酶工程復(fù)習(xí)要點(diǎn)

1、-作者xxxx-日期xxxx酶工程復(fù)習(xí)要點(diǎn)【精品文檔】1、酶的催化作用特點(diǎn)：具有專(zhuān)一性，催化效率高和反應(yīng)條件溫和等顯著特點(diǎn)。2、酶研究的兩個(gè)方向：理論研究方向和應(yīng)用研究方向。理論研究方向：酶的理化性質(zhì)、催化性質(zhì)、催化機(jī)制等。應(yīng)用研究：促進(jìn)了酶工程的形成。3、酶工程的定義：利用酶或者微生物細(xì)胞，動(dòng)植物細(xì)胞，細(xì)胞器，借助于酶的催化作用，通過(guò)工程學(xué)手段生產(chǎn)產(chǎn)品或提供社會(huì)服務(wù)的科學(xué)體系。4、酶工程的應(yīng)用范圍：對(duì)生物資源中天然酶的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)自然酶的分離純化與鑒定技術(shù)酶的固定化技術(shù)酶反應(yīng)器的研制與應(yīng)用與其它生物技術(shù)領(lǐng)域的交叉與滲透。5、酶工程的組成：酶的發(fā)酵生產(chǎn)酶的分離純化酶分子修飾酶和細(xì)胞固定化酶反應(yīng)器

2、和酶的應(yīng)用等方面。6、酶工程的主要任務(wù)：通過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)人工操作控制而獲得大量所需的酶，并通過(guò)各種方法使酶發(fā)揮其最大的催化功能。8、酶的分類(lèi)：第1類(lèi)，氧化還原酶；第2類(lèi)，轉(zhuǎn)移酶；第3類(lèi)，水解酶；第4類(lèi)，裂合酶；第5類(lèi)，異構(gòu)酶；第6類(lèi)，合成酶；第7類(lèi)，核酸類(lèi)酶。9、酶的作用機(jī)制：酶的催化機(jī)理可能與幾種因素有關(guān)：酶與底物結(jié)合時(shí)，兩者構(gòu)象的改變使它們互相契合，底物分子適當(dāng)?shù)叵蛎阜肿踊钚灾行目拷?，并且趨向于酶的催化部位，使活性中心這一局部地區(qū)額底物濃度大大增高，并使底物分子發(fā)生扭曲，易于斷裂。在另一些情況中，可能還有一些其他的因素使酶反應(yīng)速度稍有一些提高，如酶與底物形成有一定穩(wěn)定度的過(guò)渡態(tài)中間物共價(jià)

3、的ES中間物，這種ES中間物又可迅速地分解成產(chǎn)物，又如酶活性中心的質(zhì)子供體和質(zhì)子受體對(duì)底物分子進(jìn)行了廣義的酸堿催化等。10、酶的催化能力：酶僅能改變化學(xué)反應(yīng)的速度，并不不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。酶本身在反應(yīng)前后也不發(fā)生變化例如肽鍵遇水自發(fā)地進(jìn)行水解的反應(yīng)極為緩慢，當(dāng)有蛋白酶存在時(shí)，這個(gè)反應(yīng)則進(jìn)行得十分迅速，可降低反應(yīng)的活化能。在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)體系中，反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，反應(yīng)物(S)分子的平均能量水平較低為“初態(tài)”，在反應(yīng)的任何一瞬間反應(yīng)物中都有一部分分子具有了比初態(tài)更高一些的能量，高出的這一部分能量稱(chēng)為活化能，使這些分子進(jìn)入“過(guò)渡態(tài)”，這時(shí)就能形成或打破一些化學(xué)鍵，形成新的物質(zhì)產(chǎn)物（P）。即S變?yōu)镻。這

4、些具有較高能量，處于活化態(tài)的分子稱(chēng)為活化分子，反應(yīng)物中這種活化分子愈多，反應(yīng)速率就越快。活化能的定義是在一定溫度下一摩爾底物全部進(jìn)入活化態(tài)所需要的自由能，單位是焦耳/摩爾。11、酶的專(zhuān)一性：酶的專(zhuān)一性是指一種酶只能催化一種或一類(lèi)結(jié)構(gòu)相似的底物進(jìn)行某種類(lèi)型的反應(yīng)。 如果沒(méi)有酶的專(zhuān)一性，在細(xì)胞中有秩序的物質(zhì)代謝將不復(fù)存在，而且酶的應(yīng)用將如同其他非酶催化劑那樣受到局限。 酶的專(zhuān)一性可以分為兩類(lèi)：絕對(duì)專(zhuān)一性：一種酶只能催化一種物質(zhì)進(jìn)行一種反應(yīng)，這種高度的專(zhuān)一性稱(chēng)為絕對(duì)專(zhuān)一性。相對(duì)專(zhuān)一性：一種酶能夠催化一類(lèi)結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)進(jìn)行某種相同類(lèi)型的反應(yīng)，這種專(zhuān)一性稱(chēng)為相對(duì)專(zhuān)一性。12、酶的專(zhuān)一性確定過(guò)程：首先要選

5、擇一種該酶可催化的物質(zhì)作為該酶的作用底物，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定其最適PH、溫度等反應(yīng)條件，其次是實(shí)驗(yàn)底物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響，確定其米氏常數(shù)Km，然后用其他有可能是該酶作用底物的物質(zhì)，在相同條件下逐個(gè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有時(shí)要在不同條件下逐個(gè)試驗(yàn)，觀察是否有催化反應(yīng)發(fā)生，從而確定該酶是屬于絕對(duì)專(zhuān)一性還是相對(duì)專(zhuān)一性，可作用于一類(lèi)物質(zhì)，可以選擇幾種有代表性的底物，求出各自的值，在某些情況下，不同底物有不同的最適PH值，而PH對(duì)Km有一定的影響，此時(shí)必須作出不同底物各自的PH曲線。然后再在各自的最適PH值條件下進(jìn)行試驗(yàn)，以確定各底物相對(duì)應(yīng)的Km值，在進(jìn)行酶的專(zhuān)一性試驗(yàn)時(shí)，所使用的酶和各種底物都要盡可能地純。對(duì)于有對(duì)稱(chēng)

6、碳原子的物質(zhì)，應(yīng)分別對(duì)不同的光學(xué)異構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)。13、酶活力是酶的數(shù)量的量度指標(biāo)，酶的比活力是酶純度的量度指標(biāo)，酶轉(zhuǎn)換數(shù)是酶催化效率的量度指標(biāo)，而酶結(jié)合效率是酶被固定比例的量度指標(biāo)。14、固定化酶活性損失的原因：酶本身失活、沒(méi)從載體上脫落或載體破碎或溶解。15、酶活的可調(diào)節(jié)性：酶活性調(diào)解的幾種方式：酶濃度的調(diào)節(jié)激素調(diào)節(jié)共價(jià)修飾調(diào)節(jié)限制性蛋白水解抑制劑調(diào)節(jié)反饋調(diào)節(jié)金屬離子和其它小分子調(diào)節(jié)。16、幾種調(diào)節(jié)機(jī)理：別構(gòu)效應(yīng)的調(diào)控可逆共價(jià)修飾調(diào)控酶原的激活激促蛋白質(zhì)或抑制蛋白質(zhì)的調(diào)控。17、酶活力單位：每一min催化1mol的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的酶量定義為一個(gè)活力單位。18、酶的比活力：是指在特定條件下，每1

7、mg酶蛋白所具有的酶活力單位數(shù)，即酶比活力=酶活力/mg酶蛋白。19、酶與抑制劑結(jié)合后如果Km值增加，則該抑制屬于競(jìng)爭(zhēng)性抑制，Km不變，抑制屬于非競(jìng)爭(zhēng)性抑制。Km減小，抑制屬于反競(jìng)爭(zhēng)性抑制。20、酶的生產(chǎn)菌種要求：酶的產(chǎn)量高。酶的性質(zhì)應(yīng)符合使用要求，而且最好是胞外酶生產(chǎn)菌；酶的產(chǎn)量高發(fā)酵周期短，培養(yǎng)條件易控制。；菌種產(chǎn)酶性能穩(wěn)定，不易變異退化，不易感染噬菌體；酶產(chǎn)物易分離純化，回收率高；不是致病菌，在系統(tǒng)發(fā)育上，最好與病原體無(wú)關(guān)，不產(chǎn)毒素。21、終止酶反應(yīng)的方法有：反應(yīng)時(shí)間一到，立即取出適量的反應(yīng)液，置于沸水裕中，加熱使酶失活立即加入適宜的酶變性劑，使酶失活加入酸或鉀溶液，使反應(yīng)的PH值迅速遠(yuǎn)

8、離酶催化反應(yīng)的最適PH，從而終止反應(yīng)。將取出的反應(yīng)液立即置于冰粒堆中，或冰鹽溶液中，使反應(yīng)液的溫度迅速降低至10攝氏度以下等等。22、維持酶的穩(wěn)定化的作用力：金屬離子、底物、輔因子和其他低相對(duì)分子質(zhì)量配體的結(jié)合作用鹽橋和氫鍵二硫鍵對(duì)氧化修飾敏感的氨基酸含量較低氨基酸殘基的堅(jiān)實(shí)裝配疏水相互作用。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)脂的作用。23、穩(wěn)定天然酶的方法：固定化非共價(jià)修飾化學(xué)修飾蛋白質(zhì)工程。24、酶生物合成的基本過(guò)程：RNA的生物合成；翻譯；肽鏈合成的起始；肽鏈的延長(zhǎng)；肽鏈合成額終止：隨著肽鏈的延伸，mRNA與70s核糖體不斷地作相対移動(dòng)，當(dāng)mRNA分子中的終止密碼子（UAA,UAG,UGA）移動(dòng)到核糖

9、體的A位時(shí)，沒(méi)有相應(yīng)的氨酰-tRNA進(jìn)入，此時(shí)釋放因子（Release Factor）進(jìn)入A位，并與終止密碼子結(jié)合。據(jù)研究表明，釋放因子有兩種，其中RF-1可與UAA和UAG結(jié)合，而RF-2可與UAA和UGA結(jié)合。在釋放因子進(jìn)入A位后，已合成的完整肽鏈從P位轉(zhuǎn)移到A位時(shí)，被釋放出來(lái)，隨之70s核糖體解離成為30s亞基和50s亞基，可重新用于下一次肽鏈的合成。新合成的肽鏈釋放出來(lái)后，還需經(jīng)過(guò)加工才能形成完整空間結(jié)構(gòu)的酶或蛋白質(zhì)。加工過(guò)程首先經(jīng)過(guò)脫肽甲酰酶的作用，使甲酰甲硫氨酸殘基上的甲?；?。有時(shí)還需要在氨肽酶的作用下從肽鏈的N-末端切除一個(gè)或數(shù)個(gè)氨基酸殘基，然后自動(dòng)折疊盤(pán)曲成完整的空間結(jié)構(gòu)。

10、25、酶生物合成的調(diào)節(jié)：轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)控制，又稱(chēng)為基因的調(diào)節(jié)控制，這種控制理論最早是由雅各和莫諾德于1960年提出的操縱子學(xué)說(shuō)來(lái)闡明的，基因?qū)γ干锖铣傻恼{(diào)節(jié)控制有3種模式。即分解代謝物阻遏作用，酶合成的誘導(dǎo)作用以及酶合成的反饋?zhàn)瓒糇饔?。操縱子學(xué)說(shuō)認(rèn)為DNA分子中的酶生物合成有關(guān)基因有四種，即操縱基因、調(diào)節(jié)基因、啟動(dòng)基因和結(jié)構(gòu)基因，它們共同作用只能執(zhí)行一個(gè)基因功能。26、酶的合成類(lèi)型：酶的生物合成模式分為4種：同步合成型：E合成與細(xì)胞合成生長(zhǎng)同步。當(dāng)細(xì)胞進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，酶大量產(chǎn)生，細(xì)胞進(jìn)入平衡期酶合成停止，其生物合成可被誘導(dǎo)，不受分解代謝產(chǎn)物和尾產(chǎn)物阻遏，對(duì)應(yīng)的mRNA不穩(wěn)定。延續(xù)合成型：酶合

11、成伴隨著細(xì)胞生長(zhǎng)開(kāi)始，但在細(xì)胞進(jìn)入平衡期后，酶還可延續(xù)合成較長(zhǎng)的一段時(shí)間?？烧T導(dǎo)，不受尾產(chǎn)物阻遏和降解代謝產(chǎn)物阻遏，其對(duì)應(yīng)的mRNA相對(duì)穩(wěn)定。中期合成型：酶的合成在細(xì)胞生長(zhǎng)一段時(shí)間后才開(kāi)始，而進(jìn)入細(xì)胞平衡期之后合成終止。受尾產(chǎn)物阻遏，其對(duì)應(yīng)的mRNA不穩(wěn)定。滯后合成型：只有當(dāng)細(xì)胞生長(zhǎng)進(jìn)入平衡期后酶才開(kāi)始大量積累，可能受分解代謝產(chǎn)物阻遏，阻遏解除后，酶合成開(kāi)始，其對(duì)應(yīng)的mRNA穩(wěn)定性高。27、最理想的合成模型是延續(xù)合成型：屬于該類(lèi)的酶可以使組成酶也可以是誘導(dǎo)酶。28、提高酶產(chǎn)量的措施：添加誘導(dǎo)物控制阻遏物濃度添加表面活性劑添加產(chǎn)酶促進(jìn)劑其他條件的控制，如菌體濃度，基質(zhì)濃度，二氧化碳等。29、酶（

12、蛋白質(zhì)）的分離純化步驟：材料的預(yù)處理及細(xì)胞破碎：將酶從組織或細(xì)胞中釋放出來(lái)并保持原來(lái)的天然狀態(tài)，不喪失活性。蛋白質(zhì)的抽提：通常選擇適當(dāng)?shù)木彌_液溶劑把蛋白質(zhì)抽提出來(lái)。蛋白質(zhì)粗制品的獲得：選用適當(dāng)?shù)姆椒▽⑺牡鞍踪|(zhì)以其他雜蛋白分離開(kāi)來(lái)。樣品的進(jìn)一步純化：所得的蛋白質(zhì)一般含有其他雜蛋白質(zhì)，需進(jìn)一步分離提純才能得到有一定純度的樣品。將酶從細(xì)胞或培養(yǎng)基中提出，在與雜質(zhì)分開(kāi)，而獲得與使用目的要求相適應(yīng)的有一定純度的酶產(chǎn)品的過(guò)程。30、酶分離純化的原則（思路）：原料來(lái)源方便，成本低，酶含量及比活力高，可容性和穩(wěn)定性好。了解酶生物合成的基因分子學(xué)背景。三八加工條件盡可能溫和，減少破壞天然構(gòu)象而導(dǎo)致失活。提供

13、有利于酶活保持的最適溶液環(huán)境。建立靈敏、特異、精確的檢測(cè)手段，有效評(píng)估純化過(guò)程。選擇恰當(dāng)?shù)募兓呗浴?1、酶固定化的四種方法：包埋法吸附法交聯(lián)法共價(jià)偶聯(lián)法。32、固定化酶的優(yōu)點(diǎn)：極易將固定化酶與底物、產(chǎn)物分開(kāi)可長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行反應(yīng)可提高酶的穩(wěn)定性酶反應(yīng)過(guò)程能?chē)?yán)格控制產(chǎn)物溶液中無(wú)酶殘留，產(chǎn)物易提取適合于多酶反應(yīng)可增加產(chǎn)物收率，提高產(chǎn)物質(zhì)量酶的使用效率高，成本低。33、固定化酶的缺點(diǎn)：固定化時(shí)酶活力有損失只是用于可溶性底物，而且較適用于小分子底物不像完整細(xì)胞能進(jìn)行多酶序列反應(yīng)，特別是需要輔因子的反應(yīng)對(duì)胞內(nèi)酶生產(chǎn)較麻煩。34、固定化后酶活力變化的可能原因：酶分子空間構(gòu)象有所變化，甚至影響活性中心的氨基酸；

14、酶分子空間自由度（空間位阻）受到限制，影響活性中心對(duì)底物的定位作用；骨擴(kuò)散阻力使底物分子與活性中心的接近受阻；包埋時(shí)酶被高分子物質(zhì)半透膜包圍，大分子底物不能透過(guò)膜與酶接近。35、固定化后對(duì)酶穩(wěn)定性的影響：熱穩(wěn)定性提高對(duì)各種有機(jī)試劑及酶抑制劑的穩(wěn)定性提高對(duì)PH穩(wěn)定性、對(duì)蛋白酶穩(wěn)定性、貯存穩(wěn)定性和操作穩(wěn)定性提高。36、固定化后提高穩(wěn)定性的原因：固定化后酶分子與載體多點(diǎn)連接，可防止酶分子伸展變形。酶的活力緩慢釋放抑制酶的自降解。37、固定化酶的最適溫度的變化：最適溫度升高，這是個(gè)有利的結(jié)果。38、固定化后最適PH和米氏常數(shù)也會(huì)變化。39、評(píng)價(jià)酶固定化的指標(biāo)：固定化酶的比活操作半衰期酶結(jié)合效率固定化指

15、標(biāo)酶活力回收率相對(duì)酶活力40、酶的化學(xué)修飾就是對(duì)酶在分子水平上用化學(xué)方法進(jìn)行改造，即在體外將酶分子通過(guò)人工方法與一些化學(xué)基團(tuán)，特別是具有生物相容性的大分子進(jìn)行共價(jià)連接，從而改變酶分子的酶學(xué)性質(zhì)的技術(shù)。 其目的在于提高酶的穩(wěn)定性，對(duì)于醫(yī)學(xué)上的治療用酶，還有一個(gè)目的就是要降低或消除酶分子的免疫原性，在基礎(chǔ)酶學(xué)研究中，化學(xué)修飾也是研究酶的活性中心性質(zhì)的重要手段。41、酶化學(xué)修飾的機(jī)理：影響蛋白質(zhì)化學(xué)修飾反應(yīng)進(jìn)程的因素主要有兩個(gè)：一是蛋白質(zhì)功能基團(tuán)的反應(yīng)性，二是修飾劑的反應(yīng)性。（1）影響酶蛋白功能基反應(yīng)性的因素：A、微區(qū)的極性對(duì)整個(gè)反應(yīng)速度的影響還與反應(yīng)的類(lèi)型有密切的關(guān)系。B、氫鍵效應(yīng)維持其穩(wěn)定性，也

16、是使PK發(fā)生改變的一個(gè)因素。C、靜電效應(yīng)影響蛋白質(zhì)中可電離氨基酸側(cè)鏈的PK值的重要因素。D、位阻效應(yīng)的空間障礙影響反應(yīng)基團(tuán)性質(zhì)。（2）修飾劑反應(yīng)性的決定因素：A、選擇吸附能使修飾過(guò)程的速度加強(qiáng)了。B、靜電相互作用可使修飾劑向多功能部位中的一個(gè)殘基定位，或向雙功能基的一側(cè)定位。C、位阻因素可能阻止修飾劑與功能基的正常反應(yīng)。D、催化因素也可以增加其穩(wěn)定性。42、修飾酶的特性：熱穩(wěn)定性提高?？垢黝?lèi)失活因子能力提高；抗原性消除。體內(nèi)半衰期延長(zhǎng)最適PH改變酶學(xué)性質(zhì)變化對(duì)組織分布能力改變。43、簡(jiǎn)述修飾酶熱穩(wěn)定性提高的原因：由于修飾劑共 價(jià)連接于酶分子后，使酶的天然構(gòu)象產(chǎn)生一定的“剛性”，不易伸展失活，并

17、減少了酶分子內(nèi)部基團(tuán)的熱振動(dòng)，從而增加了熱穩(wěn)定性。而且這種熱穩(wěn)定性效果和修飾 劑與酶之間的交聯(lián)點(diǎn)的數(shù)目有關(guān)，通常交聯(lián)點(diǎn)增多，酶的熱穩(wěn)定性就可提高。熱穩(wěn)定性提高的另外一個(gè)原因是修飾劑本身增加了酶分子的表面親水性，使酶分子在水 溶液中形成新的氫鍵和鹽橋。44、簡(jiǎn)述修飾酶抗各類(lèi)失活因子能力提高的原因：修飾劑所產(chǎn)生的的空間屏蔽有效地阻擋了水解酶、抑制劑等失活因子的進(jìn)攻，或酶分子中對(duì)蛋白水解酶等失活因子敏感的基團(tuán)被修飾。45、酶反應(yīng)器的類(lèi)型：游離酶反應(yīng)器（攪拌罐式反應(yīng)器、超濾膜酶反應(yīng)器）固定化酶反應(yīng)器（攪拌罐型反應(yīng)器、固定床型反應(yīng)器、流化床型反應(yīng)器、膜型反應(yīng)器）鼓泡塔型反應(yīng)器。46、酶反應(yīng)器的選擇（依據(jù)

18、）：(1)酶的形狀、大小及機(jī)械強(qiáng)度；(2)底物的性質(zhì)；(3)反應(yīng)操作的要求； (4)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及傳質(zhì)傳熱特性；(5)酶的穩(wěn)定性、再生及更換；(6)反應(yīng)器的制造成本，運(yùn)行成本及應(yīng)用的可塑性等。47、酶反應(yīng)器的操作要點(diǎn)：控制酶反應(yīng)器中流動(dòng)狀態(tài)維持酶反應(yīng)器的恒定生產(chǎn)能力保持酶反應(yīng)器的穩(wěn)定，使其能長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)使用防止酶反應(yīng)器的污染。48、簡(jiǎn)述微生物污染對(duì)酶反應(yīng)器操作的影響：因?yàn)槲⑸镂廴緯?huì)消耗底物或產(chǎn)物，產(chǎn)生酶和代謝產(chǎn)物，進(jìn)而使產(chǎn)物降解，或者產(chǎn)生令人厭惡的副產(chǎn)物，或者使目定化酶活性載體降解。當(dāng)產(chǎn)物如抗生素、酒精、有機(jī)酸能抑制微生物生長(zhǎng)時(shí)，污染會(huì)減小。向底物加入殺菌劑、抑菌劑、有機(jī)溶劑或?qū)⒌孜锪弦侯A(yù)先過(guò)濾等

19、也是防止污染的辦法之一。在溫度45以上或在酸性、堿性緩沖液中進(jìn)行操作都可減少微生物的污染。高濃度底物可以提高滲透壓、降低水活度、抑制微生物生長(zhǎng)。此外，酶反應(yīng)器在每次使用后，反應(yīng)器要進(jìn)行適當(dāng)消毒。49、模擬酶：又稱(chēng)人工酶或酶模型。一般來(lái)說(shuō)，模擬酶是在分子水平上模擬酶的活性部位的形狀、大小及其微環(huán)境等結(jié)構(gòu)特征，以及酶的作用機(jī)理的立體化學(xué)等特征而設(shè)計(jì)的一種具有催化作用的人工物質(zhì)。、50、設(shè)計(jì)人工酶模型考慮的因素：對(duì)酶活性中心底物復(fù)合物的了解對(duì)酶的專(zhuān)一性機(jī)器同底物結(jié)合的方式與能力的了解應(yīng)具有足夠的水溶性，并在接近生理?xiàng)l件下保持其催化活性。51、模擬酶的分類(lèi)：主客體酶模型：包括糊精、冠醚、穴醚、雜環(huán)大環(huán)

20、化合物和卟啉類(lèi)。膠束酶模型肽酶抗體酶分子印跡酶模型半合成酶。52、酶與抗體的區(qū)別：酶：能與反應(yīng)過(guò)渡態(tài)物質(zhì)進(jìn)行選擇性結(jié)合的催化物質(zhì)?？贵w：機(jī)體的免疫系統(tǒng)生產(chǎn)的，可以和基態(tài)分子結(jié)合的物質(zhì)?？贵w分子具有的多樣性賦予它幾乎無(wú)限的識(shí)別能力，從而產(chǎn)生高度特異性和親和性。53、抗體酶：利用抗體的高度選擇性和酶的高效催化能力相結(jié)合，生產(chǎn)的一類(lèi)具有催化活力的免疫球蛋白。54、抗體酶的制備：拷貝法、引入法、誘導(dǎo)法等。55、酶在非水相催化的意義：可作用于水不溶底物，拓寬底物范圍改變平衡點(diǎn)，調(diào)節(jié)反應(yīng)方向剛性增加，增強(qiáng)專(zhuān)一性，有利于調(diào)控催化底物的選擇性。酶的熱穩(wěn)定性提高酶不溶于有機(jī)溶劑，反應(yīng)后酶易回收可避免微生物污染減

21、少由水引起的副產(chǎn)物有機(jī)相中產(chǎn)物提取簡(jiǎn)便。56、有機(jī)相反應(yīng)體系：（1）非極性有機(jī)溶劑酶懸浮體系：用非極性有機(jī)溶劑取代所有的大量水，使固體酶懸浮在有機(jī)相中，但仍然含有必須的結(jié)合水以保持酶的催化活性。酶的狀態(tài)可以是結(jié)晶態(tài)、凍干狀態(tài)、沉淀狀態(tài)或者吸附在固體載體表面上。（2）有機(jī)溶劑與水形成均勻的單相溶液體系：酶、底物合產(chǎn)物都能溶解在這種體系中。（3）由含有溶解酶的水相和一個(gè)非極性的有機(jī)溶劑相組成的兩相體系。57、非水介質(zhì)酶存在狀態(tài)：第一類(lèi)：固態(tài)酶：它包括冷凍干燥的酶粉或固定化酶，它們以固體形式存在有機(jī)溶劑中。利用結(jié)晶酶進(jìn)行非水介質(zhì)中催化反應(yīng)和酶結(jié)構(gòu)的研究，結(jié)晶酶的結(jié)構(gòu)更接近于水溶液中酶的結(jié)構(gòu)，它的催化

22、效率也遠(yuǎn)高于其他類(lèi)型的固態(tài)酶。 第二類(lèi)：可溶解酶：它主要包括水溶性大分子共價(jià)修飾酶和非共價(jià)修飾的高分子酶復(fù)合物、表面活性劑酶復(fù)合物以及微乳液中的酶等。58、非水相中酶學(xué)性質(zhì)：（1）熱穩(wěn)定性增加，原因：有機(jī)溶劑缺少使酶熱失活的水分子，使得酶分子中谷氨酸等的脫氨基作用，天冬氨酸肽鍵的水解，二硫鍵的破壞等失活作用難以發(fā)生。（2）底物特異性增強(qiáng)：原因：有機(jī)相中底物與酶結(jié)合不再依靠疏水作用，而是利用二者結(jié)合的自由能來(lái)加速反應(yīng)；底物和介質(zhì)的疏水性直接影響底物在酶活中心和介質(zhì)二者之間的分配，進(jìn)而影響專(zhuān)一性和催化效率。（3）對(duì)映體選擇性減弱：原因：兩種對(duì)映體物質(zhì)（D、L）從酶的疏水部位置換水分子的能力不同，而

23、在疏水性很強(qiáng)的非水相，這種置換就變得差異不大了。（4）鍵選擇性改變。（5）PH記憶。59、酶的定向進(jìn)化是指在實(shí)驗(yàn)室中模仿自然進(jìn)化的關(guān)鍵步驟（突變、重組和篩選），在較短的時(shí)間內(nèi)完成漫長(zhǎng)的自然進(jìn)化過(guò)程，有效改造蛋白質(zhì)，使之適于人類(lèi)的需要。其特點(diǎn)認(rèn)為引發(fā)、較短時(shí)間、認(rèn)為選擇。應(yīng)用：提高酶的催化效率、增強(qiáng)酶的穩(wěn)定性、改變酶的底物特異性。60、設(shè)計(jì)“L-谷氨酸脫羧酶的固定化”的固定化過(guò)程？答：固定化方法：包埋法 ；基本原理：在酶本身不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的情況下，將其包埋進(jìn)半透性的多聚物內(nèi)。水分、小分子底物和產(chǎn)物可以自由出入，而酶蛋白卻不會(huì)漏出。 步驟1：酶與載體溶液混合；解說(shuō)：按1：20的比例將酶液加到50m

24、L 2.5%海藻酸鈉溶液中混合均勻。步驟2：固定造粒； 解說(shuō)：用玻璃注射器將含酶混合液用20G針頭滴入5%CaCl2中制成共固定化凝膠顆粒。固化4h后用水沖洗備用。顆粒直徑為4-5mm。步驟3：固定化酶活力測(cè)定；解說(shuō)：稱(chēng)取固定化L-谷氨酸脫羧酶顆粒10g，置于三角瓶中，加水12ml和醋酸緩沖液6ml，37下恒溫15min，再加入40mmol/l谷氨酸標(biāo)準(zhǔn)溶液2ml，37下恒溫振蕩反應(yīng)30min。反應(yīng)前后分別取樣經(jīng)適當(dāng)稀釋后，用茚三酮顯色法測(cè)定L-谷氨酸含量。61、設(shè)計(jì)一種穩(wěn)定鄰苯二酚加氧酶使用性能的實(shí)驗(yàn)方案。答：目的：了解固定化酶的制備原理和學(xué)習(xí)酶的固定化制作方法；比較溶液酶與固定化酶的特性差

25、異，了解固定化酶的優(yōu)點(diǎn)。原理：固定化酶是指在一定空間內(nèi)呈閉鎖狀態(tài)存在的酶，能連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的酶可以回收重復(fù)使用。與溶液酶相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：極易與底物、產(chǎn)物分開(kāi)；可長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)；可提高酶的穩(wěn)定性；反應(yīng)過(guò)程能?chē)?yán)格控制；產(chǎn)物溶液中無(wú)酶殘留，產(chǎn)物易提??；適合于多酶反應(yīng)；可增加產(chǎn)物收率；酶的使用效率高。方法：酶與載體溶液混合：按1：20的比例將酶液加到50mL 2.5%海藻酸鈉溶液中混合均勻。固定造粒：用玻璃注射器將含酶混合液用20G針頭滴入5%CaCl2中制成共固定化凝膠顆粒。固化4h后用水沖洗備用。顆粒直徑為4-5mm。固定化酶活力比較：稱(chēng)取固定化蔗糖酶顆粒10g，置于三角瓶中，另取蔗糖酶溶液，

26、加醋酸緩沖液至13ml，37下恒溫15min，再各加入2%蔗糖標(biāo)準(zhǔn)溶液3ml，37下恒溫振蕩反應(yīng)15min。反應(yīng)前各加入本尼迪克特試劑7毫升，混勻后放入沸水浴中煮2-3min。觀察有無(wú)紅黃色沉淀產(chǎn)生，比較等量固定化酶與溶液酶反應(yīng)速度。62、設(shè)計(jì)一種穩(wěn)定加氧酶使用性能的實(shí)驗(yàn)方案。答：目的：了解固定化酶的制備原理和學(xué)習(xí)酶的固定化制作方法比較溶液酶與固定化酶的特性差異了解固定化酶的優(yōu)點(diǎn)。原理：固定化酶是指在一定空間內(nèi)呈閉鎖狀態(tài)的酶，能連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的酶可以回收重復(fù)使用，與溶液酶相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：極易與底物、產(chǎn)物分開(kāi)，可長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)，可提高酶的穩(wěn)定性，反應(yīng)過(guò)程能?chē)?yán)格控制，產(chǎn)物溶液中無(wú)酶殘留。方法：

27、沒(méi)有載體溶液混合：按1：20的比例將酶容液加到50ml2.5%海藻酸鈉溶液中混合均勻。固定制粒：用玻璃注射器將含酶混合液用20G針頭滴入5%CaCl2中制成共固定化凝膠顆粒，固化4h后用水洗滌備用。固定酶活力比較：稱(chēng)取固定化蔗糖酶顆粒10g，置于三角瓶中，另取蔗糖酶溶液，加醋酸緩沖液至13ml，37攝氏度下恒溫15min，再各加入2%蔗糖標(biāo)準(zhǔn)溶液3ml，37攝氏度下恒溫震蕩反應(yīng)15min，反應(yīng)前各加入本尼迪克特試劑7ml，混勻后放入沸水裕中煮2-3min，觀察有無(wú)紅黃色沉淀產(chǎn)生，比較等量固定化酶與溶液酶反應(yīng)速度。63、試論述現(xiàn)代酶反應(yīng)工程多以固定化酶為催化劑依據(jù)：酶作為蛋白質(zhì)，其異體蛋白的抗原

28、性，受蛋白水解酶水解和抑制作用，在體內(nèi)半衰期短等缺點(diǎn)嚴(yán)重影響醫(yī)用酶的使用效果，甚至無(wú)法使用，工業(yè)用酶常常由于酶蛋白的抗酸、堿、有機(jī)溶劑變性及抗熱失活能力差，容易受產(chǎn)物和抑制劑的抑制，工業(yè)反應(yīng)要求PH和溫度不總是在酶反應(yīng)的最適PH合最適溫度范圍內(nèi)，底物不溶于水或酶的Km值過(guò)高等弱點(diǎn)而限制了酶制劑的應(yīng)用范圍。固定化酶的定義：是指在一定空間內(nèi)呈閉鎖狀態(tài)存在的酶，能連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的酶可以回收重復(fù)使用。固定化酶技術(shù)是酶工程的核心，實(shí)際上有了酶的固定化技術(shù)，煤在工業(yè)生產(chǎn)中的利用價(jià)值才真正得到體現(xiàn)。固定化酶的優(yōu)點(diǎn)：極易將固定化酶與底物、產(chǎn)物分開(kāi)可長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行反應(yīng)可提高酶的穩(wěn)定性酶反應(yīng)過(guò)程能?chē)?yán)格控制產(chǎn)物溶液中無(wú)酶殘留，產(chǎn)物易提取適合于多酶反應(yīng)可增加產(chǎn)物收率，提高產(chǎn)物質(zhì)量酶的使用效率高，成本低。64、試論述實(shí)施天然酶化學(xué)修飾的必要性和可行性？答：（1）酶的化學(xué)修飾的必要性 酶作為蛋白質(zhì)，