酶学基础及应用复习提纲

复习提纲第一章绪论一、酶工程：酶工程是酶制剂的大批量生产和应用的技术，是将酶学理论与化工技术结合,从应用的目的出发研究酶，并利用酶的催化作用进行物质转化，生产人们所需产品的一项高新技术。

二、酶工程的研究内容（一）化学酶工程：指酶的筛选、制备、化学修饰酶、固定化酶及化学人工酶的研究和应用（二）生物酶工程：酶学和以基因重组技术为主的现代分子生物学技术相结合的产物，主要包括3个方面：①用基因工程技术大量生产酶（克隆酶）；②修怖酶基因产生遗传修饰酶（突变酶）；③设计新的酶基因合成自然界不曾有的新酶；（三）其他1．酶的非水相催化；2．酶反应器：第三章酶的筛选一、酶的来源少数来自于动植物，多数（80%以上）来源于微生物；微生物作为酶源的优点：(1)种类繁多，凡是动植物体内有的酶几乎都能从微生物中找到．并可根据应用特点和要求，筛选出最佳的产酶菌株；(2)繁殖快，发酵周期短，培养简便，能通过控制培养条件大幅度提高酶的产量；(3)微生物具有较强的适应能力，可采用各种遗传变异手段，培育出新的、更理想菌株。

二、酶的寻找和发现1.反应过程的设计选择合适的反映底物或原料、合成的反应途径以及目标化合物的性质底物：价廉、易合成酶,活性、稳定性、是否易得。

工艺参数的考虑，反应温度、pH值、盐浓度。

反应介质。

资料查阅，是否有已确定的能转化该反应的或与该相似反应的酶2新酶的筛选获得新酶的方法⑴筛选新酶：在不同的自然环境中筛选酶⑵发现现有酶的非自然新活力⑶利用新的反应条件，如改变反应介质，或新的影响因素（如金属离子）；⑷酶的改造，主要指利用基因工程技术，突变酶⑸人工酶,化学与非催化剂的组合以获得新的催化剂酶或产酶微生物的筛选（1）从商品酶库中筛选直接使用大量足够供应的市售酶，过程简单。

但只能提供少数的酶源。

（2）从已知菌种来源和菌种保藏中心筛选（3）从自然界发现和筛选产酶微生物（4）从基因库筛选分子筛选，基于序列的筛选。

基于基因的同源性，从已知酶蛋白出发，搜索数据库，PCR及southern杂交，无需酶活。

酶的研究与应用课标解读（一）、能力要求1、学会根据实际情况，设计探究解决问题的实验。

2、学会正确的分析和评价实验结果。

（二）、内容要求1、查阅酶与酶工稈在生产生活中的应用。

2、通过实验体验探索果胶酶的使用，学会对照实验的设计；尝试自己制作一份果汁。

3、写出具体实验方案探讨加酶洗衣粉的洗涤效果，学会有效控制变量。

4、学会用包埋法制作固定化细胞，尝试在自己的生活屮使用。

知识网络体系重难热点归纳重点：是研究酶在生产生活中的实际应用，包括制作果汁、洗涤衣物、通过细胞的固定化技术应用酶。

难点：1、如何正确确定实验变量，达到实验目的。

2、如何根据问题写出实验方案。

3、如何正确分析、评价实验结果。

4、固定化技术优势、制作固定化细胞的要领。

复习策略1、查阅酶与酶工程的应用，丰富知识内容2、阅读教材的相关实验和自己的实验设计、实验记录，体会实验设计方法，学写实验方案。

3、分析实验过程，学写分析评价报告。

4、习题训练。

经典例题剖析1.水果罐头盖上印有“如发现盖子鼓起，请勿选购”的字样，引起盖子鼓起的最可能原因是（）A、好氧型细菌呼吸，产生CO2和H2OB、酵母菌呼吸，产生CO2和C2H5OHC、乳酸菌呼吸，产生CO2和C3H6O3D、酵母菌呼吸，产生CO2和H2O［解析］罐头是密封、杀菌的，但不排除有微生物的抱子等存活下来，只有进行无氧呼吸的微生物可以生存；罐头鼓胀是过期后微生物生活产气的结果，乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，无气体产生；酵母菌既可以在有氧条件下生活，也可以在无氧条件下发酵产生酒精和二氧化碳。

［答案］B2.有人测定了A、B、C、D四种植物体内多种酶的活性与温度的关系，结果如下图所示。

根据图中的信息，你认为在25摄氏度条件下，竞争能力最强的生物和对温度适应范围最广的生物分别是（）AB和D BB和C CB和A DA和C［解析］酶活性具有一定的温度范围和适宜温度，温度过高酶会失活，低温对酶活性抑制；在一定温度下，最适宜该温度的酶活性最强，该生物生活的也最好，竞争力就强；酶有活性的范围最大，生物的生存温度范围就越广。

第三章酶[教学目的与要求]一、掌握酶、酶活性中心、酶原及酶原激活、酶共价修饰和同工酶的概念。

二、熟悉酶的分子组成：全酶的组成、辅酶与辅基、金属离子的作用、维生素构成的辅酶与辅基。

三、掌握酶促反应的特点；掌握影响酶的反应动力学因素、Km 与Vm的意义、酶的最适温度、最适pH、可逆性抑制作用的概念、类型及其特点。

四、了解酶促反应的机制；酶浓度和激活剂对反应速度的影响、酶活性测定及酶活性单位；酶含量调节、酶的命名与分类、酶与医学的关系。

五、熟悉不可逆性抑制作用的概念、类型及其特点；酶原激活的机理、酶的变构调节、化学修饰调节的特点、乳酸脱氢酶同工酶的种类、分布、功能及临床意义。

[重点]1.酶、酶的活性中心、同工酶等的概念；2.酶促反应的特点；3.酶促反应的动力学特点：酶浓度温度，PH，底物浓度对反应速度的影响；4.竞争性，非竞争性抑制的特点。

[难点]1.酶促反应的作用机制；2.米-曼氏方程式的推导, 三种抑制作用的动力学特征；3.酶的活性调节。

[学时]：4学时第三章酶第一节酶的分子结构与功能一、酶的分子组成（一）酶的分子组成（图4-1）单纯酶结合酶全酶：指结合酶的酶蛋白和辅助因子结合后形成的复合物。

酶蛋白：指结合酶的蛋白质部份。

辅酶：指结合酶的非蛋白质部分，它与蛋白质结合的方式比较疏松。

辅基：也是结合酶的非蛋白质部分，它与酶蛋白结合比较牢固，不能用透析法或超滤法除去。

酶促反应的特异性及高效率取决于酶蛋白。

辅助因子则起对电子，原子或某些化学基团的传递作用（二）辅酶与辅基1．小分子有机化合物2．金属离子金属离子在酶促反应中的作用是什么？（1）催化作用：（2）氧化还原作用二、酶的活性中心与必需基因1．酶活性中心的定义2．必需基团（1）定义：酶分子上与酶活性有关的化学基团，称为酶的必需基团（essential group）。

（2）分类：结合基团（binding group）：指在活性中心内能与作用物结合的必需基团。

酶考纲考点酶学概论酶的概念酶的催化特点酶的组成酶底物的专一性酶的命名与分类影响酶促反应的因素酶促反应速度的测定多种因素对酶促反应的影响酶的作用机理酶的活性中心酶与底物分子的结合影响酶催化效率的因素别构酶同工酶诱导酶基本知识点酶通论新陈代谢是生命活动的基础，是生命活动最重要的特征，而构成新城代谢的许多复杂而有规律的物质变化和能量变化，都是在酶催化下进行的。

生物的生长发育、繁殖、遗传、运动、神经传导等生命活动都与酶的催化过程紧密相关，可以说没有酶的参与，生命活动一刻也不能进行。

Payen和Persoz 首先发现了酶Fisher提出了酶和底物的“锁与钥匙”学说，可以解释酶作用的专一性Henri提出了酶与底物的中间复合物学说Northrop和Kunitz得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶结晶，并用相应方法证明酶是一种蛋白质后，酶是蛋白质的属性才逐渐被人所接受。

Cech和Altman分别发现了具有催化功能的RNA-核酶，这一发现打破了人们对酶的传统观念。

酶与一般催化剂的比较酶作为生物催化剂和一般催化剂相比有其共同性，首先酶和其他催化剂一样，都能显著改善化学反应速率，使之加快达到平衡，但不能改变反应的反应常数，酶本身在反应前后也不发生变化。

在一个化学反应体系中个，因为各分子所含能量高低不同，每一瞬间并非全部反应物分子都能进行反应，只有那些具有高能量，处于活化态的分子即活化分子，反应中活化分子越多，则反映速率越快。

活化分子要比一般分子高出一定的能量称为活化能。

活化能定义：在一定温度下1摩尔底物全部进入活化态所需要的自由能反应所需活化能越高，相对的活化分子就越少，反应速率越慢。

在有催化剂存在时，由于催化剂能瞬时的与反应物结合成过渡态，因而降低了反应所需的活化能。

酶作为催化剂比一般催化剂更能显著得降低活化能，催化效率更高酶作为生物催化剂的特点1.酶易失活：酶是细胞产生的生物大分子，凡能使生物大分子变性的因素都能够使酶失去催化活性2.酶具有很高的催化效率：通常用酶的转换数（TN）来表示酶的催化效率，是指在一定条件下每个酶分子转换底物的分子数，3.酶具有高度专一性：所谓高度专一性是指酶对催化的反应和反应物有严格的选择性。

酶工程复习纲要题型及分值：1、名词解释15分，5个名词2、判断题15分，10小题3、填空题20－24分，每空1分或0.5分4、问答题31－35分，4小题5、计算题15分，2小题复习要点：第一章1、酶工程的概念及酶工程研究的内容。

2、酶学的发展史及标志酶的概念第二章1、简述酶的活性中心的特点、组成及酶的作用机理（重点共价催化与酸碱催化）。

2、简述酶的特性，并举例详述酶的专一性。

3、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。

初提取液：体积120ml ，活力单位200 u/ml ，蛋白氮2.5mg/ml ；硫酸铵沉淀后：体积5ml ，活力单位810 u/ml ，蛋白氮1.5mg/ml4、酶的系统分类、酶的生产方法和分离纯化、酶活力的概念，比活力的概念5、盐析法，凝胶过滤法及离子交换法分离酶的原理6、米氏方程的意义7、酶的可逆抑制作用的类型及特点第三章1、什么是固定化技术？酶为什么要固定化？固定化酶与游离酶相比有什么优缺点？举例（2个）说明酶被固定后，产生的效果。

2、氨基酰化酶20mL固定化，反应后滤液及洗涤液共50mL。

若原酶活力1000u/mL，洗涤液活力20u/mL。

0.5g固定化酶活力为100u（共得50g固定化酶）。

问固定化酶的相对活力是多少？回收率及结合率是多少？3、酶的固定化法有哪些，各有什么优缺点？第五章1、什么是酶分子的修饰？为什么要进行酶分子的修饰？酶分子修饰后，酶的性质有有什么变化？2、解释酶的大分子修饰、酶的化学交联修饰，酶的亲和修饰的概念。

第六章：核酶1、核酶的定义2、核酶的种类第七章：抗体酶、模拟酶、印迹酶1、概念：抗体酶、模拟酶2、抗体酶的设计思路及制备方法（两种方法）。

4、模拟酶的定义及其分类。

5、什么是环糊精，简要说明是怎样用环糊精来模拟胰凝乳蛋白酶的？6、印迹技术、模板分子、印迹聚合物、印迹酶。

7、简述印迹聚合物的制备过程。

第八章：非水介质中酶催化反应1、何谓酶的非水相催化，非水相酶促反应的优势是什么？2、常见的有机介质反应体系的种类。

1．固定化定义：是通过物理的或化学的手段，将酶束缚于水不溶的载体上，或将酶束缚在一定的空间内，限制酶分子的自由流动，但能使酶充分发挥催化作用。

优点：易于与产物分离；可反复使用；可连续化生产；稳定性好。

2．酶的固定化方法：吸附法、共价偶联法、交联法、包埋法（网格型，微囊型）3．固定化酶的性质：①活性：酶活性↓，反应速度↓。

通常＜天然酶。

②稳定性：固定化酶的稳定性一般比游离酶的稳定性好。

③最适温度：多数酶固定化后热稳定性↑，最适温度↑④最适pH ：带负电荷载体：最适pH 向碱性偏移。

反之。

⑤动力学特征：固定化载体与底物电荷相反,固定化酶的表观Km值降低。

反之⑥作用专一性：大分子底物难于接近酶分子，导致酶的专一性发生改变。

4．盐析法：利用不同蛋白质在不同的盐浓度下溶解度不同的特性，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，使酶与杂质分离。

有机溶剂沉淀法：利用酶与其它杂质在有机溶剂中的溶解度不同，通过添加一定量的某种有机溶剂，使酶或杂质沉淀析出，从而使酶与杂质分离。

膜分离技术：借助于一定孔径的高分子薄膜，将不同大小、不同形状和不同特性的物质颗粒或分子进行分离的技术称为。

5.凝胶层析：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不同而达到物质分离亲和层析：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，使生物分子分离纯化电泳技术：是根据各种带电粒子在电场中迁移速度的不同而对物质进行分离的实验技术。

6．酶的总活力为样品的全部酶活力。

总活力= 酶活力×总体积(mL)或总质量g。

比活力：单位蛋白质(毫克蛋白质或毫克蛋白氮) 所含有的酶活力(单位/毫克蛋白) 。

回收率：指每一步所得的总活力与第一步总活力之比。

回收率＝每次总活力/第一次总活力7．酶的制剂形式：固体：干燥（冰冻升华，喷雾干燥，真空干燥）；液体酶的保存方法(1) 温度。

(2) pH与缓冲液。

(3) 酶蛋白浓度。

食品酶学第一章绪论1、酶学：是研究酶的结构、性质、作用原理和作用规律、生物学功能及应用的一门学科。

2、酶：由生物活细胞产生的，具有高效和专一的催化功能的生物大分子。

3、酶活：指酶催化某一化学反应的能力。

它表示样品中酶的有效含量。

（U）4、酶活单位：1min内催化1mol分子底物转化的酶量称该酶的一个活力单位。

(IU)5、酶总活力：样品的全部酶活力。

（总活力=酶活力*总体积）6、比活力：单位蛋白质所含有的酶活力。

是酶的纯度指标，与纯度成正比。

7、回收率：提纯后与提纯前的酶活力之比。

表示在提纯过程中酶的损失程度。

（回收率↑损失程度↓提纯倍数↓）8、提纯倍数：提纯前与提纯后的酶的比活力之比。

表示酶提纯过程中酶纯度提高的程度。

（提纯倍数↑提纯程度越↑提纯效果↑）9、酶活的测定方法：通过测定酶促反应过程中单位时间内反应物的减少量，或产物的生成量，即测定酶促反应的速率来确定的。

10、一般催化剂的共有特性（1）只改变反应的速率，不改变反应的性质、方向、平衡点（2）在反应过程中不消耗（3）降低反应的活化能11、生物催化剂的特性高效性、高度专一性、高度受控性、易变性、代谢相关性12、酶的命名方法：习惯命名法、系统命名法13、酶分六大类：水解酶、裂解酶、合成酶；转移酶、异构酶、氧化还原酶14、第二章酶的生产与分离纯化1、微生物酶源的优点（1）容易得到生产所需的酶类微生物种类繁多，来源广泛，理论上可利用微生物生产任何一种酶类（2）容易获得高产菌株通过菌种筛选和人工诱导，使微生物定向高产所需的酶类（3）生产周期短、成本低、不受季节的控制（4）易于分离提纯2、酶分离纯化的总原则：（1）明确原料的特性与数量（2）了解所分离酶的结构特点，及在细胞中的存在状态（3）建立一个可靠和快速的测定酶活和纯度的方法（4）了解各种方法的原理、特性、优缺点（5）各种方法的使用顺序要安排得当（6）时刻防止酶变性（7）充分考虑各种因子的影响和实际的试验条件3、酶的提取方法（1）机械法：高速组织捣碎机、匀浆器、研磨器①高速组织捣碎机：操作简便，破碎效果好；但易引起局部高温导致酶失效，使用时需考虑酶的特点谨慎使用②细胞匀浆器：细胞破碎程度比高速组织捣碎机要好，且机械切力小，不易破坏生物大分子；但处理量小③细胞研磨器：（2）物理法：冻融法、加压破碎法、冷热破壁法、超声波破壁法①冻融法：（-15℃冰冻，室温融化）反复冻融后细胞结构遭到破坏，大部分细胞可被破坏，适用于细胞壁比较脆弱的细胞②加压破碎法：③渗透压法：先高渗，再突然转入低渗或水溶液，适用于细胞壁比较脆弱的细胞④冷热破壁法：（沸水中90℃左右数分钟，再浸入冰水中迅速冷却，如此反复多次）（3）生物化学法：酶处理法、细胞自溶法、丙酮干粉法①酶处理法：外源的溶菌酶or各种细胞壁酶进行水解，使细胞内容物释放，成本高，且不利于后期酶的除杂②细胞自溶法：在一定pH和T下，利用组织细胞中自身的酶对细胞降解，历时较长，不易控制，成分复杂，可能破坏待分离酶。