酶工程復(fù)習(xí)資料

酶工程復(fù)習(xí)資料名詞解釋1、酶反應(yīng)器：用于酶進(jìn)行催化反應(yīng)的容器和附屬設(shè)備2、pH記憶：3、產(chǎn)物阻遏作用：又稱(chēng)酶生物合成的反饋?zhàn)瓒糇饔?，是指酶催化反?yīng)的產(chǎn)物或代謝途徑末端的產(chǎn)物使該酶的生物合成受到阻遏現(xiàn)象。4.1酶的延續(xù)合成型:酶的生物合成在細(xì)胞的生長(zhǎng)階段開(kāi)始，在細(xì)胞生長(zhǎng)進(jìn)入平衡期后，酶還可以延續(xù)合成一段時(shí)間的生物合成模式。4.2同步合成型：是指酶的生物合成與細(xì)菌生長(zhǎng)同步進(jìn)行的一種酶生物合成模式。4.3中期合成型：酶在細(xì)胞生長(zhǎng)一段時(shí)間后才開(kāi)始合成，細(xì)胞進(jìn)入生長(zhǎng)平衡期后，酶的生物合成也隨之停止。4.4滯后合成型：酶是在細(xì)胞進(jìn)入生長(zhǎng)平衡期后才開(kāi)始生物合成并大量積累，5、固定化細(xì)胞——固定在載體上，并在一定空間范圍內(nèi)進(jìn)行生命活動(dòng)的細(xì)胞。6、電場(chǎng)膜分離——是在半透膜的兩側(cè)分別裝上正、負(fù)電極。在電場(chǎng)作用下，小分子的帶電物質(zhì)或離子向著與其本身所帶電荷相反的電極移動(dòng)，透過(guò)半透膜，而達(dá)到分離的目的。7、催化周期：酶進(jìn)行一次催化所需的時(shí)間。8、固定化酶：固定在載體上并在一定空間范圍內(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng)的酶稱(chēng)為固定化酶。9、抗體酶：抗體酶又稱(chēng)為催化性抗體，是一類(lèi)具有催化功能的抗體10、立體異構(gòu)專(zhuān)一性：當(dāng)酶作用的底物含有不對(duì)稱(chēng)碳原子時(shí)，酶只能作用于異構(gòu)體的一種，這種絕對(duì)專(zhuān)一性稱(chēng)為立體異構(gòu)專(zhuān)一性。11、微濾：又稱(chēng)為孔過(guò)濾，微濾介質(zhì)截留的物質(zhì)顆粒直徑為0.2-2um,主要用于細(xì)菌、灰塵等光學(xué)顯微鏡可看到的顆粒物質(zhì)的分離。12、 酶的比活力：是一個(gè)純度指標(biāo)，指特定條件下，單位質(zhì)量的蛋白質(zhì)或RNA所具有的酶活。13、 膜反應(yīng)器：是將酶的催化反應(yīng)和半透膜的分離作用組合在一起的反應(yīng)器。14、 酶電極：是由固定化酶與各種電極密切結(jié)合的傳感裝置。15、 氨基酸置換修飾：將酶分子上的某一個(gè)氨基酸置換成另一個(gè)氨基酸的修飾方法。16、 鹽析沉淀法：是利用不同蛋白質(zhì)在不同鹽溶度條件下溶解度不同的特性，通過(guò)在酶液中添加一定濃度的中性鹽，使酶或雜質(zhì)從溶液中析出沉淀，從而使酶與雜質(zhì)分離的過(guò)程。17、 對(duì)映體選擇性：又稱(chēng)為立體選擇性或立體異構(gòu)專(zhuān)一性，是酶在對(duì)成體外消旋化合物中，識(shí)別一種異構(gòu)體的能力大小指標(biāo)18、 競(jìng)爭(zhēng)性抑制：是指抑制劑和底物競(jìng)爭(zhēng)與酶分子結(jié)合而引起的抑制作用。19、 必需水：維持酶分子完整的空間構(gòu)象所需的最低含水量。20、 溶解氧：指溶解在培養(yǎng)基中的氧氣。21、 固定化原生質(zhì)體：指固定在載體上并在一定空間范圍內(nèi)進(jìn)行生命活動(dòng)的原生質(zhì)體。22、 酶合成的分解代謝物阻遏：是指某些物質(zhì)分解代謝的產(chǎn)物阻遏某些生物合成的現(xiàn)象。23、 酶合成的誘導(dǎo)：加進(jìn)某些物質(zhì)，使酶的合成開(kāi)始或加速的進(jìn)行的現(xiàn)象。24、 酶工程：酶的生產(chǎn)與應(yīng)用的技術(shù)過(guò)程稱(chēng)為酶工程。25、 反膠束萃?。菏抢梅茨z束將酶或蛋白質(zhì)從混合液分離出來(lái)的一種分離純化技術(shù)26、超臨界萃?。河址Q(chēng)為超臨界流體萃取，是利用欲分離物質(zhì)與雜質(zhì)在超臨界流體中的溶解度不同而達(dá)到分離的一種萃取技術(shù)。27、大分子結(jié)合修飾：采用水溶性大分子與酶的側(cè)鏈基團(tuán)結(jié)合，使酶分子的空間構(gòu)象發(fā)生改變，從而使酶的特性和功能發(fā)生改變的方法。28、金屬離子置換修飾：使酶分子中的一種金屬離子之換成另一種金屬離子，從而改變酶分子的特性和功能的修飾方法。29、定點(diǎn)突變技術(shù)：是指在DNA序列中的某一特定位點(diǎn)上進(jìn)行堿基的改變從而獲得脫變基因的操作技術(shù)。簡(jiǎn)答題1、簡(jiǎn)述影響固定化酶最適pH值的兩個(gè)因素及其影響結(jié)果。答：1、載體的帶電性質(zhì)，2、酶催化反應(yīng)產(chǎn)物的性質(zhì)。2、非水介質(zhì)催化包括哪幾個(gè)反應(yīng)體系。答：1、有機(jī)介質(zhì)中的酶催化，2、氣相介質(zhì)中的酶催化，3、離子液介質(zhì)中的酶催化，4、超臨界流體介質(zhì)中的酶催化。3、能用于酶發(fā)酵生產(chǎn)的細(xì)胞必須具備哪幾個(gè)條件？答：1、酶的產(chǎn)量高，2、產(chǎn)酶穩(wěn)定性好，3容易培養(yǎng)和管理，4、利于酶的分離純化，5、安全可靠、無(wú)毒性。4、影響酶提取的主要因素有哪幾個(gè)方面？答：溫度、體積、提取液體積。5、酶的生產(chǎn)方法有哪幾種？各有哪些有優(yōu)缺點(diǎn)？答：酶的生產(chǎn)方法有：提取分離法、化學(xué)合成法、生物合成法。提取分離法，為了提高提取率和使酶變性的，應(yīng)控制好溫度、pH值、離子強(qiáng)度等，生物合成法具有提取生產(chǎn)周期短、酶的產(chǎn)率較高、不受生物資源、地理環(huán)境和氣候條件等的顯著影響?；瘜W(xué)合成法，要求單體達(dá)到很高的純度，化學(xué)合成成本高，而且只能合成那些已經(jīng)搞清楚化學(xué)結(jié)構(gòu)的酶。6、簡(jiǎn)述酶分子修飾的目的。答：酶分子修飾的目的是：1、闡明金屬離子對(duì)酶催化作用的影響，2、提高酶活力，3、增強(qiáng)酶的穩(wěn)定性，4、改變酶的動(dòng)力學(xué)特性。7、水在有機(jī)相催化體系中的作用有哪些？答：有機(jī)介質(zhì)中水的含量多少對(duì)酶的空間構(gòu)象、催化活性、穩(wěn)定性、催化反應(yīng)速度等有密切關(guān)系，水還與酶催化作用的底物和反應(yīng)產(chǎn)物的溶解度有關(guān)。8、 酶活性測(cè)定時(shí)，可采用哪些方法終止酶活性？答：可以改變溫度、改變pH或加抑制劑。9、 影響酶催化作用的因素有哪些？答：底物濃度、溫度、pH、酶濃度、抑制劑、激活劑。10、 以乳糖操縱子為例說(shuō)明酶生物合成的誘導(dǎo)作用過(guò)程？答：當(dāng)培養(yǎng)基中只有唯一的碳源乳糖時(shí)，細(xì)胞吸收乳糖轉(zhuǎn)變?yōu)閯e乳糖，別乳糖作為誘導(dǎo)物與阻遏蛋白結(jié)合，使阻遏蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從使它與操縱基因的結(jié)合力減弱阻遏蛋白不能與操縱基因結(jié)合，就是RNA聚合酶可以與啟動(dòng)基因結(jié)合，進(jìn)行轉(zhuǎn)錄而合成結(jié)構(gòu)基因所對(duì)應(yīng)的酶。11、 簡(jiǎn)述利用離子交換層析分離純化酶的基本原理？答：原理是：由于酶具有兩性性質(zhì)，所以可用陰陽(yáng)離子交換劑，進(jìn)行酶的分離純化，在溶液的pH值大于等電點(diǎn)時(shí)，酶分子帶負(fù)電，可用陰離子交換劑進(jìn)行酶的分離純化，當(dāng)溶液的pH值小于等電點(diǎn)時(shí)，酶分子帶正電，可用陽(yáng)離子交換劑進(jìn)行分離。12、 簡(jiǎn)述提高酶產(chǎn)量的措施及其依據(jù)？答：措施：首先要選育或選擇優(yōu)良的產(chǎn)酶細(xì)胞，保證正常的發(fā)酵工藝條件并根據(jù)需要和變化的情況及時(shí)加以調(diào)節(jié)控制，此外好可以添加誘導(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。13、酶催化作用的特點(diǎn)包括哪幾個(gè)方面？答：專(zhuān)一性強(qiáng)，作用效率高，反應(yīng)條件溫和。14、相對(duì)游離酶而言，固定化酶在工業(yè)上有哪些優(yōu)越性？答：1,、沒(méi)的穩(wěn)定性增加，減少溫度、pH值、有機(jī)溶劑和其他外界因素對(duì)酶活力的影響，可以較長(zhǎng)期地保持較高的活力，2、固定化酶可以反復(fù)使用或連續(xù)使用較長(zhǎng)時(shí)間，提高酶的利用價(jià)值，降低生產(chǎn)成本，3、固定化酶易于和產(chǎn)物分開(kāi)，有利于產(chǎn)物的分離純化，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。15、 在控制有機(jī)相酶催化反應(yīng)時(shí)應(yīng)注意從哪幾個(gè)方面考慮？答：1、酶的選擇，2、底物的選擇和濃度的控制，3、有機(jī)溶劑的選擇，4、水含量的控制,5、溫度的控制，6、pH值的控制。16、 簡(jiǎn)述酶在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用。答：1、酶在環(huán)境檢測(cè)方面的應(yīng)用，2、酶在廢水處理方面的應(yīng)用，3、酶在可生物降解材料方面的應(yīng)用。17、 什么是結(jié)晶？酶結(jié)晶的主要方法有哪些？答：溶質(zhì)以晶體形式從溶液中析出的過(guò)程為結(jié)晶。主要方法有：1、鹽析結(jié)晶，2、透析平衡結(jié)晶，3、等電點(diǎn)結(jié)晶，4、有機(jī)溶劑結(jié)晶。18．固定化細(xì)胞發(fā)酵有哪些優(yōu)點(diǎn)？答：固定化細(xì)胞發(fā)酵的優(yōu)點(diǎn)有：1、提高產(chǎn)酶率，2、可以反復(fù)使用或連續(xù)使用較長(zhǎng)時(shí)間，3、基因工程菌的質(zhì)粒穩(wěn)定，不易丟失，4、發(fā)酵穩(wěn)定性好，5、縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率，6、產(chǎn)品容易分離純化，7、適用于細(xì)胞外酶等細(xì)胞外產(chǎn)物的生產(chǎn)。19．簡(jiǎn)述酶提取過(guò)程的注意事項(xiàng)。答：在酶的提取過(guò)程中應(yīng)注意控制溫度、pH、提取液體積。20．酶反應(yīng)器有哪些類(lèi)型？答：攪拌罐式反應(yīng)器、填充床式反應(yīng)器、流化床式反應(yīng)器、鼓泡式反應(yīng)器、膜反應(yīng)器、噴射式反應(yīng)器。21、 酶根據(jù)催化反應(yīng)的類(lèi)型來(lái)分可以分為哪六類(lèi)？答：氧化還原酶、裂合酶、異構(gòu)酶、合成酶、水解酶、轉(zhuǎn)移酶。22、 什么是酶的半衰期，SOD在人體的半衰期只有6~30分鐘，限制了它在人體的應(yīng)用，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)提高它的半衰期的方法。答：酶的半衰期是指酶活力降低到原來(lái)的一半時(shí)所需的時(shí)間。提高SOD半衰期的方法可以用大分子修飾法，來(lái)提高其穩(wěn)定性，從而延長(zhǎng)半衰期。23、 什么是金屬離子置換修飾？請(qǐng)寫(xiě)出金屬離子置換修飾過(guò)程的主要步驟。答：將酶分子中的一種金屬離子換成另一種金屬離子，使酶的特性和功能發(fā)生改變的修飾方法。主要步驟是：1、酶的分離純化，2、除去原有的金屬離子，3、加入置換的金屬離子。24．酶在疾病治療方面用途廣泛，請(qǐng)例舉6種在疾病治療方面的酶并說(shuō)明用途。答：1、淀粉酶；用途：治療消化不良，食欲不振。2、脂肪酶；治療消化不良、食欲不振。3、纖維素酶；治療消化不良，食欲不振。4、凝血酶；治療各種出血病。5、L-天冬酰胺酶；治療白血病。6、溶纖酶；治療溶血栓。計(jì)算題

1、 有1g淀粉酶制劑，用水溶解成lOOOmL，從中取出ImL測(cè)定淀粉酶活力，測(cè)知每5min分解0.25g淀粉，計(jì)算每克酶制劑所含的淀粉酶活力單位數(shù)？（酶活力單位的定義為：在最適條件下每小時(shí)分解lg淀粉的酶量稱(chēng)為1個(gè)活力單位）。解：0.25寧5/60=33X1000=3000答：每克酶制劑含的淀粉酶活力單位數(shù)為30002、 產(chǎn)品日產(chǎn)量為6000L,單個(gè)反應(yīng)器有效體積500L,底物在反應(yīng)器中停留時(shí)間為8小時(shí),如果每個(gè)反應(yīng)器可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)16小時(shí)，問(wèn)至少需要多少反應(yīng)器數(shù)目才能滿(mǎn)足生產(chǎn)？解：N=VdXT/V0=6000/16X8寧500=6答：至少需要反應(yīng)器數(shù)目為6個(gè)才能滿(mǎn)足生產(chǎn)。3、 制備固定化酶時(shí)，所用酶液總活力為60單位。取出固定化酶后，溶液中還剩余酶活18單位，求所使用載體的固定化效率？解：（60—18）寧60X100%=70%

答：所使用的載體固定化的效率為70%。4、 超速離心時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)速為12000r/min時(shí)，旋轉(zhuǎn)半徑為20cm的質(zhì)點(diǎn)所受到的相對(duì)離心力是多少？解：RCF=1.12X10-5Xn2rn=12000r/minr=20cm將其代入公式可得RCF=5、 制備固定化酶時(shí)，所用酶液總活力為40個(gè)單位。取出固定化酶后，溶液中還剩余酶活18單位，求所使用載體的固定化效率。解：（40—18）/40X100%=55%答6、 當(dāng)離心速度為8000r/min,離心半徑15cm,求其相對(duì)離心力？解：RCF=1.12X10-5Xn2rn=8000r/minr=15cm將其代入公式可得RCF=解：7、分批發(fā)酵生產(chǎn)酶時(shí)，用2000升大小的發(fā)酵罐生產(chǎn)，裝料量一般為70%，當(dāng)發(fā)酵周期為24小時(shí)，要完成每天7噸發(fā)酵液的生產(chǎn),需用多少個(gè)發(fā)酵罐進(jìn)行生產(chǎn)。（發(fā)酵液的密度按1g/mL計(jì)）解：7噸=7000LN=Vd/V0XT/24=7000/2000X70%答：8、有0.5g淀粉酶,=5答：8、有0.5g淀粉酶,測(cè)定該酶20min分解10g淀粉，請(qǐng)計(jì)算該酶的比活力。（酶活力單位的定義為：在最適條件下每小時(shí)分解1g淀粉的酶量稱(chēng)為1個(gè)活力單位）解：10寧20/60=3030寧0.5=論述題1、在酶的發(fā)酵生產(chǎn)中，必須控制好各種工藝條件，并且在發(fā)酵過(guò)程中根據(jù)情況變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿(mǎn)足細(xì)胞生長(zhǎng)、繁殖和產(chǎn)酶的需要。請(qǐng)闡述如何從菌種、培養(yǎng)基、工藝等方面對(duì)酶發(fā)酵工藝條件進(jìn)行控制？答：活化了的細(xì)胞需在種子培養(yǎng)基中經(jīng)過(guò)一級(jí)乃至數(shù)級(jí)的擴(kuò)大培養(yǎng)，以獲得足夠數(shù)量的優(yōu)質(zhì)細(xì)胞，種子擴(kuò)大培養(yǎng)所使用的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件，應(yīng)當(dāng)適合細(xì)胞生長(zhǎng)、繁殖的最適條件。種子培養(yǎng)基中一般含有豐富的氮源，碳源可以相對(duì)較少一些，種子擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)溫度，pH值、溶解氧等培養(yǎng)條件，應(yīng)當(dāng)盡量滿(mǎn)足細(xì)胞的生長(zhǎng)繁殖需要，使細(xì)胞生長(zhǎng)得又快又好，種子擴(kuò)大培養(yǎng)的時(shí)間一般以培養(yǎng)到對(duì)數(shù)期為宜。需要采用孢子接種時(shí)，則要培養(yǎng)孢子至成熟期才能發(fā)酵，接下一級(jí)種子或接入發(fā)酵罐的種子量一般以下一工序培養(yǎng)基總量的1%~10%。2、試論述常用的酶反應(yīng)器的類(lèi)型和特點(diǎn)？答：常用反應(yīng)器的類(lèi)型有：攪拌式反應(yīng)器；特點(diǎn)：由反應(yīng)器、攪拌罐和保溫裝置組成，設(shè)備簡(jiǎn)單操作容易，酶與底物混合較均勻，傳質(zhì)阻力較小，反應(yīng)比較完全，反應(yīng)條件容易控制。2、填充床式反應(yīng)器；設(shè)備簡(jiǎn)單操作方便，單位體積反應(yīng)床固定化酶的密度較大，可以提高酶催化反應(yīng)速度。3、流化床式反應(yīng)器；具有混合均勻，傳質(zhì)傳熱效果好，溫度pH值的調(diào)節(jié)比較容易，不易堵塞，對(duì)粘度較大反應(yīng)液也可進(jìn)行催化反應(yīng)。4、鼓泡式反應(yīng)器；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作容易，剪切力小，混合效果好，傳質(zhì)傳熱率高，適合有氣體參與的反應(yīng)。5、膜反應(yīng)器；結(jié)構(gòu)緊湊，集反應(yīng)與分離一體，利于連續(xù)化生產(chǎn)，但是容易發(fā)生濃差極化而引起莫孔阻塞，清洗比較困難。6、噴射式反應(yīng)器；通入高壓噴射蒸汽，實(shí)現(xiàn)酶與底物的混合，進(jìn)行高溫短時(shí)催化反應(yīng)，適用于某些耐高溫酶的反應(yīng)。3、試論述酶分子修飾在酶學(xué)研究、醫(yī)藥和工業(yè)方面的應(yīng)用？答：在酶學(xué)研究方面的應(yīng)用：酶活性中心的研究、酶的空間結(jié)構(gòu)研究、酶的作用機(jī)制研究；在醫(yī)藥方面的應(yīng)用：降低或者消除酶抗原性、增強(qiáng)醫(yī)藥用酶的穩(wěn)定性。在工業(yè)方面的應(yīng)用：提高工業(yè)用酶活力、增強(qiáng)工業(yè)用酶穩(wěn)定性、改變酶的動(dòng)力學(xué)特性。4、微生物酶生物合成的模式有哪四幾種？并指出各自的特點(diǎn)？答：微生物沒(méi)合成模式：一、固體培養(yǎng)發(fā)酵；設(shè)備簡(jiǎn)單操作方便，適用于各種培養(yǎng)和發(fā)酵產(chǎn)酶勞動(dòng)強(qiáng)度較大，原料利用率低，生產(chǎn)周