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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.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5.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9比活力11葡萄糖效应13产酶动力学15双向凝胶电泳20固定化细胞21酶化学修饰1．酶的转换数：酶的转换数Kp。
又称为摩尔催化活性，是指每个酶分子每分钟催化底物转化的分子数。
2．酶的催化周期：酶进行一次催化所用的时间。
3．固定化酶的比活力：指每克干固定化酶所具有的6活力单位数，它是酶制剂纯度的一个指标。
4．抗体酶：又称催化行抗体。
是一类具有生物催化功能的抗体分子。
抗体是由抗原诱导产生的抗原特异结构免疫球蛋白，要使机体具有生物催化功能，只要在抗体的可变区赋予酶的催化特性，以及酶的高效催化能力。
是通过人工设计采用现代生物技术而获得的一类新的生物催化剂，有些是自然界原本不存在的。
5．端粒酶：是一种核酸核蛋白，包含蛋白质和RNA两种基本成分。
其RNA组分包含有构建端粒的重复序列的核苷酸摸板序列，在合成端粒的过程中，端粒酶以其本身的RNA组分为摸板把端粒的重复序列加到染色体DNA的末端上，使端粒延长。
6．核酶：核酸类酶。
为一类具有生物催化功能的核糖核酸分子。
它可以催化本身RNA剪切或剪接作用，还可以催化其他RNA，DNA多糖，酯类等分子进行反应。
7．KS分段盐析：指在一定温度和PH值条件下，通过改变离子强度使不同的酶和蛋白质分离的方法。
8．B分段盐析：指在盐和离子强度条件下，通过改变温度和PH使不同的酶或蛋白质分离的方法。
酶工程期末重点总结一、酶工程概述酶工程是将酶应用于工业领域的一门科学，通过对酶的研究和改良，可以提高酶的稳定性、催化活力、选择性和产量，以满足工业生产的需求。
酶工程的应用范围广泛，涉及生物技术、医药化学、食品工程等多个领域。
二、酶的产生和分离纯化1. 酶的产生：酶可以通过天然微生物、重组DNA技术等方法进行生产。
天然微生物通过发酵过程产生酶，而重组DNA技术可以将特定基因导入到宿主微生物中，使其产生目标酶。
2. 酶的分离纯化：酶的分离纯化通常包括细胞破碎、组织液处理、沉淀和层析等步骤。
其中，层析是一种常用的分离纯化方法，包括凝胶过滤层析、离子交换层析、亲和层析等。
三、酶的性质和特点1. 酶的性质：酶是一种特殊的蛋白质，具有催化作用。
酶的催化作用是高度选择性的，可以加速化学反应的速率并降低反应的能量活化值。
2. 酶的特点：酶具有高效、低成本、环境友好等特点。
由于酶具有高度选择性，因此可以在温和的条件下催化反应，减少能耗和废弃物产生。
四、酶的改良和优化酶的改良和优化是酶工程的核心内容之一，旨在提高酶的催化活力、选择性和稳定性，以满足工业生产的需求。
1. 酶的改造：通过理性设计和随机突变等手段，改变酶的氨基酸序列，以改善其性质。
常用的改造方法包括点突变、插入突变和删除突变等。
2. 酶的固定化：将酶固定在材料表面或载体上，增加酶的稳定性和重复使用性。
常用的固定化方法包括包埋法、凝胶包覆法和共价固定法等。
3. 酶的进化：通过模拟自然界的进化过程，通过多代选择和酶库筛选等方法，获得具有改良性质的酶。
进化方法包括DNA重组技术、DNA重组酶库和聚合酶链式反应等。
五、酶工程在工业中的应用酶工程在工业中的应用广泛，涉及到生物能源、纺织印染、制药等多个领域。
1. 生物能源：酶可以催化生物质转化为生物能源，如酶解纤维素制备生物乙醇。
2. 纺织印染：酶可以代替传统的化学处理方法，实现更加环保和高效的染色和整理。
3. 制药：酶可以用于合成药物和研发新药，如利用酶合成青霉素等抗生素。
酶工程：又称酶工艺，是围绕酶所特有的催化性能使其在工业、农业医疗保健事业及其其它各方面发挥作用的应用技术，主要为酶制剂的生产和应用。
酶工程的主要内容：1酶的发酵和产2酶的分离纯化3酶和细胞的固定化4酶的分子修饰5酶的发应动力学和反应器6酶电板/酶传感器7酶的应用8有机介质中的酶反应9抗体酶，人工酶和模拟酶使用微生物进行酶生产时，利用微生物的优点：1微生物的种类多，酶种丰富，菌株易诱变2微生物生长繁殖快，易提取酶3培养基价格便宜，微生物培养不受季节，地理限制4发酵生产易自动控制5易获得工程菌，提高酶产率，开发新酶培养基营养成分：碳源，氮源，无机盐，微量元素，生长因子，产酶促进剂发酵条件对产酶的影响因素：温度，PH，通气量，搅拌，泡沫，湿度提高酶产量的方法：1选育优良的产酶细胞株系2添加诱导物3控制阻遏物浓度4添加表面活性剂5添加产酶促进剂提高植物细胞产物产量的途径：1选择高产出的细胞株2代谢途径的调节3控制细胞生长和分化程度4诱导物或加入前体5两相培养及次生产物的释放6毛状根（发根）培养技术酶发酵动力学：研究在发酵过程中细胞生长速度，产物生成以及环境因子对这些速度的影响。
酶的分离纯化:包括三个基本环节：一是抽提，即把酶从材料转入溶剂中来制成酶溶液；二是纯化，即把杂质从酶溶液中除掉或从酶溶液中把酶分离出来；三是制剂，即将酶制成各种剂型。
三个基本原则：1、注意防止酶的变性失活：（1）除少数情况外，所有操作必须在低温下进行，特别是有机溶剂存在时更要特别小心；（2）大多数酶在PH<4或PH>10的条件下不稳定,故不能过酸过碱（3）酶溶液常易形成泡沫而使酶变性,故应防止泡沫的形成（4）重金属能引起酶失活,有机溶剂能使酶变性,微生物污染,蛋白质使酶变性,都必须予以防止2、酶的分离纯化的目的是将酶以外的所有杂质尽可能除去，因此，在不破坏所需酶的条件下，可使用各种“激烈”手段。
此外，由于酶和它的底物，抑制剂等具有亲和性，当这些物质存在时，酶的理化性质和稳定性发生了一定变化，从而提供了更多条件和方法可供采用3、酶具有催化活性，检测酶活性，跟踪酶的来龙去脉，为选择适当的方法和条件提供了直接依据。
第一章绪论酶工程：酶的生产、改性和应用的技术过程。
酶的生产(enzyme production):通过各种方法获得人们所需的酶的技术过程，主要包括微生物发酵产酶、动植物培养产酶和酶的提取与分离纯化等。
酶的改性(enzyme improving ):通过各种方法改进酶的催化特性的技术过程，主要包括酶分子修饰、酶固定化、酶非水相催化和酶定向进化等。
酶的应用(enzyme application):通过酶的催化作用获得人们所需的物质或者除去不良物质的技术过程，主要包括酶反应器的选择与设计以及酶在各个领域的应用等。
酶工程的主要内容包括微生物细胞发酵产酶，酶的提取与分离纯化，酶分子修饰，酶、细胞和原生质体固定化，酶的非水相催化，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充分发挥其催化功能。
酶是一类具有催化功能的生物大分子，亦称生物催化剂。
酶的分类：1、氧化还原酶（oxidoreductase）2、转移酶（transferase）3、水解酶（hydrolase）4、裂解酶（或裂合酶lyase）5、异构酶（isomerase）6、合成酶（synthease）或连接酶（ligase）酶的催化特性：高效性、高度专一性、反应条件温和且活力可调节影响酶催化反应速率的因素：底物浓度的影响，酶浓度的影响，pH、温度的影响，抑制剂的影响，激活剂的影响米氏方程式：[S]：底物浓度V：不同[S]时的反应速度V max：最大反应速度(maximum velocity)Ｋm：米氏常数(Michaelis constant)米氏常数Km的意义：☐重要特征物理常数，与酶浓度无关。
不同的酶具有不同K m值☐物理意义：Km等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。
☐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的，不同条件下具有不同的Km值。
☐K m值近似等于[ES]的解离常数，可表示酶与底物之间的亲和力：K m值大表示亲和程度小，酶的催化活性低; K m值小表示亲和程度大,酶的催化活性高☐从k m可判断酶的专一性和天然底物。
K m最小的底物，通常就是该酶的最适底物，也就是天然底物。
☐km还可以推断某一代谢物在体内可能的代谢途径。
酶浓度对反应速度的影响：应用：控制[S]足够大，测酶活力酶的抑制剂：能够使酶的催化活性降低或者丧失的物质。
激活剂: 凡能使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质。
酶的抑制剂与酶变性的区别：抑制剂对酶有一定的选择性，而变性剂对酶没有选择性酶活力（enzyme activity)：酶催化某一反应的能力。
用在一定条件下，酶催化某一反应的反应速度表示。
反应速度快，活力就越高。
酶活力是酶量的量度指标酶活力单位：习惯单位（U）:底物(或产物)变化量/单位时间国际单位(IU)：在特定的条件下，每分钟催化1μmol底物转化为产物所需的酶量为一个国际单位（1μmoL变化量/分钟）催量单位(katal)：１催量(kat)是指在特定条件下，每秒钟使１mol底物转化为产物所需的酶量。
（1moL变化量/秒）kat与IU的换算：1Kat =6 107 IU 1 IU=16.67×10-9 kat酶的比活力是酶纯度的量度指标，是指在特定条件下，单位重量（mg）的酶所具有的酶活力单位数。
酶的转化数（turnover number) K cat，又称为摩尔催化活性，是指每个酶分子每分钟催化底物的分子数，即酶摩尔酶每分钟转化为产物的摩尔数。
是酶催化效率的量度指标酶活力的测定：连续监测法: 连续测定反应过程中产物、底物或辅酶的变化量，直接测定出酶反应的初速度。
中止法: 酶反应进行到一定时间后终止其反应，再用化学或物理方法测定产物或反应物量的变化。
酶活力测定的步骤：1、酶与底物反应（1）确定底物及最佳反应条件（2）底物溶液及酶液的准备（缓冲液、新鲜、预热）（3）酶与底物反应（恒温、及时终止）2、测底物或产物变化量第二节酶工程酶的生产方法：提取分离法、生物合成法、化学合成法第三节酶的应用酶在医药方面的应用：1、在疾病诊断方面：葡萄糖氧化酶2、在疾病预防与治疗方面：消化酶3、药物制造方面：青霉素酰化酶第二章微生物发酵产酶微生物发酵产酶特点：微生物种类多代谢类型多酶种类多易培养代谢能力强酶产量高第一节酶的生产菌优良的产酶菌种应该具备的条件：酶的产量高、容易培养和管理、产酶的稳定性好、利于酶的分离纯化、安全可靠常用的产酶微生物：细菌、霉菌、放线菌、酵母第二节酶的发酵技术酶的发酵方式：固体发酵、液体深层发酵、固定化细胞发酵、固定化原生质体发酵培养基的配制原则：选择适宜的营养物质营养物的浓度及配比合适物理、化学条件适宜经济节约精心设计、试验比较培养基的五大要素----水、碳源、氮源、无机盐和生长因子发酵条件对产酶的影响：温度的控制、pH的控制、溶解氧的控制、搅拌的作用、泡沫的控制、湿度的控制温度的控制：（1）细胞产酶最适温度往往低于最适生长温度（2）不同阶段控制不同的温度（3）温度调节方法：热水升温、冷水降温pH值的控制：调节培养基的原始pH缓冲液稳定pH值保持一定的C/N值调节通气量，使发酵液中的氧化还原电位差能维持在一定水平流加适宜的酸、碱溶液补料的方式溶解氧的控制：调节通气量：通气量，K d调节氧分压：氧分压，K d调节气液接触面积：面积，K d使空气分散成小气泡调节气液接触时间：t ，K d增加挡板等改变培养液特性：降低粘度第三节酶的生物合成及调节酶生物合成的调节：转录水平的调节转录产物的加工调节翻译水平的调节翻译产物的加工调节和酶降解的调节等转录水平的调节对酶的生物合成是最重要的调节!操纵子的结构元件：结构基因、操纵基因、启动子、调节基因分解代谢物阻遏：指某些物质（主要是葡萄糖和其他容易利用的碳源等）经过分解代谢产生的物质阻遏某些酶（主要是诱导酶）生物合成的现象。
第四节提高酶产率的措施一、使用优良的产酶细胞：通过筛选、诱变、原生质体融合、基因重组、定向进化等手段，获得生长快、产率高、稳定性好的产酶细胞。
二、使用优良的发酵生产设备：通过精心设计或者选择使用高产、低耗的发酵罐等发酵生产设备。
三、采用先进的分离纯化技术和设备：采用操作简便、收得率高的分离纯化技术和设备，以达到高产丰收的效果。
四、控制好工艺条件：在发酵过程中，要根据菌种特性，确定培养基和发酵工艺条件，进行工艺优化，并根据需要和变化的情况及时加以调节控制。
五、采取某些行之有效的措施，诸如添加诱导物、控制阻遏物浓度、添加表面活性剂等。
第五节酶的发酵动力学发酵动力学是研究发酵过程中细胞生长速率、产物生成速率、基质消耗速率及其影响因素的学科。
莫诺德（Monod）方程：µ：比生长速率µm：最大比生长速率S：限制性基质的浓度Ks：莫诺德常数，µ=0.5 µm时的限制性基质浓度酶生物合成的模式：通过分析比较细胞生长和酶产生的关系，可将酶的生物合成分为以下四种模式：同步合成型酶的生物合成速度与细胞生长速度紧密联系酶的合成可诱导，但不受分解代谢物阻遏和反应产物阻遏。
对应的mRNA很不稳定大部分组成酶和部分诱导酶的合成属于此种模式。
如：米曲霉在含有胆宁或者没食子酸的中生长，合成胆宁酶延续合成型酶的合成在细胞的生长阶段开始，在细胞生长进入平衡期后，酶还可以延续合成较长一段时间可受诱导，一般不受分解代谢物和产物阻遏对应的mRNA相当稳定属于该类型的酶可以是组成酶，也可以是诱导酶中期合成型酶的合成在细胞生长一段时间后才开始，而在细胞生长进入平衡期以后，酶的合成也随着停止。
酶的合成受产物的反馈阻遏或分解代谢物阻遏。
对应的mRNA不稳定滞后合成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。
许多水解酶的生物合成都属于这一类型受分解代谢物的阻遏作用所对应的mRNA稳定性高影响酶生物合成模式的主要因素：高：可在细胞停止生长后继续合成酶1）mRNA的稳定性差：随着细胞停止生长而终止酶的合成2）培养基中阻遏物的存在不受阻遏：随着细胞的生长而开始酶的合成。
受阻遏：细胞生长一段时间或平衡期后，酶才开始合成。
酶生产中最理想的合成模式延续合成型：发酵过程中没有生长期和产酶期的明显差别。
细胞开始生长就有酶的产生，直至细胞生长进入平衡期后，酶还可以继续生成一段时间。
固定化细胞的特点：提高产酶率可以反复使用或连续使用较长时间基因工程菌的质粒稳定，不易丢失发酵稳定性好缩短生产周期，提高设备利用率产品容易分离纯化适用于胞外酶等胞外产物的生产固定化细胞发酵产酶的工艺条件控制：1、固定化细胞的预培养，利于固定化细胞生长繁殖2、溶解氧的供给（1）不能剧烈搅拌（2）加大通气量（3）改变固定化方法3、温度的控制：连续培养时，培养液需预先调温4、培养基成分的控制：需注意载体的稳定性、溶氧固定化原生质体的特点：1、稳定性较好2、利于胞内物质的分泌3、利于氧气和营养物质的传递吸收，提高产酶率固定化原生质体发酵产酶的工艺条件及控制：1、发酵液中需加渗透压稳定剂2、防止细胞壁再生3、固定化原生质体时，保证原生质体浓度第三章动、植物细胞培养产酶第四章酶的分离纯化酶的提取和分离纯化——是指将酶从细胞或培养基中取出，再与杂质分开，而获得与使用目的要求相适应的有一定纯度的酶产品的过程，是酶工程的主要内容之一。
医药98％、99.9％遵循的原则：1、原料易得，成本低，含酶量高2、各过程条件温和3、尽可能使用缓冲液4、操作中，注意保护酶活力:如加EDTA、半胱氨酸、蛋白酶抑制剂等5、跟踪酶分离每一步的总活力和比活力，判别每步方法的可行性6、注意分离方法的使用顺序（1）先用低分辨率的方法:离心、沉淀、过滤等（2）后用高分辨率方法:结晶、膜分离、离子层析（3）昂贵、分离规模小的放最后:凝胶层析、亲和层析、HPLC(高压液相色谱）等第二节细胞的破碎与提取细胞破碎：通过各种方法使细胞外层结构破坏的技术过程。
目的：使胞内酶释放细胞破碎的方酶分子修饰天然酶的局限：稳定性较差活性不够高可能具有抗原性酶分子修饰：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。
酶分子修饰的作用：提高酶的活力activity增强酶的稳定性stability降低或消除酶的抗原性immunological property研究和了解酶分子中主链、侧链、组成单位、金属离子和各种物理因素对酶分子空间构象影响structure酶分子修饰的方法：金属离子置换修饰(metal ion replacement modification)大分子结合修饰(macromolecules combine modification)侧链基团修饰(side-chain group modification)肽链有限水解修饰(peptide chain limited hydrolysis modification)氨基酸置换修饰(amino acid replacement modification)物理修饰(physical modification)大分子结合修饰：采用水溶性大分子与酶的侧链基团共价结合，使酶分子的空间构象发生改变，从而改变酶的催化特性的修饰。
