研究生酶学1
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第25卷第2期2006年3月 食品与生物技术学报Journal of Food Science and Biotechnology Vol.25 No.2Mar. 2006 文章编号:167321689(2006)022******* 收稿日期:2005210213; 修回日期:2005212220. 基金项目:国家“十五”科技攻关专项项目(2001BA706B 218);南京市科学技术局项目(2003010145).作者简介:孟广荣(19752),女,山东德州人,生物化学博士研究生;3为通讯作者.内切β2葡聚糖苷酶的分离纯化及酶学性质孟广荣, 杨树林3, 曾亮亮, 李新柱, 蔡凤(南京理工大学生物工程研究所,江苏南京210094)摘 要:利用¨A KTA U PC 2900快速蛋白液相色谱系统(FPL C )从黑曲霉发酵粉中分离纯化出内切β2葡聚糖苷酶。
分离纯化后的酶比活力提高了8.1倍,回收率为7.5%。
经SDS 2PA GE 电泳分析该内切酶的相对分子质量为26400。
酶学试验研究表明:该酶的最适反应温度为55℃,最适p H 为4.8,Lineweaver 2Burk 法求得动力学参数,K m 和V max 分别为6.838×1023mg/mL 、2.906×1022(mL ・min )/mg 。
并确定了FPL C 层析缓冲液的离子强度为4.8mmol/L 时分离效果达到最佳。
关键词:黑曲霉;纤维素酶;内切β2葡聚糖苷酶;分离纯化;酶学性质;动力学中图分类号:Q 814.1文献标识码:APurif ication and Properties of an E ndo 2β2glucanaseM EN G Guang 2rong , YAN G Shu 2lin 3, ZEN G Liang 2liang , L I Xin 2zhu , CA I Feng(Biotechnology Institute ,Nanjing University of Science and Technology ,Nanjing 210094,China )Abstract :An endo 2β2glucanase was isolated and p urified f rom a commercial p reparation ofA s per gill us ni ger by means of FPL C (¨A KTA U PC 2900).The specific activity of t heendoglucanase increased 8.12fold ,and recovery coefficient reached 7.5%.The molecular weight was estimated as 26400by SDS 2PA GE.The optimal reaction temperat ure and p H of t he endoglucanase 55℃and 4.8,respectively.The values of Km and Vmax calculated from Lineweaver 2Burk plot s were 6.8381023mg/ml and 2.9061022(ml min )/mg ,respectively.The endoglucanase was p urified effectively under t he buffer io nic st rengt h of 4.8mmol/L.K ey w ords :A s per gill us ni ger ;cellulase ;endoglucanase ;p urification ;enzyme property ;kinetics 纤维素酶是起协同作用的多组分酶系,可广泛应用于医药、食品、纺织、酿酒等领域[1]。
自然界中产淀粉酶菌株分离纯化及酶活测定淀粉酶(Amylase )又称糖化酶,是指能使淀粉和糖原水解成糊精、麦芽糖和葡萄糖的酶的总称。
淀粉酶一般作用于可溶性淀粉、直链淀粉、糖元等α-1, 4-葡聚糖,水解α-1, 4-糖苷键的酶。
根据作用的方式可分为α-淀粉酶(EC 3. 2. 1. 1.)与β-淀粉酶(EC 3. 2. 1. 2. )。
α-淀粉酶广泛分布于动物(唾液、胰脏等)、植物(麦芽、山萮菜)及微生物;β-淀粉酶与α-淀粉酶的不同点在于从非还原性末端逐次以麦芽糖为单位切断α-1, 4-葡聚糖链。
主要见于高等植物中(大麦、小麦、甘薯、大豆等),但也有报告在细菌、牛乳、霉菌中存在。
淀粉酶是一种用途极广的生物催化剂,广泛应用于造纸、食品、医药工业。
如饴糖、啤酒、黄酒、葡萄糖、味精、抗生素等行业;用于高质量的丝绸、人造棉、化学纤维退浆;制成不同品种的工业酶、医用酶、诊断酶等;在洗涤剂工业中,作为洗涤剂酶与碱性蛋白酶、脂肪酶一起添加于洗衣粉中制成多酶洗衣粉等具有极广泛的用途。
随着社会需求的增大,工业生产对淀粉酶的需求量越来越大,其在各领域应用广泛,急需寻找更高酶活的产酶菌株满足生产需要。
生淀粉酶是指对不经过蒸煮糊化的生淀粉颗粒能够表现出强水解活性的酶类。
70年代由于两次石油危机,引起各国学者从节能和有效利用天然资源出发,重视对生淀粉酶的研究。
研究大致分两个方面:一是探讨对生淀粉不经蒸煮,直接用于酒精发酵的可能性;另一则是从自然界中分离筛选能产生生淀粉酶的微生物,并进而研究生淀粉酶的酶学特性及其产生菌的徽生物学特性[1, 2]。
除动物自身的消化道可分泌一些淀粉酶外,淀粉酶的另外两大来源是植物和微生物能产生生淀粉酶的微生物较多。
Ueda [3, 4],Mizokami [5],Tamiguchi [6],Kainuma [7]先后报道了Aspergillus awaraori,Rbizopus . sp.,Strepiococcus boris,Bacillus circulans,Chalara paradoxa等菌种均有产淀粉酶能力。
currentresearchinfoodscience文献您好!以下是一些关于当前食品科学研究的文献,包括正文和拓展:1. "Current perspectives on food science and technology" by K. B. Lettinga, F. G. M. ter Haar, and J. A. M. van der Star. This book covers a wide range of topics including food chemistry, nutrition, processing, and safety.拓展:这本书是食品科学领域最新和最全面的著作之一,涵盖了食品化学、营养、加工和安全等各个方面。
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作者们都是食品科学的知名专家,他们的文章提供了对食品科学研究的全面认识。
3. "Enzymology: A practical approach" by W. A. F. Idso. This book focuses on the biochemistry of enzymes and their role in metabolism and digestion.拓展:这本书是一本介绍酶学理论和实践的经典之作。
2024年研究生考试《西医综合》预测题(含答案)学校:________ 班级:________ 姓名:________ 考号:________一、单选题(35题)1.类固醇激素作用的受体是()A.酪氨酸激酶受体B.核受体C.G蛋白偶联受体D.鸟苷酸环化酶受体2.女性,35岁。
反复皮肤紫癜1年。
半月来月经量较前明显增多。
查体:四肢可见出血点、紫,心肺检查未见异常,肝脾肋下未触及。
血常规:Hb100g/L,WBC 7.6×109/L,血小板24×109/L。
骨髓检查在2cm×1.5cm 片膜上见巨核细胞45个,未见产板型巨核细胞。
该患者最可能的诊断是()。
A.再生障碍性贫血B.原发免疫性血小板减少症C.过敏性紫癜D.骨髓增生异常综合征3.持续性心房颤动用洋地黄治疗的主要目的是A.加强心肌收缩力B.抑制迷走神经C.恢复窦性心律D.减慢心室率4.男性,55岁,1天来出现上腹痛,向腰背部放射,进行性加重,曾呕吐1次,为胃内容物,呕吐后腹痛未减轻,大便2次,稍稀,无脓血和里急后重,既往有胆囊结石病史5年,查体,体温37.4℃,血压120/80mmHg,巩膜无黄染,心肺未见异常,肝脾未及,腹平软,上腹轻压痛,移动性浊音阳性,肠鸣音4次/分。
该患者最可能的诊断是()。
A.急性胃炎B.胃溃疡C.急性胰腺炎D.急性心肌梗死5.尿素容易通过的部位()。
A.近端小管B.髓袢C.远曲小管D.集合管髓段6.女性,25岁,宫内孕38周,1周来心悸,平卧位明显气促,双下肢水肿来院,既往有心肌炎病史。
查体:P 120次/分,R 18次/分,BP 140/90mmHg。
高枕卧位,双肺叩诊清音,听诊正常,心尖动点位于第四肋间左锁骨中线外1.0cm,闻及第三心音,未闻及杂音,肝脾脏触诊不满意,宫底位于剑突下4cm,下肢凹陷性水肿(++)。
该孕妇体检诊断,不正确的是()。
A.心动过速B.高血压C.心脏扩大D.正常第三心音7.女性,45岁,2个月来无诱因出现双上肢关节疼痛伴晨僵,每于早晨起床后两手指关节僵硬,持续约一个多小时后逐渐缓解,未诊治,三天来加重来诊,诊后饮食好,大小便正常,既往体健,查体:双侧前臂伸面对称部位各触及两个皮下结节,直径约5mm,活动,质硬,无压痛,心肺腹查体未见异常,双上肢近端指间关节,掌指关节和腕关节肿胀,有压痛,下肢不肿。
山东农业大学学报(自然科学版),2024,55(1):076-083Journal of Shandong Agricultural University ( Natural Science Edition )VOL.55 NO.1 2024 doi:10.3969/j.issn.1000-2324.2024.01.011Trametes hirsuta漆酶的分离纯化及其对活性染料脱色研究刘飞,李治宏,张仕豪,刘璇,郑晓晴,焦若若,朱友双*济宁医学院生物科学学院,山东日照 276800摘要:漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,在生物检测、工业染料脱色、有机农药降解、纸浆漂白及食品饮料等领域具有广泛的应用价值。
本研究使用实验室自主筛选鉴定的漆酶高产菌株粗毛栓菌(Trametes hirsuta),液态发酵后,培养液经硫酸铵分级沉淀、DEAE Sepharose FF 阴离子交换层析分离纯化,酶活总得率57.2%,纯化倍数6.0倍,比活力为758.5 U/mg,漆酶的分子量约为50 kDa。
利用粗毛栓菌粗酶液分别对结晶紫、溴酚蓝、孔雀石绿、詹姆斯绿B进行脱色,同时研究了染料浓度、脱色温度、pH和NaCl对溴酚蓝和孔雀石绿脱色率的影响。
结果表明,溴酚蓝和孔雀石绿浓度分别为40 mg/L 和50 mg/L时脱色率较高;在脱色温度为50 ℃时,漆酶对溴酚蓝和孔雀石绿的脱色率较高,最高脱色率分别为68.51%和83.06%;溴酚蓝在pH 3.5时脱色率最高达到72.61%,而孔雀石绿的脱色率在pH 4.5时最高达到83.49%;NaCl对Trametes hirsuta漆酶催化染料脱色有一定的抑制作用。
本研究表明Trametes hirsuta漆酶在染料脱色中具有较大的应用前景,在工业废水的处理中具有良好的应用潜力。
关键词:粗毛栓菌;漆酶;分离纯化;染料脱色中图法分类号:Q939.5文献标识码: A文章编号:1000-2324(2024)01-0076-08 Isolation and Purification of Laccase from Trametes hirsuta and Its Application in Reactive Dye DecolorizationLIU Fei, LI Zhi-hong, ZHANG Shi-hao, LIU Xuan, ZHENG Xiao-qing,JIAO Ruo-ruo, ZHU You-shuang*School of Biological Science/Jining Medical University, Rizhao 276800, ChinaAbstract: Laccase is a copper-containing polyphenol oxidase with a wide range of application, including bio-detection, industrial dye decolorization, organic pesticide degradation, pulp bleaching, and the food and beverage industries. We utilized a high-yield laccase strain of Tramete hirsuta identified in the laboratory. The laccase was separated and purified through ammonium sulfate precipitation and DEAE Sepharose FF anion exchange chromatography. The enzyme activity yield was 57.2%, with a purification fold of 6.0 and a specific activity of 758.5 U/mg. The molecular weight of laccase was about 50 kDa. The crude enzyme solution from Tramete hirsuta was used to decolorize crystal violet, bromophenol blue, malachite green, and Janus green B. The effects of dye concentration, temperature, pH and NaCl on the decolorization rate of bromophenol blue and malachite green were also investigated. The decolorization rates were higher when the dye concentration was 40 mg/L for bromophenol blue and 50 mg/L for malachite green. The decolorization rates of laccase on bromophenol blue and malachite green were 68.51% and 83.06%, respectively, at the temperature of 50℃. Bromophenol blue exhibited the highest decolorization rate of 72.61% at pH 3.5, while malachite green showed the highest decolorization rate of 83.49% at pH 4.5. NaCl had an inhibitory effect on the dye decolorization catalyzed by Trametes hirsuta laccase. Our study showed Trametes hirsuta laccase has a great application potential in dye decolorization and industrial wastewater treatment.Keywords: Trametes hirsuta; laccase; isolation and purification; dye decolorization漆酶是一种古老的含铜多酚氧化还原酶,最早发现于日本漆树中(Rhusvernicifera)[1],属于铜蓝氧化酶。
我的科研之路--邹承鲁院士【转载】邹承鲁,1923年生,江苏无锡人。
1951年获剑桥大学博士。
中国科学院院士,第三世界科学院院士,生物物理所研究员。
曾任中科院生物学部主任,全国政协委员、常委,中国生物化学与分子生物学会理事长。
在国内外发表科学论文二百余篇。
由于在胰岛素人工合成,蛋白质和酶学方面的贡献,曾获第三世界科学院奖、陈嘉庚生命科学奖、国家自然科学及中科院自然科学奖多次。
自传在国外出版的综合生物化学丛书•生物化学史卷发表, 对当代生物化学发展的贡献已载入史册。
经历(一)我一生做学问所遵循的基本原则可以归纳为:努力追求科学真理,避免追求新闻价值,跟踪最新发展前沿,不断提高水平,勤奋工作,永不自满。
形成这一思想和我在从中学到研究生时期所有老师的教导密不可分。
我在重庆南开中学读书时期,奠定了理科各门以及中英语文的良好基础,这些在西南联大学习时期都得到巩固和提高。
更重要的是养成自学习惯和踏踏实实勤奋工作的学风。
中学时期理科各位老师在教学和考试中,都着重强调理解,而不强求死记硬背。
对于科学上的规律性知识,只有理解了,才是真正掌握了的知识,才能为自己所用。
但是,我也不是一概反对背诵,在中学时期,语文老师都强调要背诵一些语文名篇。
我至今仍能背诵一些古文名篇,如前后出师表,李陵答苏武书,和不少唐诗宋词;英文方面的一些名篇如林肯的南北战争胜利演说等。
背诵这些中英文名著,当时是一件苦事,但也不得不承认,至今对我中英文写作都有很大的益处。
从我大学毕业时的论文导师,当时西南联大化学系主任杨石先教授那里学到的是要解决生命的奥秘,最好的途径是从化学入手的思想,因而决定了一生从事生物化学的研究。
大学毕业后我有幸考取了公费去英国留学,当时英国文化委员会方面安排我去伯明翰大学化学系从事糖化学研究。
伯明翰大学化学系无疑是世界一流的系,系主任Harworth 教授由于在糖化学方面的贡献而获得诺贝尔奖,但是我的兴趣已经是生物化学,当时生物化学的热点是酶的研究。
生物化学(biochemistry)是研究生命化学的科学,它在分子水平上探讨生命的本质,即研究生物体的分子结构与功能,物质代谢与调节,遗传信息的传递与调控,及其在生命活动中的作用。
人们通常将研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的结构、功能及基因结构、表达与调控的内容,称为分子生物学。
所以分子生物学是生物化学的重要组成部分。
一、生物化学发展简史1.初期阶段(18世纪—20世记初)生物化学的研究始于18世纪,但作为一门独立的科学是在20世纪初期。
主要研究生物体的化学组成。
2.蓬勃发展阶段(从20世记初—20世记中期)主要在营养学,内分泌学,酶学,物质代谢及其调控等方面取得了重大进展。
3.分子生物学发展阶段(从20世纪中期至今)主要有物质代谢途径的研究继续发展,重点进入代谢调节与合成代谢的研究。
另外,显著特征是分子生物学的崛起.DAN双螺旋结构模型的提出,遗传密码的破译,重组DNA技术的建立等.20世纪末始动的人类基因组计划(human genome project)是人类生命科学中的又一伟大创举。
以基因编码蛋白质的结构与功能为重点之一的功能基因组研究已迅速崛起。
当前出现的的蛋白质组学(p roteomics)领域.阐明人类基因组功能是一项多学科的任务,因而产生了一门前景广阔的新兴学科————-生物信息学(bioinformatics).我国科学家对生物化学的发展做出了重大的贡献。
二、生物化学研究的主要内容1.生物分子的结构与功能2.物质代谢及其调节3.基因信息传递及其调控三、生物化学与医学生物化学是一门重要的医学基础课,与医学有着紧密的联系.生物大分子通常都有一定的分子结构规律,即由一定的基本结构单位,按一定的排列顺序和连接方式而形成的多聚体。
蛋白质和核酸是体内主要的生物大分子,各自有其结构特征,并分别行使不同的生理功能.酶是一类重要的蛋白质分子,是生物体内的催化剂。
本篇将介绍蛋白质的结构、功能;核酸的结核与功能;酶等三章。
南方科技大学2021年硕士研究生入学考试大纲考试科目名称:生物医学综合考试科目代码:615考试要求硕士研究生入学《生物医学综合》考试,旨在了解学生对“生理学”与“生物化学与分子生物学”的基本知识、基本理论、研究方法及其原理的理解和掌握情况,同时考察学生综合分析问题和解决问题的能力。
考试形式和考试时间《生物医学综合》考试为闭卷笔试,考试时间为180分钟,总分为150分。
试卷结构(题型)题型包括名词解释、选择题、简答题和综合论述题。
考试内容考试大纲涵盖了“生理学”与“生物化学与分子生物学”的考试内容及要求。
- 1 -第一部分《生理学》考试大纲一、考试内容(一)绪论1.生命活动基本特征(新陈代谢、兴奋性、适应性、生殖)2.机体的内环境和稳态3.生理功能的神经调节、体液调节和自身调节4.体内反馈控制系统(二)细胞的基本功能1.物质跨细胞膜转运:单纯扩散、膜蛋白介导转运、主动转运、胞吐和胞吞2.静息电位和动作电位及其简要的产生机制3.细胞兴奋的条件,局部电位及其特性,动作电位它同一细胞上的传导4.细胞兴奋过程中兴奋性的变化5.细胞间的直接通讯和间接通迅,受体和配体,细胞的跨膜信号转导6.神经-骨骼肌接头处的兴奋传递7.横纹肌的收缩机制、兴奋-收缩偶联和影响收缩效能的因素(三)血液1.血液的基本组成、血量和理化特性2.血细胞(红细胞、白细胞和血小板)的数量、生理特性和功能3.红细胞的生成与破坏4.生理性止血,血液凝固、体内抗凝系统和纤维蛋白的溶解(四)血液循环1.心肌细胞(主要是心室肌和窦房结细胞)的跨膜电位及其简要的形成机制2.心肌的生理特性:兴奋性、自律性、传导性和收缩性3.心脏的泵血功能:心动周期,心脏泵血的过程和机制,心脏泵血功能的评定,影响心输出量的因素4.动脉血压的正常值,动脉血压的形成和影响因素5.静脉血压、中心静脉压及影响静脉回流的因素6.微循环的组成及血流动力学,组织液和淋巴液的生成与回流- 2 -7.心脏和血管的神经支配,心血管活动的中枢调节,心血管反射(压力感受性反射和化学感受性反射)8.心血管活动的体液调节,局部血流的自身调节9.动脉血压的短期调节和长期调节10.冠脉循环和脑循环的特点和调节(五)呼吸1.肺通气的动力和阻力,胸膜腔内压,肺表面活性物质2.肺容积和肺容量,肺通气量和肺泡通气量3.肺换气的基本原理、过程和影响因素,气体扩散速率,通气/血流比值及其意义4.氧和二氧化碳在血液中的运输方式,氧和二氧化碳的解离曲线及其影响因素5.中枢和外周化学感受器。
生物学各专业研究生课程一览表一、硕士学位基础课课程编号课程名称学分任课教师适用专业0710001 分子生物学 3 崔丽华生物学的所有专业0710002 分子生物学实验 4 崔丽华生物学的所有专业0710003 细胞生物学专题 4 薛绍白生物学的所有专业0710004 分子遗传学 4 张根发遗传学、植物学、动物学、生理学、生物化学与分子生物学、细胞生物学、微生物学、发育生物学0710005 高级无脊椎动物学 5 刘凌云动物学、生态学0710006 高级脊椎动物学 5 郑光美动物学、生态学0710007 基因工程学 3 高文臣生物化学与分子生物学、动物学、植物学、生理学、遗传学、细胞生物学、微生物学、发育生物学0710008 神经生物学 4 左明雪生理学、动物学、生物化学与分子生物学、细胞生物学、生态学0710009 发育生物学 3 曾少举生理学、植物学、动物学、细胞生物学、生物化学与分子生物学、发育生物学0710010 生物统计学 3 李仲来生态学、动物学、生理学0710011 分子酶学 3 何忠效生物化学与分子生物学、细胞生物学、遗传学、微生物学、植物学、发育生物学0710012 免疫学及实验 3 严明山细胞生物学、生物化学与分子生物学、微生物学、遗传学、生理学0710013 高级生化实验 4 崔丽华细胞生物学、遗传学、植物学、动物学、生物化学与分子生物学、微生物学、发育生物学0710014 基因表达的生物化学 3 魏群生物化学与分子生物学、细胞生物学、遗传学、微生物学、植物学、生理学、发育生物学0710015 生化文献报告与讨论 3 魏群生物化学与分子生物学、微生物学0710016 高级生态学 6 徐汝梅生态学、动物学0710017 动物地理学 3 郑光美生态学、动物学0710018 现代生物学实验技术 6 何忠效生物学的所有专业0705001 高等自然地理 3史培军刘宝元高尚玉等生态学0705002 自然资源与环境经济 3 梁进社生态学0705003 地统计学 3 卲雪梅等生态学0705005 自然资源生态学 3 江源等生态学0705007 遥感信息处理及其空间分析 3 潘耀忠陈晋生态学0705010 系统工程 3 唐海萍生态学0710019 专业英语 1 生态学二、硕士学位专业课课程编号课程名称学分任课教师适用专业0710101 植物学及植物生理学实验技术 6 王英典植物学、发育生物学0710102 植物生殖生物学 3 刘宁植物学、发育生物学0710103 高级植物生理学 4 王英典植物学、发育生物学0710104 高级植物生态学 3 娄安如植物学、生态学0710105 染色体学 3 刘彦动物学0710106 保护生物学 3 张正旺动物学、生态学0710107 鸟类学 4 郑光美动物学、生态学0710108 分子细胞学 3 刘凌云动物学0710109 神经生物学实验 6 左明雪生理学、细胞生物学、生物化学与分子生物学0710110 发育神经生物学 3 左明雪生理学、细胞生物学、生物化学与分子生物学0710111 古典经络学与现代经络学 2 刘里远生理学0710112 神经免疫学 2 杨贵波生理学0710113 现代微生物学 3 黄秀梨微生物学0710114 分子病毒学 3 郑光宇微生物学0710115 组织培养 3 张鸿卿细胞生物学、生化及分子生物学、遗传学等0710116 细胞遗传学 4 张根发遗传学、细胞生物学、植物学、动物学、生理学0710117 数量与群体遗传学 3 黄远樟遗传学、生态学0710118 植物体细胞遗传学 3 张根发遗传学、植物学0710119 分析细胞学 3 薛绍白细胞生物学0710120 种群生态学 4 徐汝梅生态学、动物学0710121 动物行为学 4 张立生态学、动物学0710122 动物生理生态学 5 李庆芬生态学、动物学0710123 鸟类生态学 5 郑光美生态学、动物学0710124 分子生物医学基础 3 翟永功生理学、细胞生物学、生物化学与分子生物学0705103 城市遥感 3 陈晋生态学0705104 研究设计与科技论文写作 3 刘宝元生态学0705106 地理学前沿讲座 1 刘宝元龚道溢生态学0705110 城市生态学 3 康慕谊生态学0705111 资源与环境法 3 杜群生态学0705112 自然灾害学原理 3 史培军等生态学0705115 生态学研究方法与实践李晓兵生态学0705117 地学与生态学模型研究与应用 3 高琼唐海萍生态学三、硕士专业选修课课程编号课程名称学分任课教师适用专业0710201 实用统计软件包 2 张立生态学、动物学0710202 脊椎动物比较解剖学 3 宋杰生态学、动物学0710203 染色体基因工程实验技术 3 刘彦动物学0710204 植物系统学 3 刘全儒植物学0710205 结构植物学 3 方瑾植物学0710206 植物区系地理学 3 娄安如植物学0710207 植物发育细胞分子生物学 3 王英典植物学、发育生物学0710208 计算机技术在遗传学中应用 3 黄远樟遗传学0710209 药物化学 3 生物化学与分子生物学0710210 X射线衍射学 3 生物化学与分子生物学0710211 核磁共振的物理基础 3 生物化学与分子生物学0710212 理论生态学 3 张大勇生态学、动物学、植物学0710213 水生生态学 3 牛翠娟动物学、生态学0710214 生态系统生态学 4 徐汝梅生态学0710215 兽类学 4 孙儒泳生态学、动物学0710216 水生生物学 3 牛翠娟动物学、生态学0710217 昆虫学 4 徐汝梅动物学、生态学0710218 微机软件应用 20710219 算法语言 20710220 植物形态发育生物学 3 肖尊安植物学0710221 生态学野外研究技术 3 张正旺动物学、生态学0710222 细胞信号系统 3 任海云细胞生物学、发育生物学、植物学、动物学0710223 分析测试技术 3 邓志伟生物学的所有专业0710224 生物医学科研方法导论 2 翟永功细胞生物学、生理学、生物化学与分子生物学等0705205 应用植物生态学 2 江源生态学0705207 森林生态学 2 康慕谊生态学0705220 自然灾害数据库设计与空间分析 2 王平生态学0709105 风沙地貌 2 刘连友生态学0709106 风沙物理 2 邹学勇生态学四、博士学位专业课课程编号课程名称周学时任课教师适用专业0710501 高级鸟类学 3 郑光美动物学、生态学0710502 高级生态学 3 徐汝梅动物学、生态学0710503 高级保护生物学 3 张正旺动物学、生态学0710504 细胞周期生物学 3 王永潮柳惠图细胞生物学0710505 高级细胞生物学 3 薛绍白细胞生物学0710506 基因表达和突变 3 何忠效生物化学与分子生物学0710507 结构分子生物学 3 魏群生物化学与分子生物学、细胞生物学0710508 生物大分子结构与功能 3 魏群生物化学与分子生物学、细胞生物学0710509 基因表达药物 3 魏群生物化学与分子生物学0710510 高级细胞分子生物学技术 3 柳惠图细胞生物学0710512 分析细胞学 3 薛绍白细胞生物学0710513 昆虫生态学 3 徐汝梅生态学0710514 鸟类生态学 3 郑光美动物学、生态学0710515 动物生理生态学 3 李庆芬生态学0710516 动物地理学 3 郑光美生态学、动物学0710517 分子神经生物学 3 左明雪生理学、细胞生物学、动物学、生物化学与分子生物学、生态学0710518 脑的发育及调控 3 左明雪生理学、细胞生物学、动物学、生物化学与分子生物学、生态学0710519 进化生态学 3 张大勇生态学、动物学、植物学0710520 现代分子生物医学 4 李亦平生理学、细胞生物学、生物化学与分子生物学0710521 分子生物医学实验技术 6 李亦平生理学、细胞生物学、生物化学与分子生物学0705503 对地观测技术与土地利用/覆盖变化研究3宫鹏史培军等生态学0705505 灾害动力学 3 史培军生态学0705506 资源与环境经济研究 3 梁进社李晓西生态学0705507 景观生态学原理 3 康慕谊生态学0705508 地学、生态学定量分析与建模 3 高琼生态学0705509 第四纪环境与全球变化 3 高尚玉生态学。
为什么酶能有效地降低反应的活化能呢?这是因为 (1)酶与底物的邻近效应(Proximity)和定向效应(Orientation)。邻近效应是指A和B两个底物分子结合在酶分子的活性部位上,使得反应基团相互靠近,从而降低了进入过渡态所需的能量,这种效应称为邻近效应。邻近效应大大增加了反应物的有效浓度。底物有效浓度大,自然反应速度加快。定向效应是指当底物结合在酶活性中心时,反应基团沿一定的方向相互靠近,使反应基团的分子轨道发生交叉,进入过渡态。定向效应给反应基团分子轨道交叉提供了良好的条件。这是在溶液中由于分子随机接触而进入过渡态所不能比拟的。 (2)酶与底物相互诱导的扭曲变形(strain或distortion)以及构象变化。我们知道过渡态分子是不稳定的,其中某些化学键是处于伸展或变形之中。反应物要达到过渡态的化学键状态是需要能量的。酶活性部位与底物结合,可使底物的某些敏感键发生变形,从而使底物分子更接近于过渡态。底物分子的变形可能是发生在底物与酶结合时,为了很好地契合,底物的构象有了小的变化,也可能是由于底物诱导酶改变构象之后随之而得的一个结果。总之,酶活性部位的某些基团或离子,使底物敏感键的某些基团的电子云发生改变,即底物发生构象改变,形成互相契合的酶底物复合物。 (3)广义的酸碱催化,共价催化以及酶活性中心微环境的影响。酶活性中具有相互的催化基团,这些基团可以参与催化反应,其具体的催化机理后面章节会专门讲到的。此外,酶活性中心的微环境有利于特定的催化翻译能够进行。 在一个具体的酶催化反应中,上述因素往往是同时起作用,从而表现出酶催化功能的高效性,这是一般化学催化剂所无法比拟的。 酶特异性的类型 一般来讲,一种物质能否成为某种酶的底物,必须具备两个条件,一是分子上具有被酶作用的化学键,二是该分子应具有一个或多个结合基团与酶活性中心结合,并使其敏感键对准酶的催化基团。 一般来说,酶的底物特异性一般可分为下列类型 (A)反应特异性(reaction specificity):指酶只催化某一特定类型的反应,如氧化作用(oxidation),转氨作用(transamination)等。 (B)底物特异性(substrate specificity):指酶通常只选择性地与一组化学上相似的分子中一种或一对分子发生有效地结合,如谷氨酸脱氨酶与氨基酸中谷氨酸有效地结合,麦芽糖酶只作用于麦芽糖,脲酶只作用于尿素。后两者又称绝对专一性结合(absolute specificity) (C)立体化学特异性(stereochemical specificity或stereospecificity) 如果底物分子存在多种立体异构体(stereoisomers),它们中仅一种立体构性分子能有效地与酶活性中心结合。如精氨酸酶只水解L-Arg,而不作用于D-Arg,乳酸脱氨酶只作用于L-乳酸。葡萄糖代谢中的酶仅作用于D-葡萄糖残基分子。反丁烯乙酸酶只作用于反丁烯二酸,而不作用于顺反丁烯二酸等。反应特异性通常是由于酶活性位点内特异催化基团的特殊性质决定的。底物特异性则是由酶活性位点内的接触残基和结合基团的作用决定的。而立体特异性则需要酶活性部位的基团与底物分子在各个位置上相互作用。 生命现象表现了其内部反应过程的有序性,这种有序性是受多方面因素调节和控制的。而酶活性的调控又是代谢调节作用的主要方式。酶活性调节主要有7种方式: 1)、酶浓度调节 酶浓度调节主要表现在两个方面:一是诱导或抑制酶的合成,另一是调节酶的降解。例如,β-半乳糖苷酶的合成,平时是处于被阻遏状态,当乳糖存在时,半乳糖苷酶基因活化,诱导酶的合成。另一个方面各种酶在细胞内都有一定的寿命,最后都能被蛋白酶降解掉,酶的降解也是对酶作用的一种调节方式。 2)、信号诱导调节 当外界信号分子与细胞膜上的受体作用后,可调节细胞内的酶蛋白的合成。比如乳糖合成酶有两个亚基:催化亚基和修饰亚基,催化亚基本身不能合成乳糖,但当它与修饰亚基结合后,则可催化半乳糖和葡萄糖反应生成乳糖。修饰亚基的水平则是由激素控制的妊娠时,修饰亚基在乳腺中生成,分娩时,由于激素水平急剧地变化,修饰亚基大量地合成,与催化亚基结合后,即合成大量的乳糖。 3)、酶活力的调节 细胞内新合成的新生酶许多是无活性的前体(即酶原)形式存在。一旦生理需要,才通过限制性水解作用使酶原转变为具有生物活性的酶。这个过程也称为酶原激活。例如胰蛋白酶原在小肠里被其它蛋白水解酶作用,切除一个六肽后,活化成胰蛋白酶。 4)、共价修饰调节 共价修饰调节本身也是通过酶催化来进行的,即在一个酶分子上,共价地引入一个基团从而改变它的活性,引入的基团又可能被另一个酶催化除去。例如磷酸化酶的磷酸化和去磷酸化;大肠杆菌谷氨酸胺合成酶的腺苷酸化和去腺苷酸化都是以这种方式来调节它们的活性。 5)、抑制剂的作用 酶活性可受到大分子或小分子抑制剂的抑制,从而影响酶活力。如抑肽酶可抑制胰蛋白酶的活性,2,3-二磷酸甘油可抑制磷酸变位酶的活性。 6)、反馈作用 在许多合成反应系列中,催化第一步反应的酶活性往往可被终端产物抑制。这种对自我合成的抑制称为反馈抑制。这在生物合成代谢中是常见的现象。例如,异亮氨酸可抑制异亮氨酸合成代谢通路中的第一个酶-苏氨酸脱氢酶的活性。当异亮氨酸的浓度降低到一定的水平时,抑制作用解除,合成反应又重新开始。 7)、金属离子的调节作用 一些酶需要K+活化,而Na+则不能活化,有时还有抑制作用。例如L-高丝氨酸脱氢酶,丙酮酸激酶,天门冬氨酸激酶,丙酮酸羧化酶。 另一些酶则需要Na+活化,K+起抑制作用。如蔗糖酶。 酶蛋白有三种组成形式 单体酶(monomeric enzyme)一般是由一条多肽链组成,但有的单体酶则是多条肽链组成,如胰凝乳蛋白酶是由三条肽链组成,肽链间由二硫键相连构成一个整体。这类含有几条肽链的单体酶往往是由一条无活性的前体多肽链(酶原)经活化断裂后形成的。 寡聚酶(oligomeric enzyme)是由两个或两个以上亚基组成的酶,这些亚基可以是相同的,也可以是不同的。 多酶复合体(multienzyme complex)是由两个或两个以上的酶,靠非共价键连接在一起而成。其中每一个酶催化一个反应,所有的反应依次连接,构成一个代谢途径或代谢途径的一部分。由于这一串的反应是在一个高度有序的多酶复合体内完成,所以反应效率非常高。 多酶融合体(multienzyme conjugate)是指一条多肽链上含有两种或两种以上催化活性的酶。这往往是基因融合的产物。它们可以是单体酶的形式,也可以是寡聚酶或多酶复合体的形式存在。 所有的酶被分为六大类(1)氧化还原酶类,(2)转移酶类,(3)水解酶类,(4)裂合酶类,(5)异构酶类,(6)连接酶类。 活性部位的含义 从结构上看,生物大分子内与酶催化活力直接相关的一个小区域我们称之为活性部位或活性中心。它是酶分子中与底物结合并催化反应的场所。活性部位是由酶分子中极少数的几个氨基酸残基的侧链基团组成。它们在一级结构上的位置可能相距很近,可能分别位于同一肽链或不同肽链的不同位置。由于肽链的折叠和盘转,使得它们在空间位置上很接近,构成一个特定的活性区域结构。 就功能而言,活性中心的几个氨基酸侧链基团又可分为底物(包括辅酶,金属离子等)结合部位和催化部位。底物结合部位是与底物特异性结合的有关部位,因此也叫做特异性决定部位。催化部位直接参与催化,底物的敏感键在此部位被切断或形成新键,并生成产物。底物结合部位和催化部位之分并不是绝对的,有的基团兼有结合底物和催化底物的功能。 催化部位和底物结合部位都是活性部位的组成部分,但两者的功能有所不同。 催化部位是由催化反应中直接参与电子转移的氨基酸残基组成,一般来讲,没有辅酶的酶蛋白的催化部位,仅涉及某几个特定的氨基酸残基侧链基团。而有辅酶的酶,由于辅酶直接参与电子转移。当然与辅酶结合的酶蛋白的特定氨基酸残基也是不可缺少的。另外,有些酶含有某些金属,这些金属与催化反应直接相关。而这些金属都是通过与酶蛋白特定的氨基酸侧链相互作用后,与底物之间进行电子转移。不管那种情况,酶的催化部位总是要涉及几个特定的氨基酸残基的侧链基团的。 底物结合部位 每种酶都有自己独特的专一性。只有与酶活性中心结构相适应的底物分子才能被酶结合。(适应是多方面的,如分子大小、形态、电荷)。应该说底物专一性主要是由底物结合部位决定的。但有些催化基团也参与底物的结合。酶与底物的特异结合是多点结合,需要几个或更多的氨基酸残基参加(可以是残基侧链,也可以是主链骨架),而且要求这些残基在三维空间中的正确排布。如果正确的位置受到干扰或破坏,不仅丧失识别底物和非底物的能力,底物不能正确地结合在活性中心。由此导致酶活性降低,乃至完全失活。 催化部位与底物结合部位的关系 虽然从功能上讲可以把活性部位分为催化部位和底物结合部位,但这两个部位并不是各自独立存在的,而是相互关联的。作为一个酶来讲。底物的结合部位的作用,不单单是识别,固定底物分子,而且要求底物处于被催化的最优位置。构成底物结合部位的氨基酸残基的空间位置,不但要适合底物的结合,同时也要求适合于催化底物反应。 别构部位(Allosteric site) 许多酶除了活性部位之外,还有所谓的别构部位。一般讲来别构部位是独立于活性部位之外的另一个别构配体结合部位。别构配体与酶底物毫无共同之处。当一个别构配体分子与配体部位结合后,会引起酶分子构象上的变化,从而导致活性部位构象的改变。这种改变可能增加催化能力,也可能降低催化能力。前者称为正协同作用,后者称为负协同作用。与活性部位的底物结合不同,别构配体与别构部位结合后,配体本身并不发生任何化学变化,只是间接地影响酶活力。 确定酶活性部位的研究方法 化学修饰法 酶分子中可以被修饰的基团很多,凡是可解离的或带有极性的侧链基团如羟基、巯基、咪唑基、氨基、羧基等都是修饰的对象。在化学修饰法中,常常使用酶失活的特异性来确定活性基团。此法是以竞争性抑制保护酶活性,因为抑制剂结合的部位是活性部位,所以在竞争性抑制剂存在下,共同标记使酶失活的程度就会远远底于无抑制剂存在时的情况。 (1)使用非特异性试剂对特殊基团的标记 如酶的活性中心含有活性部位以外没有的氨基酸残基时,则可使用一般非特异性试剂(即不能区分活性部位内和外的基团的试剂)进行化学修饰。 (2)差示标记法 这类方法是非特异性试剂标记法的发展。此法主要是利用竞争性抑制作