合成生物学酶工程设计工程师考试试卷及答案

合成生物学酶工程设计工程师考试试卷及答案一、填空题（共10题，每题1分，共10分）1.酶的化学本质大多是______，少数是RNA（核酶）。2.酶固定化最常用的物理吸附载体是______。3.酶定向进化的核心步骤包括诱变、筛选和______。4.理性设计酶改造常用的软件工具是______（举1例即可）。5.参与氧化还原反应的辅酶NADH属于______型辅酶。6.酶活力单位U的定义是：在25℃、最适条件下，每分钟催化______μmol底物转化的酶量。7.蛋白质工程改造酶的核心是改变酶的______序列。8.代谢工程中通过调控关键______的活性来优化代谢流。9.酶分子修饰中，通过化学修饰引入糖链属于______修饰。10.合成生物学中，酶的异源表达常用的原核系统是______。二、单项选择题（共10题，每题2分，共20分）1.下列不属于酶固定化方法的是（）A.吸附法B.包埋法C.交联法D.透析法2.酶定向进化中，易错PCR的主要作用是（）A.提高突变率B.筛选突变体C.富集目的酶D.表达突变酶3.理性设计酶改造不包括（）A.定点突变B.同源建模C.易错PCRD.分子对接4.酶活测定中，底物浓度应保持在（）A.远小于KmB.远大于KmC.等于KmD.任意浓度5.蛋白质工程改造酶的关键是（）A.改变酶的空间结构B.改变酶的氨基酸序列C.提高酶的表达量D.增加酶的稳定性6.合成生物学中，酶的调控方式不包括（）A.转录调控B.翻译调控C.翻译后修饰D.底物浓度调控（非酶自身）7.酶分子修饰不能提高的性质是（）A.热稳定性B.底物特异性C.抗蛋白酶水解性D.表达量8.固定化酶与游离酶相比，最大的优点是（）A.酶活更高B.可重复使用C.底物特异性更强D.反应速度更快9.酶定向进化的最终目的是（）A.获得新酶活性B.提高酶活C.改变酶的底物特异性D.以上都是10.下列属于酶的辅基的是（）A.NAD+B.FADC.血红素D.ATP三、多项选择题（共10题，每题2分，共20分，多选、少选、错选均不得分）1.酶固定化的常用方法包括（）A.物理吸附法B.化学交联法C.包埋法D.共价结合法2.酶定向进化的策略有（）A.易错PCRB.DNAshufflingC.定点饱和突变D.理性设计3.酶分子修饰的目的包括（）A.提高热稳定性B.降低免疫原性C.改变底物特异性D.提高酶活4.理性设计酶改造的常用工具包括（）A.Swiss-PdbViewerB.PyMOLC.AutoDockD.PCR仪5.合成生物学中酶工程的应用方向包括（）A.代谢途径重构B.生物燃料合成C.药物中间体生产D.基因编辑6.影响酶活性的因素有（）A.温度B.pHC.抑制剂D.底物浓度7.固定化酶的特点包括（）A.可回收重复使用B.易与产物分离C.稳定性提高D.酶活完全保留8.蛋白质工程中酶序列改造的类型包括（）A.定点突变B.片段替换C.插入突变D.缺失突变9.酶的辅因子包括（）A.辅酶B.辅基C.金属离子D.氨基酸残基10.代谢工程中酶调控的手段包括（）A.过表达关键酶B.敲低抑制酶C.改造酶的调控位点D.改变底物浓度四、判断题（共10题，每题2分，共20分，正确打√，错误打×）1.所有酶的化学本质都是蛋白质。（）2.固定化酶的稳定性一定比游离酶高。（）3.酶定向进化不需要已知酶的三维结构。（）4.理性设计只需要改变酶的氨基酸序列，不需要考虑空间结构。（）5.辅酶都是蛋白质类物质。（）6.酶活力单位U的定义中，反应温度是37℃。（）7.蛋白质工程属于酶工程的重要组成部分。（）8.合成生物学中酶的异源表达不需要密码子优化。（）9.酶分子修饰只能提高酶的活性，不能降低。（）10.固定化酶的Km值通常比游离酶小。（）五、简答题（共4题，每题5分，共20分）1.简述酶定向进化的基本步骤。2.简述酶固定化的常用方法及特点。3.简述理性设计与定向进化的区别。4.简述合成生物学中酶工程的应用场景。六、讨论题（共2题，每题5分，共10分）1.讨论酶工程在合成生物学中的核心作用及未来发展方向。2.讨论如何平衡酶工程改造中“理性设计”与“定向进化”的优缺点。---参考答案一、填空题答案1.蛋白质2.活性炭（或硅藻土）3.富集4.Swiss-PdbViewer（或PyMOL）5.吡啶核苷酸6.17.氨基酸8.酶9.糖基化10.大肠杆菌（E.coli）二、单项选择题答案1.D2.A3.C4.B5.B6.D7.D8.B9.D10.C三、多项选择题答案1.ABCD2.ABC3.ABCD4.ABC5.ABC6.ABCD7.ABC8.ABCD9.ABC10.ABCD四、判断题答案1.×2.×3.√4.×5.×6.×7.√8.×9.×10.×五、简答题答案1.酶定向进化基本步骤：①诱变：通过易错PCR、DNAshuffling等引入随机突变，构建突变文库；②筛选：针对目标性状（活、稳、特异性）设计高通量方法，筛选突变体；③富集：扩增筛选得到的突变体，重复诱变-筛选-富集，直到获得满足要求的酶。无需已知酶结构，通过“进化”优化性能。2.酶固定化常用方法及特点：①物理吸附法：操作简单、温和，但酶易脱落；②共价结合法：结合牢固，但反应剧烈可能影响酶活；③包埋法：适用于小分子底物，但大分子扩散难；④交联法：酶活保留好，但机械强度低。3.理性设计与定向进化区别：①原理：理性基于结构/机制定点改造，定向依赖随机突变+筛选；②条件：理性需已知结构，定向无需；③范围：理性针对性强，定向覆盖广突变；④效率：理性效率高，定向需多次筛选效率低。4.合成生物学中酶工程应用场景：①代谢途径重构（如青蒿素前体合成）；②生物燃料生产（改造纤维素酶降解生物质）；③药物中间体合成（紫杉醇前体）；④环境修复（降解酶处理污染物）；⑤生物传感器（酶特异性检测）。六、讨论题答案1.酶工程核心作用及未来方向：核心作用是为合成生物学提供功能酶、优化酶性能、调控代谢流。未来方向：①AI辅助理性设计（深度学习预测酶结构）；②从头合成酶（denovoenzyme）；③多酶复合体组装（提高级联反应效率）；④极端环境酶改造（适应工业条件）。2.平衡理性设