动植物细胞培养产酶

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。

酶的制备酶的制备主要有两种方法，即直接提取法和微生物发酵生产法。

早期酶制剂是以动植物作为原料，从中直接提取的。

由于动植物生长周期长，又受地理、气候和季节等因素的影响，因此原料的来源受到限制，不适于大规模的工业生产。

目前，人们正越来越多地转向以微生物作为酶制备的主要来源。

—、酶的微生物发酵生产法1.微生物发酵生产法的优点酶的品种齐全微生物种类繁多，目前已鉴定的微生物约有20万种，几乎自然界中存在的所有的酶，我们都可以在微生物中找到。

酶的产量高微生物生长繁殖快，生活周期短，因而酶的产量高。

许多细菌在合适条件下20min左右就可繁殖一代，为大量制备酶制剂提供了极大的便利。

生产成本低培养微生物的原料，大部分比较廉价，与从动、医学教育|网搜集整理植物体内制备酶相比要经济得多。

便于提高酶制品获得率由于微生物具有较强的适应性和应变能力，可以通过适应、诱变等方法培育出高产量的菌种。

另外，结合基因工程、细胞融合等现代化的生物技术手段，可以完全按照人类的需要使微生物产生出目的酶。

正是由于微生物发酵生产具有这些独特的优点，因此目前工业上得到的酶，绝大多数来自于微生物，如淀粉酶类的α一淀粉酶、β一淀粉酶、葡萄糖淀粉酶以及异淀粉酶等都是从微生物中生产的。

2.微生物发酵生产法中尚待解决的问题尽管微生物发酵法生产酶制剂存在上述优点，但仍存在一些问题需要解决。

消除毒性微生物发酵法生产的酶制品中会带人一些细菌自身的生理活性物质，这些生理活性物质往往对人体有害，因此进行毒性实验是必需的。

优良产酶菌种的筛选、培育目前，大多数工业微生物制酶生产采用的菌种较少，仅局限于11种真菌、8种细菌和4种酵母菌。

只有不断寻找更多的适用的产酶菌种，才可能使越来越多的酶采用微生物发酵法进行工业化生产。

3.微生物发酵生产法的条件控制微生物酶的发酵生产是在人为控制的条件下有目的迸行的，因此条件控制是决定酶制剂质量好坏的关键因素。

条件控制包括以下几个方面。

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第一章绪论1.何谓酶工程，试述其主要内容和任务。

酶的生产、改性与应用的技术过程称为酶工程。

酶工程的主要内容包括：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.酶有哪些显著的催化特性？酶是生物催化剂，与非酶催化剂相比，具有专一性强、催化效率高和作用条件温和等显著特点。

3.简述影响酶催化作用的主要因素。

酶的催化作用受到底物浓度、酶浓度、温度、pH、激活剂浓度、抑制剂浓度等诸多因素的影响。

5.简述酶活力单位的概念和酶活力的测定方法。

酶活力单位：在特定条件下（温度可采用25℃，pH等条件均采用最适条件），每1min催化1μmol的底物转化为产物的酶量定义为1个酶活力单位，这个单位称为国际单位（IU）。

在特定条件下，每秒催化1mol底物转化为产物的酶量定义为1卡特（kat）酶活力的测定方法：振荡测定法，酶柱测定法，连续测定法，固定化酶的比活力测定，酶结合效率与酶活力回收率的测定，相对酶活力的测定。

或者测定方法：化学测定法、光学测定法、气体测定法其它.酶的发展历史：4000多年前的夏禹时代——酿酒技术。

3000多年前的周朝——制造饴糖、食酱等食品。

1833年——佩恩和帕索兹从麦芽的水抽提物中得到淀粉酶。

19世纪中叶——巴斯德对酵母的乙醇发酵进行研究。

1913年——米彻利斯和曼吞根据中间产物学说，推导出米氏方程。

1926年——萨姆纳得到脲酶结晶，并证明它具有蛋白质的性质。

1960年——雅各和莫诺德提出操纵子学说。

1982年——切克发现核酸类酶。

1983年——阿尔特曼发现核糖核酸酶P的RNA 部分M1RNA具有核糖核酸酶P的催化活性。

酶的专一性分为绝对专一性和相对专一性。

相对专一性又可分为键专一性和基团专一性米氏方程：酶的可逆性抑制作用可以分为竞争性抑制、非竞争性抑制和反竞争性抑制。

植物细胞培养产酶的工艺流程植物细胞培养是一种重要的生物技术手段，可以通过在无菌条件下培养植物细胞，利用其代谢产物来生产各种有用的化合物，其中包括酶。

植物细胞培养产酶的工艺流程主要包括以下几个步骤。

1. 细胞选择和预处理需要选择适合培养的植物材料，一般来说，具有高产酶能力的植物细胞株应该被选择出来。

然后，将选定的植物材料进行消毒处理，以去除外源微生物的干扰。

消毒处理通常使用酒精或含有抗生素的培养基进行，以确保培养过程的无菌性。

2. 培养基的准备培养基是植物细胞培养的基础，可以提供细胞所需的营养物质和生长因子。

常用的培养基包括MS培养基、B5培养基等。

在准备培养基的过程中，需要根据细胞的特性和所需产酶的要求进行调整，例如，添加适量的糖类、氨基酸、维生素等，以满足细胞的生长和代谢需要。

3. 细胞的接种和培养将预处理过的细胞接种到含有适量培养基的培养皿中，然后放入恒温摇床或培养箱中进行培养。

培养条件的选择应根据细胞的特性和产酶的要求来进行，如温度、光照、培养皿的摆放方式等。

在培养过程中，需要定期观察和检测细胞的生长情况，以及产酶的水平。

4. 酶的提取和纯化当细胞生长到一定程度时，可以进行酶的提取和纯化。

一般来说，细胞培养液中的酶可以通过离心、过滤和浓缩等步骤进行分离和富集。

然后，可以使用各种分离技术，如柱层析、电泳等，进一步纯化酶。

在纯化过程中，需要注意保持酶的活性和稳定性，以确保最终产酶的质量和纯度。

5. 酶的活性检测和分析纯化后的酶可以进行活性检测和分析，以确定其酶活性和产酶能力。

常用的酶活性检测方法包括酶联免疫吸附试验（ELISA）、比色法、荧光法等。

此外，还可以通过分析酶的底物转化率、产物生成量等指标来评估酶的产酶能力。

6. 酶的应用纯化和活性检测合格的酶可以进行进一步的应用。

根据具体需求，酶可以用于医药、食品、农业、环境等领域的生产和研究。

例如，一些酶可以用于生产药物、酿造啤酒、提取果汁等。

植物细胞培养产酶的工艺流程包括细胞选择和预处理、培养基的准备、细胞的接种和培养、酶的提取和纯化、酶的活性检测和分析以及酶的应用等步骤。