与细胞生长速度紧密联系，又称为生长偶联型。2、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。3、中期合成型：酶在细胞生长一段时间以后才开始，而在细胞生长进入平衡期以后，酶的生物合成也随着停止。4、滞后合成型：酶是在细胞生长一段时间或者进入平衡期以后才开始其生物合成并大量积累，又称为非生长偶联型，许多水解酶的生物合成都属于这一类型。 在酶的发酵生产中，为了提高产酶率和缩短发酵周期，最理想的合成模式应是延续合成型。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。其中对于同步合成型的酶，要尽量提高其对应的mRNA的稳定性，为此适当降低发酵温度是可取的措施；对于滞后合成型的酶，要设法降低培养基中阻遏物的浓度，尽量减少甚至解除产物阻遏或分解代谢物阻遏作用，使酶的生物合成提早开始；而对于中期合成型的酶，则要在提高mRNA的稳定性以及解除阻遏两方面考虑，使其生物合成的开始时间提前，并尽量延迟其生物合成停止的时间。
酶工程 名词解释、填空（3*10）、简答、论述（12*2或20*1） 第一章绪论 3、生物工程：发酵工程（微生物工程）、酶工程、基因工程和细胞工程。 4、运用基因工程技术和发酵工程技术可改善原有酶的性能、提高酶的产率、增加酶的稳定性，使其在后提取工艺和应用过程中更容易操作。 5、酶工程分为2类： ①化学酶工程：又称初级酶工程，是指天然酶、化学修饰酶、固定化酶以及人工模拟酶的研究和应用。 ②生物酶工程：又称高级酶工程，是酶学和以DNA重组技术为主的现代分子生物学技术相结合的产物。主要内容包括：用基因工程技术大量生产酶（克隆酶）；对酶基因进行修饰，产生遗传修饰酶（突变酶）；设计新酶基因，合成自然界不曾有过的新酶。 第二章酶学基础 4、影响酶促反应的因素： ①底物浓度：酶浓度不变，当底物浓度较低时，反应速率对底物浓度的关系呈正比关系，表现为一级反应。随着底物浓度的增加，反应速率不再按正比升高，反应表现为混合级反应。当底物浓度达到相当高时，底物浓度对反应速率影响变小几乎无关，反应达最大速率，为零及反应。 ②酶浓度：酶活力的大小可以用一定条件下所催化的某一化学反应的反应速度来表示，两者呈线性关系。 ③温度：温度对酶反应速率的影响表现在两个方面，一方面是当温度升高时，反应速率加快。另一方面由于酶是蛋白质，随着温度升高，使酶蛋白逐渐变性而失活，引起酶反应速率下降。 在较低的温度范围内，酶反应速率随温度升高而增大，但超过一定温度后，反应速率反而下降，因此只有在某一温度下，反应速率达到最大值，这个温度就称为酶反应的最适温度。 ④pH：在一定pH下，酶表现最大活力，高于或低于此pH，酶活力降低，通常把表现出酶最大活力的pH称为该酶的最适pH。酶的最适pH不是一个常数，受许多因素影响。 ⑤抑制剂：不可逆抑制剂：（1）非专一性不可逆抑制剂，（2）专一性不可逆抑制剂 可逆抑制剂：最重要和最常见的是竞争性抑制剂。 ⑥激活剂：凡是能提高酶活性的物质都称为激活剂，其中大部分是无机离子或简单的有机化合物。激活剂对酶的作用具有一定的选择性，即一种激活剂对某种酶起激活作用，而对另一种酶可能起抑制作用；有时离子之间有拮抗作用；有时金属离子间也可互相替代。 ⑦其它： 5、可逆抑制作用分为3类型： （1）竞争性抑制：抑制剂和底物竞争酶的结合部位，从而影响了底物与酶的正常结合。 （2）非竞争性抑制：底物与抑制剂同时和酶结合，两者没有竞争作用。 （3）反竞争性抑制：酶只有与底物结合后，才能与抑制剂结合。 第三章酶的生物合成和发酵生产 2、发酵条件控制剂对产酶的影响： 温度：影响微生物生长和合成酶、影响酶合成后的稳定性。 pH值：影响微生物体内各种酶活性，从而导致微生物代谢途径发生变化；影响微生物形态和细胞膜通的透性，从而影响微生物对培养基中营养成分的吸收以及代谢产物的分泌；影响培养基中某些营养物质的分解或中间产物的解离，从而影响微生物对这些营养物质的利用。 溶解氧：通气量越大、氧分压越高、气液接触时间越长、气液接触面积越大，则溶氧速率越大。此外，培养液的性质，主要是粘度、气泡以及温度等对溶氧速率有明显的影响，可通过以上方面调节溶氧速率。 3、固定化微生物细胞产酶的工艺条件及其控制应注意事项 需要对固定化微生物细胞进行预培养； 增加溶宜解氧的供给； 发酵温度的控制； 培养基组分的特殊要求：1）培养基浓度不过高；2）培养基组分不能影响固定化细胞的结构稳定性，或影响很小。