第二章___微生物发酵产酶
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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。
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。
酶⼯程课后问答题第⼀章绪论1.什么叫酶⼯程?酶⼯程的主要任务是什么?答:(1)酶的⽣产与应⽤技术过程称为酶⼯程。
(2)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充分发挥其催化功能。
2.常⽤酶的活⼒单位及其定义是什么?答:常⽤酶的活⼒单位:IU和卡特(kat)IU:表⽰每分钟催化1umol的底物转化为产物的酶量为⼀个酶活⼒单位。
卡特(kat):表⽰每1s催化1mol底物转化为产物的酶量定义为 1卡特3.液体酶的酶活⼒测定⼀般要经历哪些步骤?举例说明。
答:㈠液体酶的酶活⼒测定⼀般哟啊经过四个步骤:①根据酶催化的专⼀性,选择适宜的底物,并配制成⼀定浓度的底物溶液。
②根据酶的动⼒学性质,确定催化反应的温度、PH值、底物浓度、激活剂浓度等反应条件。
③在⼀定的条件下,将⼀定量的酶液和底物溶液混合均匀,适时记下反应开始的时间。
④反应到⼀定的时间,取出适量的反应液,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。
㈡举例说明:如测定蛋⽩酶的活⼒时,选择蛋⽩作为底物,并配制成⼀定浓度的溶液;根据蛋⽩酶的动⼒学性质,确定溶液的温度为28℃,PH值为8.5;将底物蛋⽩液蛋⽩酶混合均匀,取出适量的反应液,测出产物的⽣成量或底物的减少量。
4、酶的⽣产⽅法有⼏种?各有何优缺点?答:酶的⽣产⽅法有三种。
㈠提取分离法:采⽤各种提取、分离、纯化技术从动物和植物的组织、器官、细胞或微⽣物中将酶提取出来,再进⾏分离纯化的技术过程。
优点:设备较简单,操作⽅便。
缺点:受⽣物资源、地理环境、⽓候条件影响,或者使⼯艺路线变得繁杂。
㈡⽣物合成法:利⽤微⽣物细胞、植物细胞或动物细胞的⽣命活动⽽获得⼈们所需酶的技术过程。
优点:⽣产周期短,酶产率较⾼,不受⽣物资源、地理环境和⽓候条件影响。
缺点:对发酵设备和⼯艺条件要求⾼㈢化学合成法:采⽤化学技术合成⼈们所需酶的技术。
优点:对认识和阐明⽣物体的⾏为和规律、设计和合成⾼效率具有重要理论意义。
第一章绪论【内容提要】1.重点介绍酶和酶工程的研究简史和发展概况;2.简要回顾酶催化特点、影响酶活性的因素、测定酶活力方法以及酶反应动力学。
【习题】一、名词解释酶工程;转换数;催化周期;比活力;酶活力;酶活国际单位;酶反应动力学异构酶变构酶核酶抗体酶竞争性抑制反竞争性抑制非竞争性抑制酶结合效率酶活力回收率固定化酶的相对酶活力二、填空1.酶是具有功能的生物大分子。
2.酶催化作用的专一性包括和。
3.影响酶催化作用的因素有、、、、、。
4.按照酶分子中起催化作用的主要组分不同可分为和。
5.分子内催化的R酶可分为和。
6.分子间催化的R酶可分为、、、、、。
7.固定化酶的活力测定方法主要有、和。
8.固定化酶的比活力一般用所具有的酶活力单位数来表示。
9.酶的生产方法主要有、和。
三、判断1.核酸类酶的作用底物均为核酸2.核酸类酶仅能作用于其他分子3.核酸类酶可以以DNA为底物4.酶的化学本质是蛋白质五、简答题1. 简述酶的研究简史。
2. 简述酶工程的发展概况。
3. 简要回答酶的催化特点。
4. 简要回答影响酶催化作用的因素。
5. 简要回答米氏方程的意义。
6. 简述酶工程的研究内容及主要任务。
答案:酶的生产与应用的技术过程称为酶工程,其主要内容包括酶的生产、分离纯化、酶的固定化、酶及固定化的反应器、酶和固定化酶的应用。
7. 举例说明酶活力的测定在酶的研究、生产和应用过程中的重要性。
酶活力是指在一定条件下,酶催化某一反应的反应速度(一般测初速度)。
酶促反应速度是指单位时间、单位体积中底物的减少量或产物的增加量。
单位:浓度/单位时间(2分)酶的活力单位(U)国际单位(IU单位):在最适反应条件下,每分钟催化1umol底物转化为产物所需的酶量,称一个国际单位(IU),1 IU = 1umol /min国际单位(Katal, Kat单位):在在最适反应条件下,每秒钟催化1mol底物转化为产物所需的酶量,称Kat单位。
1 Kat=60 X 106 IU酶活力的测定方法:分光光度法;荧光法;同位素法;电化学法。
第一章绪论试题精选一、名词解释1、酶2、酶工程3、核酸类酶4、蛋白类酶5、酶的生产6、酶的改性7、酶的应用8、酶的专一性9、酶的转换数二、填空题1、根据分子中起催化作用的主要组分的不同,酶可以分为_蛋白类酶_和核酸类酶_两大类。
2、核酸类酶分子中起催化作用的主要组分是_核糖核酸,蛋白类酶分子中起催化作用的主要组分是_蛋白质_。
3、进行分子内催化作用的核酸类酶可以分为_自我剪切酶_,_自我剪接酶_。
4、酶活力是_酶量_的量度指标,酶的比活力是_酶纯度_的量度指标,酶的转换数的主要组分是_酶催化效率_的度量指标。
5、非竞争性抑制的特点是最大反应速度Vm_减小_,米氏常数Km__不变_。
三、选择题1、酶工程是(C)的技术过程。
A、利用酶的催化作用将底物转化为产物B、通过发酵生产和分离纯化获得所需酶C、酶的生产与应用D、酶在工业上大规模应用2、核酸类酶是(D)。
A、催化RNA进行水解反应的一类酶B、催化RNA进行剪接反应的一类酶C、由RNA组成的一类酶D、分子中起催化作用的主要组分为RNA的一类酶3、RNA剪切酶是(B)。
A、催化其他RNA分子进行反应的酶B、催化其他RNA分子进行剪切反应的R酶C、催化本身RNA分子进行剪切反应的R酶D、催化本身RNA分子进行剪接反应的R酶4、酶的改性是指通过各种方法(A)的技术过程。
A、改进酶的催化特性B、改变酶的催化特性C、提高酶的催化效率D、提高酶的稳定性5、酶的转换数是指(C)。
A、酶催化底物转化成产物的数量B、每个酶分子催化底物转化为产物的分子数C、每个酶分子每分钟催化底物转化为产物的分子数D、每摩尔酶催化底物转化为产物的摩尔数四、判断题(V)1、相同的酶在不同的pH条件下进行测定时,酶活力不同。
(V)2、竞争性抑制的特点是最大反应速度Vm不变,米氏常数Km 增大。
(X)3、催化两个化合物缩成一个化合物的酶称为合成酶。
(X )4、RNA剪切酶是催化RNA分子进行剪切反应的核酸类酶。