酶工程復(fù)習(xí)題

酶工程復(fù)習(xí)題一、填空題（1‘×20）1、戊二醛，二氨基丁烷，乙二氨是酶分子修飾中分子內(nèi)交聯(lián)最慣用的交聯(lián)劑。2、固定化對酶反映系統(tǒng)的影響重要有：酶構(gòu)象變化，立體屏蔽，微擾效應(yīng)，分派效應(yīng)，擴(kuò)散限制。3、根據(jù)酶催化的反映性質(zhì)能夠?qū)⒚阜譃椋貉趸€原酶，轉(zhuǎn)移酶，水解酶，裂解酶，異構(gòu)酶，合成酶6大類。4、1961年，國際酶委會規(guī)定的酶活力單位為：在特定的條件下（25oC，PH及底物濃度為最適宜）1min內(nèi)，催化1umol的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的酶量為一種國際單位，即1IU。5、1960年，查柯柏（Jacob）和莫洛德（Monod）提出了操縱子學(xué)說，認(rèn)為DNA分子中，與酶生物合成有關(guān)的基因有四種，即操縱基因、調(diào)節(jié)基因、啟動基因和構(gòu)造基因。6、SDS是運(yùn)用蛋白的分子量不同進(jìn)行分離，離子交換層析是運(yùn)用蛋白的靜電吸附能力不同進(jìn)行分離。7、酶活力的測定辦法可用終點(diǎn)法，動力學(xué)法，酶偶聯(lián)測定法和電化學(xué)法。8、決定酶催化活性的因素有兩個(gè)方面，一是酶的構(gòu)造

，二是反映條件。

9、求Km最慣用的辦法是雙倒數(shù)作圖法。10、可逆克制作用可分為非競爭性克制作用，反競爭性克制作用，爭性克制作用。11、酶活力的測定辦法可用終止反映法和持續(xù)反映法。12、普通酶的固定化辦法有吸附法，載體偶聯(lián)法，交聯(lián)法，包埋

法。13、酶分子的體外改造涉及酶的表面修飾和內(nèi)部修飾。14、模擬酶的兩種類型是全合成酶和半合成酶。15、抗體酶的制備辦法有細(xì)胞融合法，抗體結(jié)合位點(diǎn)化學(xué)修飾法，用生物工程辦法產(chǎn)生抗體法，引入輔助因子法和

拷貝法。16、根據(jù)酶和蛋白質(zhì)在穩(wěn)定性上的差別而建立的純化辦法有選擇性熱交性法，選擇性酸堿交性法和選擇性表面法。17、酶的生產(chǎn)辦法有提取法，發(fā)酵法，化學(xué)合成法。18、日本稱為“酵素”的東西，中文稱為酶,英文則為Enzyme,是庫尼（Kuhne）于1878年首先使用的。其實(shí)它存在于生物體的細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞外。19、酶分子修飾的重要目的是改善酶的性能，即提高酶的活力、減少酶的抗原性，增加穩(wěn)定性。20、借助多功效或多功效試劑使微生物與微生物之間發(fā)生交聯(lián)作用，制成網(wǎng)狀構(gòu)造的固定化酶的辦法稱為交聯(lián)法。21、酶的分離純化辦法中，根據(jù)目的酶與雜質(zhì)分子大小差別有膠過濾法，超速離心法和超濾法三種。22、由于多個(gè)分子形成結(jié)晶條件的不同，也由于變性的蛋白質(zhì)和酶不能形成結(jié)晶，因此酶結(jié)晶既是一種酶與否純凈的標(biāo)志，也是一種酶和雜蛋白分離純化的平段。二、名詞解釋（3‘×7）1、酶的定向固定化：由于酶蛋白多點(diǎn)附著在載體上，從而引發(fā)了固定化酶蛋白無序的定向和構(gòu)造變形的增加。另外，當(dāng)酶隨意固定化在載體上時(shí)普通是發(fā)生多位點(diǎn)的結(jié)合，這樣就會減少酶的固定化量。如果通過不同的辦法，把酶和載體在酶的特定點(diǎn)上連接起來，使酶在載體表面按一定得方向排列，使它的活性位點(diǎn)面朝固體表面的外側(cè)排列，就有助于底物進(jìn)入到酶的活性位點(diǎn)里去，從而明顯提高固定化酶的活性，通過這樣提高固定化酶的活性的辦法叫酶的定向固定化。2、模擬酶：運(yùn)用有機(jī)化學(xué)合成的辦法合成的比酶構(gòu)造簡樸的含有催化作用的非蛋白質(zhì)分子叫模擬酶。3、抗體酶：通過變化抗體中與抗原結(jié)合的微環(huán)境，并在適宜的部位引入對應(yīng)的催化基團(tuán)，所產(chǎn)生的含有催化活性的抗體?？捎蓛煞N途徑獲得抗體酶：①采用過渡態(tài)的底物類似物誘導(dǎo)；②在現(xiàn)有的抗體基礎(chǔ)上，通過化學(xué)修飾或通過蛋白質(zhì)工程向其配體結(jié)合部位導(dǎo)入催化基團(tuán)。4、酶的抽提：是把酶從生物組織或細(xì)胞中以溶解狀態(tài)釋放出來的過程,以供進(jìn)一步從中分離純化出來所需要的酶。5、分子印跡：是把酶從生物組織或細(xì)胞中以溶解狀態(tài)釋放出來的過程,以供進(jìn)一步從中分離純化出來所需要的酶。6、離子交換層析：運(yùn)用離子交換劑上的可交換離子與周邊介質(zhì)中被分離的多個(gè)離子間的親和力不同，通過交換平衡達(dá)成分離的目的的一種柱層析法。7、生物工程酶：是由活細(xì)胞產(chǎn)生的含有催化作用的有機(jī)物，大部分為蛋白質(zhì)，也有極少部分為RNA。8、膜型反映器：膜生物反映器一種由膜分離單元與生物解決單元相結(jié)合的新型水解決技術(shù)。而生物膜反映器是在反映器中添加多個(gè)填料方便微生物附著生長使在填料上形成了一層生物構(gòu)成的類似于膜的構(gòu)造，這樣的反映器才被稱為生物膜反映器。9、酶工程：簡而言之，酶工程就是將酶或者微生物細(xì)胞，動植物細(xì)胞，細(xì)胞器等在一定的生物反映裝置中，運(yùn)用酶所含有的生物催化功效，借助工程手段將對應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)并應(yīng)用于社會生活的一門科學(xué)技術(shù)。它涉及酶制劑的制備，酶的固定化，酶的修飾與改造及酶反映器等方面內(nèi)容。酶工程的應(yīng)用，重要集中于食品工業(yè)，輕工業(yè)以及醫(yī)藥工業(yè)中。10、酶活性中心：普通認(rèn)為活性中心重要由兩個(gè)功效部位構(gòu)成：第一種是結(jié)合部位，酶的底物靠此部位結(jié)合到酶分子上；第二個(gè)是催化部位，底物的鍵在此被打斷或形成新的鍵從而發(fā)生一定的化學(xué)變化。構(gòu)成功效部位的是酶分子中在三維構(gòu)造上比較靠近的少數(shù)幾個(gè)氨基酸殘基或是這些殘基上的某些基團(tuán)，它們在一級構(gòu)造上可能相距甚遠(yuǎn)，甚至位于不同肽鏈上，而是通過肽鏈的盤繞、折疊在空間構(gòu)象上互相靠近；對于需要輔酶的酶來說，輔酶分子或輔酶分子的某一部分構(gòu)造也是功效部位的構(gòu)成部分11、酶的比活力：比活力為每毫克蛋白質(zhì)所含有的酶活力單位數(shù)，普通用酶活力單位/mg蛋白質(zhì)表達(dá)。酶的比活力在酶學(xué)研究中用來衡量酶的純度，對于同一種酶來說，比活力越大，酶的純度越高。運(yùn)用比活力的大小能夠用來比較酶制劑中單位質(zhì)量蛋白質(zhì)的催化能力，是表達(dá)酶的純度高低的一種重要指標(biāo)。12水溶性酶經(jīng)物理或化學(xué)辦法解決后，成為不溶于水的但仍含有酶活性的一種酶的衍生物。在催化反映中以固相狀態(tài)作用于底物。（2）固定在載體上，并在一定空間范疇內(nèi)進(jìn)行催化反映的酶稱為固定化酶。、酶分子修飾：酶分子修飾通過對蛋白酶主鏈的剪接切割和側(cè)鏈的化學(xué)修飾對酶分子進(jìn)行改造，改造的目的在于變化酶的某些性質(zhì)，發(fā)明出天然酶不含有的某些優(yōu)良性狀，擴(kuò)大酶的應(yīng)用已達(dá)成較高的經(jīng)濟(jì)效益。14、鼓泡式反映器：氣體鼓泡通過含有反映物或催化劑的液層以實(shí)現(xiàn)氣液相反映過程的反映器。15、凝膠層析：凝膠層析又稱分子篩過濾、排阻層析等。它的突出優(yōu)點(diǎn)是層析所用的凝膠屬于惰性載體，不帶電荷，吸附力弱，操作條件比較溫和，可在相稱廣的溫度范疇下進(jìn)行，不需要有機(jī)溶劑，并且對分離成分理化性質(zhì)的保持有獨(dú)到之處。對于高分子物質(zhì)有較好的分離效果。凝膠層析是按照蛋白質(zhì)分子量大小進(jìn)行分離的技術(shù)，又稱之凝膠過濾，分子篩層析或排阻層析。16、固定化增殖細(xì)胞：固定化細(xì)胞是指固定在水不溶性載體上，在一定的空間范疇進(jìn)行生命活動（生長、繁殖和新陳代謝等）的細(xì)胞。它是用于獲得細(xì)胞的酶和代謝產(chǎn)物的一種辦法，來源于20世紀(jì)70年代，是在固定化酶的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)。由于固定化細(xì)胞能進(jìn)行正常的生長、繁殖和新陳代謝，因此又稱固定化活細(xì)胞或固定化增殖細(xì)胞。通過多個(gè)辦法將細(xì)胞和水不溶性載體結(jié)合，制備固定化細(xì)胞的過程稱為細(xì)胞固定化。17、別構(gòu)酶：當(dāng)某些化合物與酶分子中的別構(gòu)部位可逆地結(jié)合后，酶分子的構(gòu)象發(fā)生變化，使酶活性部位對底物的結(jié)合與催化作用受到影響，從而調(diào)節(jié)酶促反映速度及代謝過程，這種效應(yīng)稱為別構(gòu)效應(yīng)。含有別構(gòu)效應(yīng)的酶稱為別構(gòu)酶。別構(gòu)酶常是代謝途徑中催化第一步反映或處在代謝途徑分支點(diǎn)上的一類調(diào)節(jié)酶，大多能被代謝最后產(chǎn)物所克制，對代謝調(diào)控起重要作用。18、肽酶：肽酶普通被俗稱為蛋白水解酶(肽酶與蛋白酶的區(qū)別是：蛋白酶將蛋白質(zhì)水解為多肽，而肽酶將蛋白質(zhì)水解為氨基酸。)肽酶是一種能夠水解肽鏈的酶。他們是全部生物存活所必需的一種酶，并且在全部蛋白質(zhì)的編碼中，編碼肽酶的基因占了2%。在對500個(gè)人的肽酶的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，有14%的的肽酶能夠作為藥品的靶點(diǎn)（Southan，）。肽酶在許多生物過程中扮演重要的角色，涉及消化食物蛋白、胞內(nèi)蛋白循環(huán)、凝血級聯(lián)系統(tǒng)、抗原提呈作用及活化多個(gè)蛋白質(zhì)，涉及酶、肽類激素及神經(jīng)遞質(zhì)等。19、抗體酶：通過變化抗體中與抗原結(jié)合的微環(huán)境，并在適宜的部位引入對應(yīng)的催化基團(tuán)，所產(chǎn)生的含有催化活性的抗體。可由兩種途徑獲得抗體酶：①采用過渡態(tài)的底物類似物誘導(dǎo)；②在現(xiàn)有的抗體基礎(chǔ)上，通過化學(xué)修飾或通過蛋白質(zhì)工程向其配體結(jié)合部位導(dǎo)入催化基團(tuán)。20、酶反映器：酶反映器是根據(jù)酶的催化特性而設(shè)計(jì)的反映設(shè)備。其設(shè)計(jì)的目的就是生產(chǎn)效率高、成本低、耗能少、污染少，以獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。21、液體發(fā)酵法：液體發(fā)酵法是借助于液體介質(zhì)來完畢面團(tuán)的發(fā)酵，即先將酵母置于液體介質(zhì)中，在液體中經(jīng)幾個(gè)小時(shí)的繁殖，制成發(fā)酵液，然后用發(fā)酵液與其它原輔料攪拌成面團(tuán)。22、別構(gòu)酶：活性受別構(gòu)調(diào)節(jié)物調(diào)控的酶。23、誘導(dǎo)酶：在正常細(xì)胞中沒有或只有極少量存在，但在酶誘導(dǎo)的過程中，由于誘導(dǎo)物的作用而被大量合成的酶。24、離子交換層析：運(yùn)用離子交換劑上的可交換離子與周邊介質(zhì)中被分離的多個(gè)離子間的親和力不同，通過交換平衡達(dá)成分離的目的的一種柱層析法。25、修飾酶：能催化稀有堿基參入RNA或DNA，或?qū)υ袎A基進(jìn)行修飾的酶。以避免限制性內(nèi)切酶的破壞。26、酶回收率：酶純化后的總活力除以純化前的總活力。27、酶純化比：酶的純化比是之某純化環(huán)節(jié)后的酶的比活力與該環(huán)節(jié)前的比活力之比。28、酶的變性：酶的變性是指酶分子構(gòu)造中的氫鍵、二硫鍵及范德華力被破壞，酶的空間構(gòu)造也受到破壞，原來有序、完整的構(gòu)造變成了無序，松散的構(gòu)造，失去了原有的生理功效。29、酶的失活：當(dāng)酶不處在適宜的溫度或適宜的pH溶液時(shí)，酶的活性會減少，甚至失去活性。三、問答題（5小題，共49分）舉出四例，闡明酶在醫(yī)學(xué)上有廣闊的用途。答：（1）醫(yī)藥用酶：a.消化用酶：α、β－淀粉酶、胰酶、胰蛋白酶b.消炎用酶：木瓜蛋白酶、菠蘿酶c.溶纖維酶：尿酸酶、鏈激酶、溶栓酶d.腫瘤用酶：L－天冬酰胺酶、谷氨酰胺酶（2）診療用酶：a.尿酸酶：用于檢測血液和尿液中的尿酸含量b.甘油激酶：由于檢測血液中甘油三酯的含量（3）檢測用酶：a.脫羧酶：由于檢測L－賴氨酸和L－谷氨酸b.蟲熒光素酶：用于檢測ATP如何檢查一種酶的制劑與否達(dá)成了純的制劑？試用所學(xué)過的知識加以敘述。答：要檢測酶的制劑與否達(dá)成純的制劑（即不含雜質(zhì)及雜質(zhì)酶），能夠有下列幾個(gè)辦法：（1）層析法：涉及紙層析、凝膠層析、柱層析及親和層析（2）電泳法：涉及SDS凝膠電泳法和聚丙烯酰胺凝膠電泳法（3）超離心法：不同的酶分子大小不同，在重力場中含有不同的沉降系數(shù)，從而能夠通過超離心辦法分離目的酶與雜質(zhì)酶。（4）免疫反映法：由于酶分子可作為一種抗原物質(zhì)，而抗原與抗體之間含有專一的親和力，故可選用目的酶的抗體與酶制劑進(jìn)行免疫擴(kuò)散或免疫電泳，從而判斷酶的制劑與否純凈。（5）氨基酸序列分析法：采用特定的化學(xué)物質(zhì)從酶的N末端將氨基酸殘基逐個(gè)水解下來，最后可獲知該酶的氨基酸序列，從而也能夠判斷出酶制劑與否純凈。酶的催化特性。答：（一）酶催化的高效性（二）酶催化的高度專一性（三）酶催化的反映條件溫和（四）酶活性的可調(diào)控性（五）酶催化的活性與輔酶、輔基和金屬離子有關(guān)固定化細(xì)胞有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？答：優(yōu)點(diǎn)：1、可增殖，細(xì)胞密度大，可獲得高度密集而體積小的生產(chǎn)菌集合體。

2、發(fā)酵穩(wěn)定性好，能夠較長時(shí)間重復(fù)使用或持續(xù)使用。

3、發(fā)酵液中含菌體較少，有助于產(chǎn)品分離純化。

4、有助于需要輔酶和多酶系統(tǒng)才干進(jìn)行的反映。缺點(diǎn)：固定后的細(xì)胞與反映物不容易靠近，可能造成反映效果下降。由于大分子物質(zhì)難以自由通過細(xì)胞膜，因此固定化細(xì)胞的技術(shù)也受到限制。簡述生物印跡酶的種類及制備過程。答：分為有機(jī)相生物印跡酶、水相生物印跡酶，其中水相生物印跡酶又可分為：酯水解生物印跡酶、HF水解生物印跡酶、含有谷胱甘肽過氧化物活性的生物印跡酶。制備過程：固定化酶和游離酶相比，有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：固定化酶比游離酶更穩(wěn)定、運(yùn)用率高、產(chǎn)物容易純化，更適合多酶反映。但固定化酶由于固定化辦法不同，有些固定不牢固，對大分子底物有一定的空間位阻，還可能由于共價(jià)結(jié)合而影響酶的空間構(gòu)象，因此有些固定化酶比游離酶的活性低、專一性可能變化，與底物的親和力較小。酶分子修飾的辦法有哪些？酶分子修飾的目的是什么？答：酶分子修飾的辦法重要有：1.酶分子的主鏈修飾；2.酶分子的側(cè)鏈基團(tuán)修飾；3.酶分子構(gòu)成單位的置換修飾；4.金屬離子置換修飾；5.酶分子的物理修飾。或者酶分子修飾的辦法有：1.金屬離子置換修飾2.大分子結(jié)合修飾3.側(cè)鏈基團(tuán)修飾4.肽鏈有限水解修飾5.核苷酸鏈剪切修飾6.氨基酸置換修飾7.核苷酸置換修飾8.物理修飾酶分子修飾的目的是：提高酶的活性；增強(qiáng)酶的穩(wěn)定性；減少酶的免疫原性；闡明構(gòu)造與功效的關(guān)系。簡述酶的催化特點(diǎn)和催化機(jī)理。答：（1）變化化學(xué)反映速率，本身不被消耗；（2）只能催化熱力學(xué)允許進(jìn)行的反映；（3）加緊化學(xué)反映速率，縮短達(dá)成平衡時(shí)間，但不變化平衡點(diǎn)；（4）減少活化能，使速率加緊；（5）高效性，指催化效率很高，使得反映速率很快；（6）專一性，任何一種酶只作用于一種或幾個(gè)有關(guān)的化合物，這就是酶對底物的專一性；（7）多樣性，指生物體內(nèi)含有種類繁多的酶；（8）易變性，由于大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，因而會被高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等破壞；（9）反映條件的溫和性，酶促反映在常溫、常壓、生理pH條件下進(jìn)行；（10）酶的催化活性受到調(diào)節(jié)、控制；（11）有些酶的催化活性與輔因子有關(guān)。酶催化機(jī)理：1.趨近效應(yīng)（approximation）和定向效應(yīng)（oientation）酶能夠?qū)⑺牡孜锝Y(jié)合在它的活性部位由于化學(xué)反映速度與反映物濃度成正比，若在反映系統(tǒng)的某一局部區(qū)域，底物濃度增高，則反映速度也隨之提高，另外，酶與底物間的靠近含有一定的取向，這樣反映物分子才被作用，大大增加了ES復(fù)合物進(jìn)入活化狀態(tài)的機(jī)率。2.張力作用（distortionorstrain）底物的結(jié)合可誘導(dǎo)酶分子構(gòu)象發(fā)生變化，比底物大得多的酶分子的三、四級構(gòu)造的變化，也可對底物產(chǎn)生張力作用，使底物扭曲，增進(jìn)ES進(jìn)入活性狀態(tài)。3.酸堿催化作用（acid-basecatalysis）酶的活性中心含有某些氨基酸殘基的R基團(tuán)，這些基團(tuán)往往是良好的質(zhì)子供體或受體，在水溶液中這些廣義的酸性基團(tuán)或廣義的堿性基團(tuán)對許多化學(xué)反映是有力的催化劑。4.共價(jià)催化作用（covalentcatalysis）某些酶能與底物形成極不穩(wěn)定的、共價(jià)結(jié)合的ES復(fù)合物，這些復(fù)合物比無酶存在時(shí)更容易進(jìn)行化學(xué)反映。舉例闡明固定化酶（細(xì)胞）的制備過程及原理。答：包埋法的原理是將微生物細(xì)胞截流在水不溶性的凝膠聚合物孔隙的網(wǎng)絡(luò)空間中。通過聚合作用或者離子網(wǎng)絡(luò)形成，或通過沉淀作用，或變化溶劑、溫度、pH值使細(xì)胞截流。凝膠聚合物的網(wǎng)絡(luò)能夠制止細(xì)胞的泄漏，同時(shí)能讓基質(zhì)滲入和產(chǎn)物擴(kuò)散出來。制備過程：稱取0.3g海藻酸鈉和0.1g淀粉酶溶入10毫升蒸餾水中。配備2％氯化鈣溶液50ml將1滴加至2中，固化30mins過濾得白色球體清洗至中性（清洗5-6次），自然風(fēng)干得到微體即固定化的淀粉酶測定固定化淀粉酶的重量10、簡述抗體酶的制備辦法及應(yīng)用。答:抗體酶的制備辦法有細(xì)胞融正當(dāng)、抗體結(jié)合位點(diǎn)化學(xué)修飾法、引入輔助因子法、用生物工程辦法產(chǎn)生抗體、拷貝法。抗體酶的應(yīng)用：抗體酶在有機(jī)合成中的應(yīng)用、闡明化學(xué)反映機(jī)制、在醫(yī)療上的應(yīng)用。11、固定化辦法有哪幾個(gè)？并敘述各自的機(jī)理。答：有包埋法、吸附法、共價(jià)結(jié)正當(dāng)，以及交聯(lián)法等包埋法的原理是將微生物細(xì)胞截流在水不溶性的凝膠聚合物孔隙的網(wǎng)絡(luò)空間中。通過聚合作用或者離子網(wǎng)絡(luò)形成，或通過沉淀作用，或變化溶劑、溫度、pH值使細(xì)胞截流。凝膠聚合物的網(wǎng)絡(luò)能夠制止細(xì)胞的泄漏，同時(shí)能讓基質(zhì)滲入和產(chǎn)物擴(kuò)散出來。吸附法又稱載體結(jié)正當(dāng)，其原理是通過物理吸附、化學(xué)或者離子鍵的結(jié)合，將微生物固定于非水溶性載體。這種辦法操作簡樸，對微生物活力影響小，但所結(jié)合的微生物數(shù)量有限，反映穩(wěn)定性和重復(fù)使用性差。共價(jià)結(jié)正當(dāng)?shù)脑硎羌?xì)胞表面上功效團(tuán)和固相支持物表面的反映基團(tuán)之間形成化學(xué)共價(jià)鍵連接，成為固定化細(xì)胞，該法的連接鍵很牢固。交聯(lián)法的原理是使用雙功效或多功效試劑，直接與細(xì)胞表面的反映基團(tuán)如氨基、羧基等進(jìn)行交聯(lián)，形成共價(jià)鍵來固定細(xì)胞，其結(jié)合力是共價(jià)鍵。12、敘述酶工程的應(yīng)用并分別舉例闡明。答：酶工程重要應(yīng)用在下列幾個(gè)領(lǐng)域：1、發(fā)酵工藝：生產(chǎn)葡萄糖、生產(chǎn)氨基酸、生產(chǎn)核苷酸、生產(chǎn)生物柴油、生產(chǎn)抗生素、生產(chǎn)有機(jī)酸、甾體激素等；2、醫(yī)藥領(lǐng)域：①疾病診療方面應(yīng)用：根據(jù)體液內(nèi)酶活力的變化診療疾病、用酶測定體液中某種物質(zhì)的量診療疾病等；②疾病治療方面的應(yīng)用：生產(chǎn)蛋白酶、溶解酶、超氧化物歧化酶等；③藥品制造方面的應(yīng)用：生產(chǎn)青霉素?；?、β-酪氨酸酶、核苷磷酸化酶等；3、分析檢測：酶試紙、酶柱和酶管、酶傳感器等的應(yīng)用都有重大奉獻(xiàn)；4、基礎(chǔ)理論研究：闡明酶反映機(jī)制、生物工程中去除細(xì)胞壁等方面的應(yīng)用；5、環(huán)保領(lǐng)域：環(huán)境監(jiān)測、三廢解決、生物脫墨等；6、其它方面：洗滌劑工業(yè)、釀酒工業(yè)、乳制品工業(yè)、餅干、紡織工業(yè)、化妝品等工業(yè)中都有應(yīng)用。13、對酶進(jìn)行化學(xué)修飾時(shí)，應(yīng)考慮哪些因素？答：修飾反映盡量在酶穩(wěn)定條件下進(jìn)行，并盡量不破壞酶活性功效的必需基團(tuán)。需考慮下列幾方面：①pH與離子強(qiáng)度：決定了酶蛋白分子中反映基團(tuán)的解離狀態(tài)；②修飾反映的溫度與時(shí)間：嚴(yán)格控制溫度和時(shí)間能夠減少以至消除某些非專一性的修飾反映；③反映體系中酶與修飾劑的比例：控制兩者的比例，避免酶的過分修飾而造成的活性完全喪失。14、某酶的初提取液通過一次純化后，經(jīng)測定得到下列數(shù)據(jù)，試計(jì)算比活力，回收率及純化倍數(shù)。體積（ml）活力單位（u/ml）蛋白氮（mg/ml）初提取液1002502.5、硫酸銨沉淀88001.6答：（1）起始總活力：250×100＝25000（單位）（2）起始比活力：250÷2.5＝100（單位/毫克蛋白氮）（3）純化后總活力800×8＝6400（單位）（4）純化后比活力800÷1.6＝500（單位/毫克蛋白氮）（5）產(chǎn)率（百分產(chǎn)量）：6400÷25000＝25.6％（6）純化倍數(shù)：500÷100=515、寫出三種分離純化酶蛋白的辦法，并簡述其原理。答：1凝膠過濾：凝膠過濾層析也稱分子篩層析、排阻層析。是運(yùn)用品有網(wǎng)狀構(gòu)造的凝膠的分子篩作用，根據(jù)被分離物質(zhì)的分子大小不同來進(jìn)行分離。層析柱中的填料是某些惰性的多孔網(wǎng)狀構(gòu)造物質(zhì)，多是交聯(lián)的聚糖(如葡聚糖或瓊脂糖)類物質(zhì)，小分子物質(zhì)能進(jìn)入其內(nèi)部，流下時(shí)路程較長，而大分子物質(zhì)卻被排除在外部，下來的路程短，當(dāng)一混合溶液通過凝膠過濾層析柱時(shí)，溶液中的物質(zhì)就按不同分子量篩分開了。2等電點(diǎn)沉淀：在等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)分子以兩性離子形式存在，其分子凈電荷為零(即正負(fù)電荷相等)，此時(shí)蛋白質(zhì)分子顆粒在溶液中因沒有相似電荷的互相排斥，分子互相之間的作用力削弱，其顆粒極易碰撞、凝聚而產(chǎn)生沉淀，因此蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)，其溶解度最小，最易形成沉淀物。等電點(diǎn)時(shí)的許多物理性質(zhì)如黏度、膨脹性、滲入壓等都變小，從而有助于懸浮液的過濾。3吸附層析：運(yùn)用固定相吸附中對物質(zhì)分子吸附能力的差別實(shí)現(xiàn)對混合物的分離，吸附色譜的色譜過程是流動相分子與物質(zhì)分子競爭固定相吸附中心的過程。4鹽析沉淀法運(yùn)用不同蛋白質(zhì)在不同的鹽濃度條件下溶解度不同的特性，通過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

5離心分離是借助于離心機(jī)旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，使不同大小、不同密度的物質(zhì)分離的技術(shù)過程。6過濾是借助于過濾介質(zhì)將不同大小、不同形狀的物質(zhì)分離的技術(shù)過程16、填充床反映器和流化床反映器的優(yōu)缺點(diǎn)？答：填充床反映器優(yōu)點(diǎn)是：容積負(fù)荷高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；微生物活性高；傳質(zhì)效果好。缺點(diǎn)：設(shè)備的磨損較固定床嚴(yán)重，載體顆粒在湍流過程中會被磨損變小。設(shè)計(jì)時(shí)存在著生產(chǎn)放大的問題，如防堵塞等。流化床反映器優(yōu)點(diǎn)是：高效率、易操作、構(gòu)造簡樸等，因而，PBR是現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)及研究中應(yīng)用最為普遍的反映器。它合用于多個(gè)形狀的固定化酶和不含固體顆粒、黏度不大的底物溶液，以及有產(chǎn)物克制的轉(zhuǎn)化反映。缺點(diǎn)是：傳質(zhì)系數(shù)和傳熱系數(shù)相對較低。當(dāng)?shù)孜锶芏群腆w顆?；蝠ざ群艽髸r(shí)，不適宜采用PBR.17、酶固定化后性質(zhì)會發(fā)生什么變化？答：變化：①酶活性下降。酶構(gòu)造變化、空間位阻。②穩(wěn)定性提高。酶分子與載體多點(diǎn)連接，活性緩慢釋放，克制自降解；③最適pH的變化。載體+-，ph酸堿移動；產(chǎn)物酸，固定Eph>游離Eph；④最適溫度也上升；⑤底物特異性變化：作用于低分子底物的酶特異性無明顯變化；可作用于低分子、大分子底物的酶→特異變化；⑥Km值隨載體性質(zhì)變化：載體與底物帶相似電荷，Km’>Km，減少了酶的親和力；電荷相反，靜電作用，Km'<Km。18、酶分離純化的技術(shù)路線。答：細(xì)胞破碎（動物、植物或微生物細(xì)胞）→酶提取（發(fā)酵液）→酶分離純化（離心、過濾、沉淀、層析、電泳、萃取、結(jié)晶）→酶濃縮→酶貯存。 19、慣用沉淀法的種類及原理。答：鹽析法：①原理：酸性或堿性化合物還可加入某種試劑使之生成水不溶性的鹽類等沉淀析出，與其它水溶性較大的雜質(zhì)分離等電點(diǎn)沉淀法：在等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)分子以兩性離子形式存在，其分子凈電荷為零(即正負(fù)電荷相等)，此時(shí)蛋白質(zhì)分子顆粒在溶液中因沒有相似電荷的互相排斥，分子互相之間的作用力削弱，其顆粒極易碰撞、凝聚而產(chǎn)生沉淀，因此蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)，其溶解度最小，最易形成沉淀物。等電點(diǎn)時(shí)的許多物理性質(zhì)如黏度、膨脹性、滲入壓等都變小，從而有助于懸浮液的過濾。 有機(jī)溶劑沉淀法的原理①親水性有機(jī)溶劑加入溶液后減少了介質(zhì)的介電常數(shù)，使溶質(zhì)分子之間的靜電引力增加，聚集形成沉淀；②水溶性有機(jī)溶劑本身的水合作用減少了自由水的濃度，壓縮了親水溶質(zhì)分子表面原有水化層的厚度，減少了它的親水性，造成脫水凝集. 有機(jī)聚合物沉淀法：其作用原理可能與有機(jī)溶劑類似。聚丙烯酸能夠沉淀帶正電蛋白質(zhì)。聚丙烯酸分子上有相稱多的羧基，堿性蛋白質(zhì)含較多的堿性基團(tuán)，羧基和堿性基團(tuán)形成鹽鍵，則把聚丙烯酸和堿性蛋白結(jié)成成很大顆粒沉淀下來。沉淀時(shí)堿性蛋白與溶液分開，加入鈣離子后，聚丙烯酸成鈣鹽，蛋白質(zhì)則游離出來。選擇性變性沉淀法：這一辦法是運(yùn)用蛋白質(zhì)、酶與核酸等生物大分子與非目的生物大分子在物理化學(xué)性質(zhì)等方面的差別，選擇一定的條件使雜蛋白等非目的物變性沉淀而得到分離提純. 20、比較各類酶反映器的優(yōu)缺點(diǎn)。答：答：①按照構(gòu)造的不同能夠分為：攪拌罐式反映器、填充床式反映器、流化床反映器、鼓泡式反映器、膜反映器、噴射式反映器。按操作方式分為：分批式反映、持續(xù)式反映、流加分批式反映。將構(gòu)造和操作方式結(jié)合一起分為：持續(xù)攪拌罐式反映器、分批攪拌罐式反映器。②各類優(yōu)缺點(diǎn)：⑴分批攪拌罐式反映器優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡樸，操作容易，酶與底物混合均勻，傳質(zhì)阻力較小，反映較為完全，反映條件容易調(diào)節(jié)控制。缺點(diǎn)：用于游離酶，酶難以回收；用于固定化酶，反映器運(yùn)用率較低，并且可能對固定化酶的構(gòu)造造成破壞。⑵持續(xù)攪拌罐式反映器優(yōu)點(diǎn)：設(shè)計(jì)簡樸、操作簡便；反映條件容易調(diào)節(jié)控制；底物與固定化酶接觸較好；傳質(zhì)阻力較??；反映器的運(yùn)用率較高。缺點(diǎn)：需注意控制好攪拌速度，以免由于強(qiáng)烈攪拌所產(chǎn)生的剪切力使固定化酶的構(gòu)造受到破壞。⑶填充床式反映器優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡樸；操作方便；單位體積反映床的固定化酶密度大；能夠提高酶催化反映的速度。缺點(diǎn)：底層固定化酶顆粒所受壓力較大，容易引發(fā)固定化酶顆粒的變形或破碎。⑷流化床反映器優(yōu)點(diǎn)：混合均勻；傳質(zhì)和傳熱效果好；溫度和pH值易于調(diào)節(jié)控制；不易堵塞；對黏度較大的反映液也可進(jìn)行催化反映。缺點(diǎn)：需要較高的流速才干維持粒子的充足流態(tài)化，并且固定化酶顆粒易于被破壞，流體動力學(xué)變化較大，參數(shù)復(fù)雜，放大較為困難。⑸鼓泡式反映器優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡樸；操作方便；剪切力?。晃镔|(zhì)與熱量的傳遞效率高；是有氣體參加的酶催化反映中慣用的一種反映器。⑹膜反映器（中空纖維型）優(yōu)點(diǎn)：集反映與分離于一體，利于持續(xù)化生產(chǎn)。缺點(diǎn)：通過長時(shí)間使用，酶或其它雜質(zhì)；會被吸附在膜上，造成膜透過性減少，并且清洗困難。⑺噴射式反映器優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡樸；體積??；混合均勻；可在短時(shí)間內(nèi)完畢催化反映。反映器類型合用的操作方式合用的酶特點(diǎn)攪拌罐式反映器分批式,流加分批式持續(xù)式游離酶固定化酶由反映罐，攪拌器和保溫裝置構(gòu)成。設(shè)備簡樸，操作容易，酶與底物混合較均勻，傳質(zhì)阻力較小，反映比較完全，反映條件容易調(diào)節(jié)控制。填充床反映器持續(xù)式固定化酶設(shè)備簡樸，操作方便，單位體積反映床的固定化酶密度大，能夠提高酶催化反映的速度。在工業(yè)生產(chǎn)中普遍使用。流化床反映器分批式流加分批式持續(xù)式固定化酶流化床反映器含有混合均勻，傳質(zhì)和傳熱效果好，溫度和pH值的調(diào)節(jié)控制比較容易，不易堵塞，對粘度較大反映液也可進(jìn)行催化反映。鼓泡式反映器分批式流加分批式持續(xù)式游離酶固定化酶鼓泡式反映器的構(gòu)造簡樸，操作容易，剪切力小，混合效果好，傳質(zhì)、傳熱效率高,適合于有氣體參加的反映。膜反映器持續(xù)式游離酶固定化酶膜反映器構(gòu)造緊驟，集反映與分離于一體,利于持續(xù)化生產(chǎn),但是容易發(fā)生濃差極化而引發(fā)膜孔阻塞，清洗比較困難噴射式反映器持續(xù)式游離酶通入高壓噴射蒸汽，實(shí)現(xiàn)酶與底物的混合，進(jìn)行高溫短時(shí)催化反映，合用于某些耐高溫酶的反映21、雙水相萃取、超臨界流體萃取、反膠團(tuán)萃取的原理。答案一：答：雙水相萃取的原理是某些親水性高分子聚合物的水溶液超出一定濃度后能夠形成兩相，并且在兩相中水分均占很大比例，即形成雙水相系統(tǒng)（aqueoustwo-phasesystem,ATPS）。運(yùn)用親水性高分子聚合物的水溶液可形成雙水相的性質(zhì)開發(fā)了雙水相萃取法。雙水相萃取的聚合物不相容性：根據(jù)熱力學(xué)第二定律，混合是熵增過程能夠自發(fā)進(jìn)行，但分子間存在互相作用力，這種分子間作用力隨相對分子質(zhì)量增大而增大。當(dāng)兩種高分子聚合物之間存在互相排斥作用時(shí)，由于相對分子質(zhì)量較大的分子間的排斥作用與混合熵相比占主導(dǎo)地位，即一種聚合物分子的周邊將聚集同種分子而排斥異種分子，當(dāng)達(dá)成平衡時(shí)，即形成分別富含不同聚合物的兩相。生物分子的分派系數(shù)取決與溶質(zhì)于雙水相系統(tǒng)間的多個(gè)互相作用，其中重要有靜電作用、疏水作用和生物親和作用。超臨界流體萃取分離技術(shù)是運(yùn)用超臨界流體的溶解能力與其密度親密有關(guān)，通過變化壓力或溫度使超臨界流體的密度大幅變化。在超臨界狀態(tài)下，將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地依次把極性大小、沸點(diǎn)高低和相對分子質(zhì)量大小不同的成分萃取出來。反膠團(tuán)萃取運(yùn)用表面活性劑在有機(jī)相中形成的反膠團(tuán)（reversedmicelles），從而在有機(jī)相內(nèi)形成分散的親水微環(huán)境，使生物分子在有機(jī)相（萃取相）內(nèi)存在于反膠團(tuán)的親水微環(huán)境中，消除了生物分子，特別是蛋白質(zhì)類生物活性物質(zhì)難于溶解在有機(jī)相中或在有機(jī)相中發(fā)生不可逆變性的現(xiàn)象。答案二：答：①雙水相萃取與水-有機(jī)相萃取的原理相似，都是根據(jù)物質(zhì)在兩相間的選擇性分派，但萃取體系的性質(zhì)不同。當(dāng)物質(zhì)進(jìn)入雙水相體系后，由于表面性質(zhì)、電荷作用和多個(gè)力(如憎水鍵、氫鍵和離子鍵等)的存在和環(huán)境因素的影響，使其在上、下相中的濃度不同。分派系數(shù)K等于物質(zhì)在兩