酶工程重点考试.doc

1.酶作用专一性机理 专一性：一种酶只能作用于一种或一类底物。表现为锁钥模型认为整个酶分子的天然构象是具有刚性结构的，酶活性部位的形状与所需作用的底物形状相吻合，它们可以象钥匙与锁一样互相匹配。此学说可以较好的解释酶的立体异构专一性；但不能解释酶的多底物现象、酶对正反方向的催化等诱导契合模型该学说认为酶的活性部位并不是和底物的形状正好互补的，而是在酶和底物结合的过程中，由于酶与底物相互诱导，使底物分子或酶分子，有时是两者的构象同时发生了一定的变化后才互补的，这个动态的辨认过程称为诱导契合。2.抑制作用：通过与酶分子上的某些必需基团结合，使这些基团的结构和性质发生改变，从而引起酶活力下降或丧失，这种作用称为抑制作用。3.别构效应：调节物与酶分子的调节中心结合之后，引起酶分子构象发生变化，从而改变催化中心对底物的亲和力。4.酶活力：也称酶活性，指酶催化一定化学反应的能力。其大小可用在一定条件下，它所催化的某一化学反应的反应速率来表示，两者呈线性关系。所以测定酶的活力就是测定酶的反应速率 酶反应速率：用单位时间内、单位体积中底物的减少量或产物的增加量来表示。单位：浓度/单位时间5.酶的比活力:代表酶的纯度，用每mg蛋白质所含的酶活力单位数表示，对同一酶来说，比活力愈大，表示酶的纯度愈高。6. 细胞的破碎的方法:机械破碎法、物理破碎法、化学破碎法、酶促破碎法7.制备固定化酶的方法很多，有包埋法，吸附法，共价键结合法，以及交联法等8.交联法：用双功能或多功能试剂使酶分子之间、酶分子与惰性蛋白之间，酶分子与载体之间进行交联反应，形成网络结构的固定化方法。9.酶化学修饰的方法酶分子内部化学修饰1、肽链有限水解修饰2、氨基酸置换修饰3、金属离子置换修饰酶分子表面化学修饰4、酶分子侧链基团的修饰5、大分子结合修饰6、化学固定修饰 10.同工酶指具有同一底物专一性，并能催化同一种化学反应，但分子结构与理化性质不完全相同的一组酶判断题1、 酶是具有生物催化特性的特殊蛋白质。 （ ）2、 酶的分类与命名的基础是酶的专一性。 （ ）3、 酶活力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。 （）4、 液体深层发酵是目前酶发酵生产的主要方式。 （）5、 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。 （）6、 膜分离过程中，膜的作用是选择性地让小于其孔径的物质颗粒成分或分子通过，而把大于其孔径的颗粒截留。 （）7、 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。 （）8、 角叉菜胶也是一种凝胶，在酶工程中常用于凝胶层析分离纯化酶。 （）9、 淀粉酶在一定条件下可使淀粉液化，但不称为糊精化酶。 （）10、 酶法产生饴糖使用淀粉酶和葡萄糖异构酶协同作用。 （）1. 酶的纯度可以用考马斯亮蓝法测定。 2. 无论是哪种抑制方式存在，酶促反应的最大反应速度都将下降。 3. 固定化酶技术就是通过某种方式将酶固定于固体载体上从而限制其移动的一项技术。 4. 固定化酶的活力一般比天然酶的活力低。 5. 固定化可以导致被固定的酶的最适pH值发生变化。 6. 固定化酶的表观米氏常数Km值随载体的带电性能变化.当酶结合于中性载体时,由于扩散限制造成表观Km值的上升。 7. 共价结合法固定化酶首选用于固定化的氨基酸残基主要是酶的必需氨基酸。 8. 交联法固定化酶是一种非共价的固定化方式。 9. 当修饰发生在远离活性部位的氨基酸上，则蛋白质活性丧失的程度一定与修饰程度呈某种可计量相关关系。 10. 在消除抗原性和保持酶的活性方面，大分子表面化学修饰远远优于小分子化学修饰。 11. 在非水介质中水的存在是酶维持活性的关键，因此在非水介质中应尽量增加含水的比例 12. 酶在有机介质中活性一定会下降。 13. 在一定的条件下，酶在有机溶剂中能够保持其蛋白质三维结构和活性中心的完整性。 14. 至今自然界中未发现天然的脱氧核酶。 15. 根据定义：酶活力是指酶催化一定化学反应的能力。一般来说，测定酶活力时，测定产物生成量比测定底物减少量更准确。 单选题模拟酶的主要基础理论是：稳定过渡态理论 2. 按照超分子化学理论，底物与受体之间以下列作用力互相作用形成超分子： 非共价键 4. 同工酶是催化同一种反应，但结构不完全相同的同一种酶的多种形式。5酶促反应过程中有竞争性抑制存在时，最大酶促反应速度（Vmax）和米氏常数（Km）发生了以下变化： Vmax不变，Km上升 6包埋法固定化酶：一般适合小分子底物，不适合大分子底物7衡量固定化酶的稳定性的主要指标是：酶的半衰期 8固定化酶的活力回收指的是：固定化完成后被固定到载体上的酶活力占原液总酶活力的百分比； 9酶的化学修饰是指通过化学基团的引入或去除改变酶蛋白的共价结构；10下列关于化学修饰的提法哪一项是错误的：C （A）可以提高酶的稳定性； （B）可以解除酶的抗原性 （C）可以改变酶促反应的最适温度；（D）一般情况下可以提高酶的活力 11利于维持蛋白结构的稳定：增强氨基酸残基装配的坚实程度；增加蛋白质表面的亲水性；增加蛋白质内部的疏水性 12关于酶在非水介质中的最适水量下面提法正确的是：A （A）使蛋白质结构的动力学刚性和热力学稳定性之间达到最佳平衡点,酶能表现出最大活力所需要的含水量； （B）酶在非水介质中表现活性所需的最低含水量； （C）不同酶在同一介质里的最适水量相同； （D）同一种酶在不同介质里的最适水量相同。 13核酶的功能 ：剪切RNA； 剪接RNA； 复制DNA14脱氧核酶的功能：切割RNA；切割DNA；）具有激酶活力； 15酶分子的定向进化：属于非理性设计的酶分子改造方式； 简答题1. 固定化酶和游离酶相比，有何优缺点？优点（1）易将固定化酶和底物，产物分开产物溶液中没有酶的残留简化了提纯工艺（2）可以在较长的时间内连续使用（3）反应过程可以严格控制，有利于工艺自动化（4）提高了酶的稳定性（5）较能适于多酶反应（6）酶的使用效率高 产率高 成本低缺点：固定化时酶的活力有损失；比较适应于水溶性底物；与完整的细胞相比，不适于多酶反应。2. 酶分子的改造措施3微生物发酵产酶酶发酵生产的菌株一般需具备什么条件。不是致病菌，在系统发育上最好是与病原体无关能够利用廉价原料，发酵周期短，产酶量高菌种不易变异退化，不易感染噬菌体最好选用产生胞外菌的菌种，有利于酶的分离，回收率高产酶微生物诱变育种步骤的主要方法和步骤主要方法：物理、化学或生物诱变方法 诱变育种步骤：出发菌株的选择、处理菌悬液的制备、诱变处理、中间培养、分离和筛选简要说明微生物产酶（生产）的主要发酵方式（1）固体发酵法：利用麸皮和米糠为主要原料，添加谷壳，豆饼等，加水拌成半固体状态，供微生物生长和产酶用。 分为浅盘法、转桶法、厚层通气法等（2）液体发酵：以液体为培养基，进行微生物的生产繁殖和产酶。分为液体表层发酵法和液体深层发酵法（3）固定化细胞发酵优点：固定化细胞的密度大，反应器生产强度大；发酵稳定性好，可以连续使用较长时间，易于连续化，自动化生产；可在高稀释率的条件下连续发酵（Dm）,提高设备利用率；发酵液含菌体较少，利于产品分离。哪些因素影响微生物发酵产酶？如何提高微生物产酶量?培养基营养物质：碳源、氮源、无机盐、生长因子、产酶促进剂、微量元素以及发酵条件：pH值、温度、溶解氧、泡沫、湿度均影响微生物发酵产酶。提高微生物产酶量的方法主要有：通过条件控制提高产酶量，如添加诱导物、降低阻遏物浓度；通过基因突变提高产酶量，如使诱导型转变为组成型、使阻遏型转变为去阻遏型；其他方法，如添加表面活性剂、使用其他产酶促进剂4什么是酶的分子修饰，修饰的目的有哪些？ 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称为酶分子修饰。即：在体外将酶 分子通过人工的方法与一些化学基团（物质），特别是具有生物相容性的物质，进行共价连接，从而改变酶的结构和性质。意义：提高酶的活力增强酶的稳定性降低或消除酶的抗原性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的影响5什么是固定化酶，它们用于生产有哪些优点固定化酶：水溶性酶通过物理和化学的方法，使之与不溶性载体结合形成的一种不再溶解的酶。优点：极易将固定化酶与底物、产物分开，产物溶液中没有酶的残留，简化了提纯工艺；可以再较长时间内反复使用，有利于工艺的连续化、管道化；酶反应过程可以严格控制，有利于工艺自动化和微电脑化；在绝大多数情况下提高了酶的稳定性；较能适应于多酶反应；酶的使用效率提高，产物得率提高，产品品质有保障，成本低论述题1酶工程主要涉及哪些方面的研究和运用。酶工程主要指天然酶制剂在工业上的大规模应用，由4个部分组成：酶的产生；酶的分离纯化；酶的固定化； 生物反应器。酶工程的应用范围:（1）对生物宝库中存在天然酶的开发 和生产；（2）自然酶的分离纯化及鉴定技术；（3）酶的固定化技术（酶和细胞固定化）；（4）酶反应器的研制和应用；（5）与 其他生物技术领域的交叉和渗透。其中固定化酶技术是酶工程的核心。实际上有了酶的固定 化技术，酶在工业生产中的利用价值才真正得以体现2什么是固定化细胞？固定化细胞有何应用？定义：固定在载体上，并在一定空间范围内进行生命活动的细胞，称为固定化细胞。固定化细胞能进行正常的生长、繁殖和新陈代谢，故又称为固定化活细胞或固定化增殖细胞。应用：1、利用固定化微生物细胞生产各种能够分泌到细胞外的产物：(1) 酒精酒类：(2) 氨基酸：(3) 有机酸：(4) 酶和辅酶(5) 抗生素(6）固定化微生物细胞还可以用于甾体转化及有机溶剂、维生素、化工产品等的生产。2、 固定化微生物细胞制造微生物传感器：分为呼吸活性测定型和电极活性测定性两种固定化植物细胞的应用。（1）制造人工种子（2）用于生产各种色素、香精、药物、酶等次级代谢物。3、固定化动物细胞的应用：主要应用于生产小儿麻痹症疫苗、狂犬病疫苗等3酶生物合成的模式有哪些？阐述理想的酶合成模式。酶生物合成的模式分为4种类型。即同步合成型，延续合成型，中期合成型和滞后合成型。同步合成型：霉合成与细胞合成生长同步。当细胞进入对数生长期，酶大量产生；细胞进入平衡期后酶合成停止。其生物合成可被诱导，不受分解代谢产物和尾产物阻遏，对应的mRNA不稳定。延续合成型：酶合成伴随着细胞生长开始，但在细胞进入平衡期后，酶还可延续合成较长的一段时间。可诱导，不受尾产物阻遏和降解代谢产物阻遏，其对应mRNA相对稳定。中期合成型：酶的合成在细胞生长一段时间后才开始，而进入细胞平衡期之后合成终止。受尾产物阻遏，其对应的mRNA不稳定。滞后合成型：只有当细胞生长进入平衡期之后酶才开始