2025年酶工程核心知识点梳理与总结

第一章

b什么是酶？试述醐的化学木质？

酶是生物体内普遍存在的一种具生物催化活性的蛋白质（或核酸），能在不变化化学反应

平衡点的条件下大大减少反应的活化能，从而使化学反应可以在常温常压下迅速高效地进行.

2,酶促反应速度的概念，表达措施（底物消耗，产物生成;，影响酶促反应的原因（至

少4种）？

前催化反应的速率称作的速度：酶促反应速度就是用一定期间内底物减少或产物生成的量来

表达反应的进程。

影响酶促反应的原因：pH、温度、激活剂、克制剂

3,写出米氏酶促反应动力学方程并阐明其含义.Km值有何物理意义？怎样测量Km值和

Vmax值？

Vmaxrs

玲二-------------

Km+rsi

Km值物理意义：

（I）km是酹的•种基本的特性常数。其大小与酣的浓度无关，而与详细的底物有关，且

伴随温度、pH和离子强度而变化。

（2）从km可判断的的专一性和天然底物。Km最小的底物，一般就是该陶的最适底物，

也就是天然底物。

（3）当k2>>k3时，km的大小可以表达酶与底物的亲和性。

（4）从km的大小，可以懂得对的测定酶活力时所需的底物浓度。

（5）km还可以推断某•代谢物在体内也许的代谢途径。

测量Km值和Vmax值的措施：

米氏常数可根据试验数据作图法直接求得：先测定不一样底物浓度的反应初速度，从v与网

的关系曲线求得V,然后再从1/2V求得对应的［S］即为Km（近似值）。

通常用141）0飒如-Bulk作图法（双倒数作图法）

1/[S]

4,充足理解酎的不可逆克制，可逆克制（竞争性、非竞争性、反竞争性），理解在上述克制

过程中Kni和Vmax的变化

不可逆克制作用：克制剂与酶的结合（共价键）是不可逆的。一般是与靠近活性部位的筑基

酸残基形成共价键，永久地使的失活。

可逆克制作用：克制剂与酶的结合是可逆的。克制程度是由酶与克制剂之间的亲和力大小、

克制剂的浓度以及底物的浓度决定。

①竞争性克制作用：克制剂和底物竞争与酹结合。

特点：I）克制剂和底物竞争醉的结合部位2）克制程度取决于I和S的浓度以及与前结合

的亲和力大小。3）竞争性克制剂的构造与底物构造十分相似。（第一幅图）

②非竞争性克制作用：底物和克制剂同步与酶结合，但形成的EIS不能深入转变为产物。

竞争性抑制'不变增加

反竞争性抑制;减小减小

非竞争性抑制

5,结合物质代谢过程中举例阐明别构酶的概念？

有些酶具有类似血红蛋白那样的别构效应，称为别构酶

6,对的理解萌活性单位的概念。什么是酶的国际单位及其定义？（不能用考马斯亮蓝，由

于不能测量目的蛋白的含量）

酶活力是指酶催化某一化学反应的能力。

酶（活力）单位：在一定条件式，一定期间内将一定量的底物转化为产物所需的酶量。（U/g,

U/ml）国际单位：在最适的反应条件（25C）下，每分钟内催化一微摩尔底物转化为产物

的酶量定为一种酶活力单位，即1IU=1Pmol/min

7,酹的纯度的概念及测量酶的纯度的措施？

酶的纯度：单位蛋白中所含的活力单位数，比活力=活力单位数/毫克蛋白（氮）

酶的纯化鉴定：聚丙烯酰胺凝胶电泳法、等电聚焦电泳法

8,分离提纯技术手段？在酶的分离提纯过程中重要技术指标是什么？（理解）

纯化技术：凝胶过滤、离了•互换、色谱聚焦、疏水作用、亲和分离、反相等

书本20页，这题的知识有点散乱，因此大家有爱好在看看，这题答案不确定

9,酶活性中心，必需氨基酸，反应活化能，单纯酶，全酶（结合醐），辅酶，辅基，单体醐,寡聚酶，

多酶复合体,同工酶.两原激活

酶活性中心：存在于酶分子表面的具有结合和催化底物形成产物的空间区域：包括结合基团

和催化基团。

必需基团：这些基团若经化学修饰使其变化，则酶的活性丧失.（必需氨基酸?）

必需氨基酸：

反应活化能：分了•由常态转变为活化状态所需的能量。是指在一定温度下，Imol反应物所

有进入活化状态所需的自由能。

单纯酶：

全酶：（结合酶〉=触蛋白+辅因子

辅酶：与酶蛋白结合得比较松的小分子有机物。

辅基：与膜蛋白结合得紧密的小分子有机物。

单体酶（monomericenzyme）:仅有一条具有活性部位的多肽链，所有参与水解反应。

寡聚酶（oligomericenzyme）：由几种或多种亚基构成，亚基牢固地联在一起，单个亚基没

有催化活性。亚基之间以非共价犍结合。

多酶复合物（multienzymesystem）：儿种施镶嵌而成的复合物。这些酹催化将底物转化为产

物的一系列次序反应。

同工酶：——能催化相似的化学反应，但在蛋白质分子的构造、理化性质和免疫性能等方面

都存在明显差异的一组酌。

酶原的激活:没有活性的酶的前体称为酶原。酶原转变成有活性的酶的过程称为酶原的激活。

10,试述国际酶学委员会有关酎的分类及命名的原则，国际酹编号的含义及表述.分儿大

分6大类：1。氧化还原酶类；2.转移酶；3.水解酶；4.裂合酶；5.异构酶；6.连接酶（合

成酶）

酎的编号（每种酶均有其啡一的独特的编号，可以看出酶的基本性质）：统一表达为：（EC数

字1.数字2.数字3.数字4）,其中EC:EnzymeCommission（酶学委员会）

如：乳酸脱氯能（乳酸:NAD:氧化还原酎（EC1.1.1.27）,表达该酣为第•大类（氧化还原酹类）.

属其中的第一亚类（作用于CH-OH基团），同步表达该酶属第一亚-亚类（表达其受体是NAD+

或NADP+）

EC1.11.27

第1大类，氧化还原酶

第1亚类，氧化基团CHOH

第1亚亚类，H受体为NAD+

该醋在亚亚类中的流水编号

第二章

lb固定化酶活力概念（注：限制的的活动空间,不是固一化）

固定化酶的概念:在一定空间内呈闭锁状态存在的酶，能持续地进行反应，反应后的酶可以

回收使用.（不一定是固体）

固定化：运用一定措施将酶束缚或限制于一定区域内，仍能进行其特有的催化反应，并

可回收及反复使用的一类技术。

12,固定化酶与游离酣相比较的优势？

固定化酶的优势：

①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：

②可以在较长时间内进行反复分批反应和装柱持续反应

③酶反应过程可以加以严格控制：

④较游离酶更适合于多酶反应；

⑤在大多数状况下，可以提高酶的稳定性:

⑥可以增长产物的收率，提高产物的质量;

⑦酶的使用效率提高、成本减少。

固定化酶的缺陷：

①固定化时，酶的活力有损失;

②只能用于可溶性底物，并且较合用于小分子底物,对大分子底物不合适：

③增长了生产的成本，工厂初始投资大;

④与完整菌体相比不合适「多酶反应,尤其是需要辅助因子的反应；

⑤胞内酶必须通过酶的分离手续

13,评价固定化好坏的指标（偶联率，相对活力，活力回收，半衰期）

偶联率，是中间指标，表达酶被固定化的程度的高下

相对活力，实际体现出的的活占理论陶活的比例

活力回收，终端指标,可以体现固定化工艺的好坏。

半衰期，是评估固定化酶稳定性的指标。

14,为何固定化酹在一般状况下会比游离酹愈加稳定？

①固定化后酶分子与教体多点连接，可防止酶分子的伸展变形（空间自由度受限，

刚性增长，空间构造不易变--稳定）

②酎活力的缓慢释放

③当酶与固态载体结合后，失去了分子间互相作用的机会,从而克制r酶的降解

15,固定化酶的性质发生变化体目前？米氏常数Km值的变化（见书本P44）。

性质变化体现：酶活力•般都下降,稳定性—股上升，最适pH变化（附：最适温

度提高）

固定化曲的表观Km随载体的带电性能变化:（表观Km值指的是测出来的Km值，不一定是

实际的.例如包埋后的酹也许性质不变，但Km会由于传质效应而测出来上升，这时由于酹的性

质不变.实际上km是不变的.）

16,固定化共价固定的活化基团措施举例？

载体上常用的功能基团包括:芳香氨基,羟基，按甲基，氨基等

可以与载体结合的酶的功能基团包括：氨基，也基，菰基，羟基，咪噗基,酚基等

17,酶的固定化措施重要有：共价结合固定法，和非共价结合法。

非共价结合法包括：结晶法;分散法;物理吸附法:离子结合法

共价结合法：重要有二种

①将载体有关基团活化，然后与酶有关基团发生偶联反应：

②在载体上接上一种双功能基团，然后将酶偶联上去。

活化载体的措施：重氮偶联法;溟化匐,法

18,交联法属于共价结合法，但无载体，最常使用的交联剂是：戊二醛。

第三章

19,化学修饰:凡通过化学基比的引入或除去，而使蛋白质共价构造发生变化，称为蛋白质的化

学修饰.

选择性化学修饰：运用化学试剂对肽链特定的基团的专一性修饰，称为选择性化学修饰。

亲和修饰：修饰剂与底物有相类似的构造，对酶活性部位具有高度的专一性，能对活性部位

的氨基酸残基进行共价标识，此类专一性化学修饰称为亲和化学修饰。

亲和试剂应具有的特性：

在使酶不可逆地失活前，亲和试剂要和酶形成可逆复合物；

亲和试剂的修饰程度是有限的；

没有反应的竞争性配体的存在应减弱亲和试剂的反应速度；

亲和试剂的体积不能太大，否则会产生空间障碍；

修饰产物应当稳定，便于表征和定量.

20,怎样控制酶修饰反应的专一性？

a）依赖修饰的目的选择合适的化学修饰剂（举一两个例子）

一般地要考虑如下问题：

i.修饰反应要完毕的程度：

ii.对个别氨基酸残基与否专一；

iii.在反应条件下，修饰反应有无程度；

iv.修饰后蛋白质的构象与否基本保持不变：

V.与否需要分离修饰后的衍生物：

vi.反应与否需要可逆；

vii.与否适合建立迅速以便的分析措施。

b）反应条件的选择（举一两个例子）

原则：容许修饰反应能顺利进行，同步不导致蛋白质的不可逆变性，有助于专一性地修

饰蛋白质。因此对反应的温度、pH值、反应介质、缓冲液等都要根据以上原则进行考

虑。

21,大分子化学修饰的长处：稳定性提高，体内半衰期延长，免疫原性和毒性减少或消

除，提高膜渗透性，提高疗效，增长在有机溶剂中的溶解度和耐有机溶剂变性的能力。

22,举例分析为何要进行酹的化学修饰？

合适的化学修饰是提高酶稳定性、解除其抗原性、变化酶学性质（最适pH、最适温度、

Km值、催化活性和专一性）的一种重要手段。

23,简述酶的重要功能基团的修饰措施,记住每一种功能基团的修饰措施中的经典的一

种，尤其是有特性性光谱变化的某些基团修饰剂？（重要类型，重要修饰措施和修饰剂）

24,施修饰的程度和部位的测定？

分析措施：光谱法（最简朴，最有效）：间接法（最常用）

25,修饰对酶的性质的影响（是一般，不是一定）？

提高生物活性；增强稳定性；减少免疫原性；产生新的催化能力。

第四章

26,什么叫蛋白质的稳定性?怎样理解蛋白质的稳定性这个概念？影响蛋白

质稳定性的重要原因有哪些?怎样理解疏水性与蛋白质稳定性的关系？（疏水

键内部规则排列越高，稳定性越高）

蛋白质的稳定性：蛋白质抵御多种原因的影响，保持其生物活力的能力.

维持蛋白构造稳定的重要原因：

①金属离子、底物、辅国子和其他相对低分子质量配体的结合作用

②蛋白质•蛋白质和蛋白质•脂的作用

③盐桥和氢键

④二硫键

⑤对氧化修饰敏感的氨基酸含量较低

⑥氨基酸残基的坚实装配

⑦疏水互相作用

疏水性与蛋白质稳定性的关系

-疏水性大小与稳定性没有必然的联络

-非极性氨基酸在蛋白质球体内的规则的排列是稳定性的原因之一

■增长疏水作用是稳定蛋白质的实用措施:减少蛋白质表面的疏水性，增长蛋白质内部

的疏水性

27,蛋白质稳定性的指标?热稳定性的衡量原则和稳定性的最有效指标是什

么？（半衰期，熔化温度，变性剂浓度）

指标包括熔化温度Tn】、蛋白质自由能、最大稳定性温度、在特定条件下蛋白质功能活性维

持的时间；其中最有效指标Tm、变性剂浓度

28,蛋白质失活有哪些也许的原因和机理？

蛋白质水解酶和自溶作用：体外蛋白水解作用，催化肽键水解，当蛋白质底物也是蛋白水解

酶时就会发生自我降解现象，即白溶：

聚合作用：蛋白质首先发生可逆性伸展，伸展的蛋白质分子彼此缔合，以最大程度减少疏水烈

基酸暴露于水溶剂，最终也许发生蛋白质分子间二硫键的形成从而使蛋白质沉淀析出.蛋白

质的聚合作用也许是不可逆的，并不一定是不可逆的.

极端pH：pH的变化可以引起蛋白质的伸展，这个过程原则上是可逆的，但这些变化常能导致

不可逆的聚合或的的自溶，引起不可逆失活•.

氧化作用、表面活性和去污剂、变性剂、重金属离子和疏基试剂、热、机械力、冷冻和脱

水，辐射作用

29,从固定化和修饰的角度讨论酶的稳定化方略.

固定化通过空间障碍，机械方式两个原因来到达酶的稳定化：空间障碍即由于空间障碍可以

防止蛋白水解的的作用，阻挡酶与化学失活剂的接触.同步阻碍氧向幅的扩散可以保护对氧

不稳定的酹。机械方式使酎发生交联或包埋在载体紧密的孔中可以使触的构象愈加坚牢，从

而制止酶构象从折控态向伸展态过渡。

修饰使萌构象结实化，修饰可增长、中和或变化的分子上的带电残基，可溶性大分子的连接

克制与其他溶质（蛋白酹）的互相作用，从而到达酹的稳定化.

第五章

27,有机溶剂中酶的催化活性和选择性与什么原因有关?（至少指出4种原因）

系统的含水量、有机溶剂性质、酶的状态（固定化、游离•、化学修饰、干粉等）、环境pH

值等亲密有关

前在非水介质中酶构造及功能的关系怎样变化？

答：酶的构造的变化使的功能发生对应的变化。

①酶分子构造动态变化:酶分子在水溶液中以其紧密的空间构造和一定的柔性发挥催化

功能：在含微量水（＜1%）的有机溶剂中，与蛋白质分子形成分子间氢键的水很少，蛋白质分

了•内氢键起主导作用，导致蛋白质变得“刚硬”，活动的自由度变小，限制了疏水环境下蛋

白质构象向热力学稳定状态的变化。

导致：酶的活力发生变化：一般可以很好的保持，但部分前会失活

②由于有机溶剂中缺乏使酹失活的水分子，由水引起的酶分子中天冬酰胺脱氨基作用，天

冬氨酸肽键水解，二硫键破坏，半胱氨酸氧化及肺氨酸和甘氨酸的异构化等蛋白质热失活过

程全都难以进行

导致：有机溶剂中酶的热稳定性和储存性都比水溶液中高。

③酶在有机溶剂中对底物的化学构造和立体构造均有严格的优择性;酶与底物的结合受溶

剂的影响,底物专一性在有机溶剂中将发生变化:在水中随和底物重要靠疏水作用，而在非水

介质中疏水作用已不重要.重要决定于自由能的变化

导致：对生产有利的变化，如底物特异性提高

28,酶在有机介质中具有更高稳定性的原因？

答：由于有机溶剂中缺乏使酶失活的水分子，山水引起的酶分子中天冬酰胺脱氨基作用，

天冬氨酸肽键水解，二硫键破坏，半胱氨酸氧化及肺氨酸和甘氨酸的异构化等蛋白质热失活

过程全都难以进行

29,酶在有机溶剂中体现催化作用与水的关系？

答：①与酹结合的水量是影响酎活力稳定性以及专一性的决定原因，成功应用非水介质

中的酶催化反应，控制酶结合水和水在的分子中的位置是关键.

②水对于酶催化活性构象的获得是必须的，但水也与许多酶的失活过程有关.

③在非水酶体系中，含水量的微小差异会导致酹催化活性的较大变化.

详细细化：

（④当酶周围的水化层受到破坏时，酶基本上是没有活力的,伴随水化程度的增长，酶活力将

得到恢复.

⑤酶需要水维持其活性三维构造，水影响蛋白质构造的完整性,活性位点的极性和稳定性;能

周用水的存在，能减少幅分子的极性氨基酸的互相作用，防止产生不对的的构象.

⑥含水量太高时，能构造的柔性过大，酹的构象将向疏水环境热力学稳定状态变化，引起附构

造的变化和失活.）

30,非水介质中酶的催化作用与溶剂的关系？

答：①有机溶剂对酶的动态的影响有机溶剂通过变化蛋白分子的动态移动性及构象来

影响酶的活力。②溶剂对酶的构造的影响在有机溶剂中，静的整体性和活性中心的

构造都保持完整，但懒分子自身的动态构造姐表面发生不可忽视的变化。③溶剂对施

活性中心的影响溶剂会减少整个活性中心的数量。④脑活性和溶剂的属性存在定量

关系⑤溶剂的几何形状也影响非水介质中酹的活性

31,酶在非水介质中重要酶学性质的变化

答：①酶的催化活性和稳定性酶分子构造动态变化，即蛋白质的刚性变强，活

动自由度变小导致酶活力的变化。而在非水介质中有水引起的前分子中天冬氨酰脱氨作用等

蛋白质热时候的过程难以进行，以及蛋白酹在非水介质的缺乏致使其稳定性增强。

②酶催化的选择性底物特异性，对映体的选择性，位置选择性，化学键选择性等发生变

化③微水有机溶剂中酶催化的动力学非水介质中酹催化的动力学中催化机制，米氏常数

等不样于水相中随动力学④非水相醉催化的其他性质酚在有机溶剂中存在“分了•记

忆”效应

32,最适水量,pH记忆与pH忘掉

最适水量:是保证酶的极性部位水合，体现活力必须的,也叫必需水.

有机溶剂中的腋可以记忆它冷冻干燥或丙酮沉淀前所在缓冲液中的pH,这种现象被称为酶

的pH记忆.

微水有机溶剂中疏水性的酸或碱与它们的盐构成的混合物，可以作为有机相缓冲液，这两种形

式的比例控制着有机相中酶的解离状态，使酶完全忘掉干燥前它所处的水溶液的pH值，这种

现象叫plI忘掉

第六章

概念：人工酶：乂称模拟酹模型，它是吸取iW中那些起主导作月的原因，运用有机化学、生

物化学等措施设计和合成某些较天然前简朴的非蛋白质分子或蛋白质分子，以这些分子作为

模型来模拟酶对其作用底物的结合和催化过程

酶的人工模拟

分子印迹分子印迹(molecularimpriniing):制备对某一化合物具有选择性的聚合物的过程.这

个分子叫印迹分子(printmolecule,P),也叫模板分子(template,T).

分子印迹酶运用分子印迹技术制备能与底物特异性结合并具有•定的催化能力的聚合物叫

分子印迹酶，是模拟酶的一种

第七章：

39,抗体酎：本质上是一类具有催化活力的免疫球蛋白

40,理解抗体和抗体酶以及抗体酶和一般蛋白酶的不一样？(例如前者底物结合方式，后者

基态和过渡态的区别)

①酶和抗体的本质区别就在