酶工程期末试卷.doc

北京化工大学一、判断题（每题1分，共10分）1. 酶是具有生物催化特性的特殊蛋白质。 （ ）2. 酶活力是指在一定条件下酶所催化的反应速度，反应速度越大，意味着酶活力越高。（ ）3. 液体深层发酵是目前酶发酵生产的主要方式。 （ ）4. 培养基中的碳源，其唯一作用是能够向细胞提供碳素化合物的营养物质。 （ ）5. 在酶与底物、酶与竞争性抑制剂、酶与辅酶之间都是互配的分子对，在酶的亲和层析分离中，可把分子对中的任何一方作为固定相。 （ ）6. 补料是指在发酵过程中补充添加一定量的营养物质，补料的时间一般以发酵前期为好。（）7. 酶固定化过程中，固定化的载体应是疏水的。（）8. 在酶的抽提过程，抽提液的pH应接近酶蛋白的等电点。（ ）9. 青霉素酰化酶不但能催化青霉素侧链的水解作用，而且也能催化逆反应。（ ）10.亲和试剂又称活性部位指示试剂,这类修饰剂的结构类似于底物结构。（ ）二、填空题（每空1分，共10分）1. 日本称为“酵素”的东西，中文称为_酶_，英文则为_enzyme_，是库尼（Kuhne）于1878年首先使用的。2. 1926年，萨姆纳（Sumner）首先制得_脲 酶_酶结晶，并指出_脲酶_是蛋白质。他因这一杰出贡献，获1946年度诺贝尔化学奖。3. 1960年，雅各布（Jacob）和莫诺德（Monod）提出了操纵子学说，认为DNA分子中，与酶生物合成有关的基因有四种，即启动基因、 操纵_基因和_结构_基因。4. 酶的生产方法有提取分离法，生物合成法和化学合成法。5. 酶的分离纯化方法中，根据目的酶与杂质分子大小差别有_凝胶过滤_法，_超滤法和超离心法三种。6. 酶的分离方法有沉淀分离、离心分离、过滤与膜分离、层析分离、电泳分离、萃取分离7. 根据生物合成类型可把酶分为两类：组成型酶和适应性酶（调节型酶）8. 优良的产酶微生物所具备的条件：（1）酶的产量高，发酵周期短（2）产酶稳定性高（3）容易培养和管理，不易变异退化（4）利于酶的分离纯化，最好是产生胞外酶的菌种（5）安全可靠无毒性等。9. 酶发酵的生产方式：固定发酵法，液体深层通气发酵法，固定化细胞核固定化原生质体发酵。其中最理想的酶合成模式是固定化细胞核固定化原生质体发酵10.三、名词术语的解释与区别（每个6分，共30分）1. 酶生物合成中的转录与翻译2. 诱导与阻遏3. 酶的总活力与酶的比活力4. 酶的变性与酶的失活四、问答题（共50分）1、 举出三例，分别说明酶在食品、医学、工业上的用途。（12分）2、 如何检查一种酶的制剂是否达到了纯的制剂？试用所学过的知识加以论述。（16分）3、 提高酶产量的措施有哪些？（12分）4、 酶固定化后，性质会发生哪些改变？（10分）答案：一、判断题1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 二、填空题1. 酶 enzyme 2. 脲 酶 3. 操纵 结构 4. 发酵 5. 凝胶过滤 超滤 超离心三、名词解释1. 酶生物合成中的转录与翻译酶合成中的转录是指以核苷三磷酸为底物，以DNA链为模板，在RNA聚合酶的作用下合成RNA分子。酶合成中的翻译是指以氨基酸为底物，以mRNA为模板，在酶和辅助因子的共同作用下合成蛋白质的多肽链。2. 诱导与阻遏酶合成的诱导是指加入某种物质使酶的合成开始或加速进行的过程；酶合成的阻遏作用则是指加入某种物质使酶的合成中止或减缓进行的过程。这些物质分别称为诱导物及阻遏物。3. 酶活力与比活力酶活力的度量单位。1961年国际酶学会议规定：1个酶活力单位是指在特定条件（25，其它为最适条件）下，在1分钟内能转化1微摩尔底物的酶量，或是转化底物中1微摩尔的有关基团的酶量。 酶的比活力（specific activity）代表酶制剂的纯度。根据国际酶学委员会规定比活力用每毫克蛋白所含的酶活力单位数表示。对于同一种酶来说，比活力愈大，表示酶的纯度愈高。酶的变性与酶的失活4. 酶的变性是指酶分子结构中的氢键、二硫键及范德华力被破坏，酶的空间结构也受到破坏，原来有序、完整的结构变成了无序，松散的结构，失去了原有的生理功能。酶的失活则是指酶的自身活性受损（包括辅酶、金属离子受损），失去了与底物结合的能力。四、问答题1. 食品用酶：木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶用于嫩肉粉的主要成分医药用酶：胰酶、胰蛋白酶用于治疗消化不良;尿酸酶、链激酶、溶栓酶等溶纤维酶用于治疗血栓; L天冬酰胺酶、谷氨酰胺酶用于治疗肿瘤工业用酶：纤维素酶对织物的仿旧整理2. 要检测酶的制剂是否达到纯的制剂（即不含杂质及杂质酶），可以有以下几种方法：（1） 层析法：包括吸附层析、分配层析、离子交换层析及凝胶层析、亲和层析和层析聚焦（2） 电泳法：包括SDS凝胶电泳法和聚丙烯酰胺凝胶电泳法（3） 超离心法：不同的酶分子大小不同，在重力场中具有不同的沉降系数，从而可以通过超离心方法分离目的酶与杂质酶。3. 试述提高酶发酵产量的措施。（12分）（1）添加诱导物对于诱导酶的发酵生产，在发酵培养基中添加适量诱导物，可使酶产量显著提高.加入的效应物与阻遏蛋白结合，阻止其与操纵基因结合，使结构基因得以表达.在实际工作中，关键是选择一个适当的诱导物、确定诱导浓度及诱导时间。（2）控制阻遏物的浓度阻遏作用根据其作用的机理不同可以分为产物阻遏和分离代谢阻遏两种。通过减少或者分解代谢物的阻遏作用，可以显著提高酶的产量。（3）添加表面活性剂表面活性剂可以与细胞膜相互作用，增加细胞的透过性，有利于胞外酶的分泌，从而提高酶的产量（4）增加产酶促进剂可以增加产酶，但是作用机理还未阐明清楚（5）另外还有补料和遗传调控，例如诱变育种、体内基因重组、基因工程等4. 酶固定化后，性质会发生哪些改变，其原因是什么？（8分）（1）固定化对酶活性的影响固定化以后，酶活性下降，反映速率下降。原因是固定化以后，酶结构、构象的变化会导致活性中心的变化，空间位阻、内扩散阻力都会增大（2）最适pH的改变酶经固定化后，pH活性曲线及最适pH有时会发生变化由带负电载体制备的固定化酶的最适pH比游离酶的最适pH为高；而用带正电载体制备的则情况相反；而用不带电的载体，最适PH不变。（3）底物特异性的改变：固定化酶的活力，一般比天然酶低其底物特异性也可能发生变化一般认为酶被固定到载体后可引起立体障碍，使高分子底物与酶分子表面的接近受到干扰，从而显著降低了酶的活性，而低分子底物则受到立体障碍的影响较小，底物分子容易接近酶分子，因而与原酶活力无显著差别由此看来改变了高分子底物的特异性。（2分）（4）最适温度的变化：酶固定化后，由于热稳定性提高，最适温度一般随之提高。（2分）（5）动力学常数的变化：载体与底物带相反电荷：由于静电相吸，固定化酶与游离酶相比，表观米氏常数往往减小；载体与底物带相同电荷，固定化酶的表观Km米氏常数往往比游离酶的米