酶工程习题.doc

第一、二章习题1. 固定化细胞就是被限制自由移动的细胞，既细胞受到物理化学等因素约束或限制在一定的空间界限内，但细胞仍保留催化活性并具备能被反复或连续使用的活力。是在酶固定化基础上发展起来的一项技术。 2. 与游离细胞相比固定化细胞的优点：（1）固定化细胞可以将微生物发酵改为连续酶反应（2）可以获得更高的细胞浓度；（3）细胞可以重复使用；（4）在高稀释率时，不会产生洗脱现象；（5）单位容积的产率高；（6）提高遗传稳定性；（7）细胞不会受到剪切效应的影响。（8）发酵液中菌体含量少，有利与产品的分离纯化。 3. 与固定化酶相比，固定化细胞具有以下优点：（1）免去了破碎细胞提取酶的手续（2）酶在细胞内的稳定性较高，完整细胞固定化后酶活性损失少（3）固定化细胞制备的成本比固定化酶低（4）无需辅酶再生 4. 虽然固定化细胞具有上述许多优点，但也有不足之处，具体表现在：1，仅能利用胞内酶；2，细胞膜、细胞壁和载体都存在着扩散限制作用；3，载体形成的孔隙大小影响高分子底物的通透性；4，可能有副反应。 5. 按固定的细胞类型不同分为三类：（1）微生物；（2）动物；（3）植物。 6. 按细胞的生理状态不同分为两大类：（1）死细胞：包括完整细胞、细胞碎片、细胞器。适用于一种酶催化的反应。（2）活细胞：包括增殖细胞、静止细胞、饥饿细胞。适用于多酶反应，特别是需要辅酶的反应。 7. 细胞固定化方法有：Adsorption（吸附）；covalentbonding（共价结合）；Crosslinking（交联）；Entrapment（包埋）、Encapsulation（微胶囊）。 8. 吸附法的原理：利用载体和细胞表面所带电荷的静电引力（vanderWallsforces），使细胞吸附于载体上。吸附法可分为物理吸附和离子吸附两种。该法操作简单，固定化过程对细胞活性影响小。 9. 采用吸附法固定细胞，所用的载体主要有：硅藻土、木屑、多孔玻璃、活性炭、 10. 多孔陶瓷、离子交换树脂和等。塑料 11. 影响吸附固定化的因素：（1）Z-电位（2）细胞的性质和细胞壁的组成（3）载体的性质（4）pH 12. 共价结合法：利用细胞表面的反应基团（如氨基、羧基、羟基、巯基、咪唑基）与活化的无机或有机载体反应，形成共价键将细胞固定。用该法制备的固定化细胞一般为死细胞。 13. 交联法利用双功能或多功能试剂与细胞表面的反应基团（如氨基、羧基、羟基、巯基、咪唑基）反应，从而使细胞固定。常用的交联剂包括：戊二醛、甲苯二异氰酸酯、双重氮联苯胺。 14. 由于交联试剂的毒性，这一方法具有一定的局限性。 15. 包埋法是细胞固定化最常用的方法。包埋法可以分为：1，微胶囊法：利用半透性聚合物薄膜将细胞包裹起来，形成微型胶囊；2，凝胶包埋法：是在无菌条件下，将生物细胞和胶溶液混合在一起，然后再经过相应的造粒处理，形成直径为1-4mm的胶粒。 16. 常用的包埋剂为：聚丙烯酰胺、琼脂、海藻酸、卡拉胶、二醋酸纤维、三醋酸纤维、明胶等。 17. 固定化方法的比较：吸附法：条件温和、方法简便、载体可再生。但操作稳定性差。共价法：操作稳定性高。但由于试剂的毒性，易引起细胞的破坏。交联法：可得到高细胞浓度，但机械强度低，无法再生，不适于实际应用。包埋法：细胞和载体间没有束缚，固定化后，细胞仍保持较高活力。但这类方法只适用于小分子底物。 18. 固定化细胞由于其用途和制备方法不同，可以是颗粒状、块状、条状、薄膜状或不规则状等。但目前大多数制备成颗粒状珠体。 19. 细胞经固定化后，其最适pH因固定化方法不同而有一些调整。如，用聚丙烯酰胺包埋的大肠杆菌中的天门冬氨酸酶和产氨短杆菌中的延胡索酸酶的最适pH向酸性范围偏移。但用同一方法包埋的大肠杆菌中的青霉素酰胺酶的最适pH则没有变动。 20. 类似与pH，细胞固定化方法不同，也有可能导致最适温度产生不同的变化。 21. 稳定性，一般而言，细胞经固定化后，其稳定性会有所提高。 22. 酶工程：应用酶的特异性催化功能并通过为人类生产有用产品及提供有益服务的技术为酶工程。 23. 酶：生物体内具有特殊催化功能的蛋白质陈为酶。 24. 固定化酶：限制或定位于特定空间位置的酶称为固定化酶。 25. 固定化细胞：被限制或定位于特定空间位置的细胞称为固定化细胞。 26. 载体结合法：将细胞悬浮液直接与水不容性载体相结合的固定化方法。 27. 包埋法：将细胞定位于凝胶网格内的家伙称为包埋法。 28. 偶联效率：偶联固定化反应过程中载体结合蛋白质的能力称为偶联效率。 29. 酶活力：酶类催化特定化学反应的能力称为酶活力。 30. 酶比活：指每毫克酶蛋白所表现的活力。 31. 固定化反应的酶活力回收率：固定酶所显示的活力与加入偶联液中酶总活力的比值称为固定化反应的酶活力回收率。 32. 酶试剂盒：将酶、反应试剂、激活剂、填充剂、及缓冲剂等配成检测用的混合制剂称酶试剂盒。 33. 酶工程主要是研究酶在工业、医药等各个领域中的应用。 34. 酶是生物体内具有特殊催化功能的蛋白质。 35. 酶工程的主要内容：酶的发酵生产，酶的分离纯化，酶的分子修饰，酶和细胞的固定化，酶反应器。 36. 酶在一定条件下仅能影响化学反应速度，而不改变化学反应平衡点。 37. 酶工程的核心内容是酶和细胞的固定化技术。 38. 判断酶固定化方法优劣的指标是偶联效率及固定化酶活力。 39. 固定化酶偶联效率的测定方法有残留法和水解法。 40. 1972年，国际酶学委员会提出新的酶活单位，称为Katal单位。 41. 固定化酶活力的测定方法有分批测定法和连续测定法。 42. 管状固定化酶称为酶管。 43. 固定化酶操作稳定性的表示方法为半衰期。 44. 当酶固定化后，对于高分子底物的活性明显下降。 45. 固定化酶体外应主要是床式反应器。 46. 编号E.C3.2.3.1的酶是水解酶。 47. 利用固定化黄色短杆菌可以生产L苹果酸。 48. 包埋法固定酶可利用的载体是硅胶等。 49. 胶联法可用于制备固定化酶，戊醛不能做为交联剂。 50. 制备固定化酶的交联法中，常用的交联剂，己二酰亚胺二甲酯，15-二氟14二硝基苯，双重氮联苯胺2，2二磺酸。 51. 在制备固定化酶的过程中，加入比活1500/Uml的酶液50ml，反应一段时间后，用缓冲液洗脱，得到比活力为50U/ml的酶缓冲液400ml，则偶联效率为7303。 52. 1961年，国际酶学委员会规定，1个酶活单位指特定条件下，1min内转化1umol底物的酶量。 53. 1Kata6*107U。 54. 在固定化酶的过程中，测固化酶总活力为10000U，在固定化前加入酶的总活力为20000U，现在上清液余酶活力为2000U，则固定化酶的相当活力为55.6。 55. 用分批测定固定酶活力，弱搅拌过快导致酶活力变大。 56. 酶珠、酶块、酶片都属于颗粒状固定酶。 57. Asp酶包埋时，在延胡索酸铵存在下可获得高活力固定化天冬氨酸酶。 58. 大多数天然酶经固定化后对蛋白酶耐受力有所提供原因是空间位阻。 59. 当酶固定后，对于高分子底物的活性变小。 60. 酶固定化后其反应最适pH可能变大，也可能变小。 61. 用聚丙稀酰胺包埋的转化酶，其Vmax较天然酶小10。 62. SOD是消炎酶类。 63. 可治疗肿瘤的酶有L天冬酰胺酶、谷氨酰胺酶、羧基肽酶、L精氨酸酶等。 64. 现在固定化酶的物理性状有酶膜、酶管、酶纤维、微囊、颗粒状等。 65. 用分批测定法测定固化酶活力时，影响测量结果的因素有搅拌速度、振荡速度、反应器性状、反应液数量等。 66. 测定固定化酶活力时应注明反应温度、固定化酶的干燥条件、用于固定化的原始酶活力等。 67. 用共价结合法固定酶时，常用载体有纤维素、淀粉、尼龙等、 68. 用载体结合法固定酶的特点是操作简单、不影响酶活性等。 69. 利用酶分子上的氨基、羧基、酚基、咪唑基基团可以进行共价结合。 70. 交联法制备固定化酶包括交联酶法、酶与辅助蛋白交联法、吸附交联法及载体交联法。 71. 固定化细胞的特点有：无需进行酶的分离纯化；固定化过程酶回收率高；细胞内辅因子可以自生、再生；可催化一系列反应；抗污染能力强 72. 过氧化氢酶可以来源于细菌、霉菌、红血球等。 73. 酶催化反应的特点是：专业性强、催化效率高、反应条件温和、酶活性的调控机制复杂等。 74. 从动物体及微生物发酵物中提取的酶称为第一代酶。 75. 固定化酶称为第二代酶。固定化生长态细胞、多酶体系及固定化辅酶称为第三代。 76. 酶作为一种催化剂，只能改变化学反应速度而不能改变化学平衡。 77. 吸附法制备固定酶时，酶与载体间结合力不强，酶易于脱落。 78. 天然酶使用后通常不回收，不能连续使用。 79. 共价结合法制备固定化酶的缺点是操作复杂。 80. 包埋法的固定化酶只适用于小分子低温及小分子产物的转化反应，不适用于催化大分子低物或产物所反应。 81. 固定化酶的相当活力与单位载体上偶联酶量有关，偶联量少，相对活力高。 82. 在酶活力测定过程中，为确保可比性，必须控制反应条件的一致性。 83. 天然酶经固定化后即成为固定化酶，其催化体系有均相反应转变为非均相反应。 84. 大多数天然酶经固定化后对蛋白酶的耐受力增高。 85. 多孔玻璃珠共价结合的葡萄糖异构酶最适温度与游离酶一样。 86. 细胞固定化后其最适温度通常与游离细胞相同。 87. 大多数天然酶固定化后其Vm与天然酶相同或接近。 88. 天然酶固定和后其Km值均发生变化，有的变化很小，有的增加很多，但均不会变小。 89. 固定化的pH酶活性曲线与游离酶相比，或保持相同的钟罩形，或变得更陡，或变得更平坦。 90. 固化酶半衰期达到一个月以上时，即具有工业应用价值。 91