酶工程名词解释

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1、名词解释1. 酶工程:又叫酶技术,是酶制剂的大规模生产和应用的技术。 2.自杀性底物:底物经过酶的催 化后其潜在的反应基团暴露,再作用于酶而成为酶的不可逆抑制剂,这种 底物叫自杀性底物? 3.别构酶;调节物与酶分子的 调节中心结合后,引起酶分子的构象发生变化,从而改变催化中心对底物的 亲和力,这种影响被称为别构效应,具有别构效应 的酶叫别构酶 4.诱导酶:有些酶在通常的情况下不合成或很少合成,当加入诱导物后就会大量合成,这样的酶叫诱导酶 5.Mol 催化活性:表示在单位时间内,酶分子中每个活性中心转换的分子数目6. 离子交换层析 9比活力11葡萄糖效应13产酶动力学15双向凝胶电泳20固定化细

2、胞21酶化学修饰1酶的转换数：酶的转换数Kp。又称为摩尔催化活性，是指每个酶分子每分钟催化底物转化的分子数。2酶的催化周期：酶进行一次催化所用的时间。3固定化酶的比活力：指每克干固定化酶所具有的6活力单位数，它是酶制剂纯度的一个指标。4抗体酶：又称催化行抗体。是一类具有生物催化功能的抗体分子。抗体是由抗原诱导产生的抗原特异结构免疫球蛋白，要使机体具有生物催化功能，只要在抗体的可变区赋予酶的催化特性，以及酶的高效催化能力。是通过人工设计采用现代生物技术而获得的一类新的生物催化剂，有些是自然界原本不存在的。5端粒酶：是一种核酸核蛋白，包含蛋白质和RNA两种基本成分。其RNA组分包含有构建端粒的重复

3、序列的核苷酸摸板序列，在合成端粒的过程中，端粒酶以其本身的RNA组分为摸板把端粒的重复序列加到染色体DNA的末端上，使端粒延长。6核酶：核酸类酶。为一类具有生物催化功能的核糖核酸分子。它可以催化本身RNA剪切或剪接作用，还可以催化其他RNA，DNA多糖，酯类等分子进行反应。7KS分段盐析：指在一定温度和PH值条件下，通过改变离子强度使不同的酶和蛋白质分离的方法。8B分段盐析：指在盐和离子强度条件下，通过改变温度和PH使不同的酶或蛋白质分离的方法。9凝胶层析：又称凝胶过滤，分子排阻层析，分子筛层析等。是以各种多孔凝胶作为固定相，利用流动相中各组分相对分子质量不同达到物质分离的一种层析技术。10亲

4、和层析：利用生物分子与配基间所具有的专一而不可逆的亲和力使生物分子分离纯化的方法。11等电聚焦电泳：又称等电点聚焦或电聚焦。指在电泳系统中，加进两性电解质载体。当接通直流电时，两性电解质载体即形成一个由阳极到阴极连续增高的PH梯度，当酶或其他两性电解质进入这个体系时，不同的两性电解质即移到与其等电点相当的PH位置上，从而使不同等电点的物质得以分离，这种电泳技术叫做等电聚焦电泳。12超临界流体：当压力和温度到达某一特定数值时，液体和气体物理特性就会趋于相同，该数值称为超临界点。当压力和温度超过其超临界点时，两相变为一相，处于这一状态的流体称为超临界流体。13反胶束：反胶束又称反胶团，指在大量与水

5、不相混溶的有机溶剂中，含有少量的水溶液，加入表面活性剂后形成的水包油的微小液滴。14胶束体系：胶束又称为正胶束或胶束团，是在大量水溶液中含有少量与水不相混溶的有机溶剂，加入表面活性剂后形成的水包油的微小液滴。15水活度：指体系中水的逸度与纯水逸度之比。16梯度凝胶电泳：采用由上而下浓度逐渐升高，孔径逐渐减小的梯度凝胶进行电泳。梯度凝胶用梯度混合装置制成，主要用于测定球蛋白类组分的分子质量。17双水相萃取：利用溶质在两个互不相溶的水相中溶解不同而达到分离的技术。18固定化酶：指固定在一定载体上，并在一定的空间范围内进行催化反应的酶固定化酶，即保持了酶的催化特性，又克服了游离酶的不足之处，具有增加

6、稳定性可反复或连续使用及易于和反应产物分开等显著优点。19分子印记技术：是模拟抗体，抗原相互作用的一种人工生物模拟技术，是制备对某一化合物具有特异性聚合物过程。20密度梯度离心：是样品在密度梯度介质中进行离心，使沉降系数比较接近的物质分离的一种区带分离方法。是非题（每题1分，共10分）1、酶是具有生物催化特性的特殊蛋白质（）2、酶的分类与命名的基础是酶的专一性。（）3、酶活力指在一定条件下酶所催化的反应速度，反应速度越大，意味着酶活力越高。（）5、培养基中的碳源，其唯一作用是能够向细胞提供碳素化合物的营养物质。（）6、膜分离过程中，膜的作用是选择性地让小于其孔径的物质颗粒成分或分子通过，而把大

7、于其孔径的颗粒截留。（）7、在酶与底物、酶与竞争性抑制剂、酶与辅酶之间都是互配的分子对，在酶的亲和层析分离中，可把分子对中的任何一方作为固定相。（）8、角叉菜胶也是一种凝胶，在酶工程中常用于凝胶层析分离纯化酶。（）二、填空题二填空题(每空1 分,共计30 分) 1.决定酶催化活性的因素有两 个方面,一是 ,二是 。 2.求Km 最常用的方法是 。3.多底物酶促反应的动力学机制可分为两大类,一类是 ,另一 类是 。4.可逆抑制作用可分为 。6.酶活力的测定方法可用_ 反应法和_ 反应法。 7.酶制剂有四种类型即_ 酶制剂,_酶制剂,_酶制 剂。 8.通常酶的固定化方法有_ 法,_ 法,_ 法,_

8、 法。 9.酶分子的 体外改造包括酶的_修饰和_修饰。 10.模拟酶的两种类型是_酶和_酶 。 11.抗 体酶的制备方法有_法和_法。1、日本称为“酵素”的东西，中文称为酶,英文则为Enzyme,是库尼（Kuhne）于1878年首先使用的。其实它存在于生物体的细胞内与细胞外。2、1926年，萨姆纳（Sumner）首先制得脲酶结晶，并指出酶的本质是蛋白质。他因这一杰出贡献，获1947年度诺贝尔化学奖。4、1960年，查柯柏（Jacob）和莫洛德（Monod）提出了操纵子学说，认为DNA分子中与酶生物合成有关的基因有四种，即操纵基因、调节基因、启动基因和结构基因。5、1961年，国际酶委会规定的酶

9、活力单位为：在特定的条件下（25oC，PH及底物浓度为最适宜）每1分钟内,催化1mol的底物转化为产物的酶量为一个国际单位，即1IU。6、酶分子修饰的主要目的是改进酶的性能，即提高酶的活力、减少抗原性，增加稳定性。7、酶的生产方法有提取法，发酵法和化学合成法。8、借助双功能试剂使酶分子之间发生交联作用，制成网状结构的固定化酶的方法称为交联法。9、酶的分离纯化方法中，根据目的酶与杂质分子大小差别有凝胶过滤法，超滤法和超离心法三种。10、由于各种分子形成结晶条件的不同，也由于变性的蛋白质和酶不能形成结晶，因此酶结晶既是纯化手段，也是纯化标志。三、名词术语的解释与区别（每组6分，共30分）诱导与阻遏

10、 酶合成的诱导是指加入某种物质使酶的合成开始或加速进行的过程；酶合成的阻遏作用则是指加入某种物质使酶的合成中止或减缓进行的过程。这些物质分别称为诱导物及阻遏物。酶回收率与酶纯化比（纯度提高比） 酶的回收率是指某纯化步骤后酶的总活力与该步骤前的总活力之比。酶的纯化比是之某化步骤后的酶的比活力与该步骤前的比活力之比。酶的变性与酶的失活 酶的变性是指酶分子结构中的氢键、二硫键及范德华力被破坏，酶的空间结构也受到破坏，原来有序、完整的结构变成了无序，松散的结构，失去了原有的生理功能。酶的失活则是指酶的自身活性受损（包括辅酶、金属离子受损），失去了与底物结合的能力。四、问答题1、举出四例，说明酶在医学上

11、有广阔的用途。（1）医药用酶：a.消化用酶：、淀粉酶、胰酶、胰蛋白酶b.消炎用酶：木瓜蛋白酶、菠萝酶c.溶纤维酶：尿酸酶、链激酶、溶栓酶d.肿瘤用酶：L天冬酰胺酶、谷氨酰胺酶（2）诊断用酶：a.尿酸酶：用于检测血液和尿液中的尿酸含量b.甘油激酶：由于检测血液中甘油三酯的含量.（3）检测用酶：a.脱羧酶：由于检测L赖氨酸和L谷氨酸b.虫荧光素酶：用于检测ATP3、如何检查一种酶的制剂是否达到了纯的制剂？试用所学过的知识加以论述。要检测酶的制剂是否达到纯的制剂（即不含杂质及杂质酶），可以有以下几种方法：（1）层析法：包括纸层析、凝胶层析、柱层析及亲和层析（2）电泳法：包括SDS凝胶电泳法和聚丙烯酰

12、胺凝胶电泳法（3）超离心法：不同的酶分子大小不同，在重力场中具有不同的沉降系数，从而可以通过超离心方法分离目的酶与杂质酶。4）免疫反应法：由于酶分子可作为一种抗原物质，而抗原与抗体之间具有专一的亲和力，故可选用目的酶的抗体与酶制剂进行免疫扩散或免疫电泳，从而判断酶的制剂是否纯净。5）氨基酸序列分析法：采用特定的化学物质从酶的N末端将氨基酸残基逐个水解下来，最终可获知该酶的氨基酸序列，从而也可以判断出酶制剂是否纯净。4、今欲生产糖化酶结晶产品，试拟出合理的工艺步骤，并说明下游工程的主要工艺条件。生产糖化酶的结晶产品，可采用盐析结晶法。得到糖化酶粗酶液后，须进行分离纯化，使其达到一定的浓度和纯度（

13、50），向浓酶液中缓慢加入饱和中性盐溶液（NH4）2SO4），至出现稍浑浊，于低温下（04oC）静置，待溶液中有晶体析出，可向溶液中补充少量饱和盐溶液。（操作过程中保证PH4.5），也可采用有机溶剂法结晶。向浓酶液中缓慢加入有机溶剂，混合均匀，于低温下静置一段时间，离心去除沉淀物，取上清液静置于低温下，可析出晶体。1.固定化酶和游离酶 相比,有何优缺点 2.写出三种分离纯化酶蛋白的方法,并简述其原理。 3.为什么酶制剂的生产主要以微生物为材料 .酶工程的概念及其研究内容？.根据细胞生长与酶产生的关系，简述酶生物合成模式特点，以及如何提高酶的合成量。酶分离纯化操作的一般程序和目的？如何检查一种酶

14、制剂是否达到了纯的制剂？有三种酶蛋白，其相对分子质量和等电点各不相同，试设计一个方案来分离纯化这三种蛋白质。常见固定化方法有哪些类型？其概念和特点？简述固定化细胞作为生物催化剂的优点和缺点。简述酶分子化学修饰的基本原理。为什么要开展对酶的人工模拟？目前这方面的研究和应用有哪些成果?核酶作为一种金属依赖酶，金属离子在型内含子中发挥的作用是什么？脱氧核酶具有哪些催化功能？.酶在有机介质中有哪些酶学特性发生改变？在有机介质中如何通过控制pH条件提高酶活性？酶反应器在使用过程中应注意哪些方面问题？1什么叫分解代谢物的阻遏作用？举例说明其对酶的生物合成过程影响机理，发酵产酶中应如何降解之？ 答：分解代谢

15、物阻遏作用是由分解代谢物引起的阻遏作用。例：枯草杆菌碱性磷酸酶的生物合成受到其反应产物无机磷酸的阻遏，当培养基中无机磷酸的含量超过1mmol/L的时候，该酶的生物合成完全受到阻遏。当培养基中无机磷酸的含量降低到0.01mmol/L的时候，阻遏解除，该酶大量合成。为了减少或者解除分解代谢物阻遏作用，应当控制培养基中葡萄糖等容易利用的碳源的浓度。可以采用其他较难利用的碳源，如淀粉等，或者采用补料，分次流加碳源等方法。控制碳源的浓度在较底的水平，以利于酶产量的提高。2叙述提高发酵产酶量的措施。 答：在酶的发酵生产中，为了提高产酶率和缩短发酵周期，最理想的合成模式应是延续合成型。首先可以通过基因工程和

16、细胞工程等先进技术，选育得到优良的菌株，并通过工艺条件的优化控制，使它们的生物合成模式更加接近于延续合成型。 对于同步合成型的酶，要尽量提高其对应的mRNA的稳定性，为此适当降低发酵温度是可取的措施；对于滞后合成型的酶，要设法降低培养基中阻遏物的浓度，尽量减少甚至解除产物阻遏或分解代谢物阻遏作用，使酶的生物合成提早开始；而对于中期合成型的酶，则要在提高mRNA的稳定性以及解除阻遏两方面下功夫，使生物合成的开始时间提前，并尽量延迟其生物合成停止的时间。3简述凝胶层析分离纯化酶的操作过程。 答：凝胶层析的操作一般包括装柱，上柱，洗脱等过程。装柱时首先选择粗细均匀，一定直径和一定高度的层析蛛，在蛛的

17、底部放置一层玻璃纤维或者棉花，柱内先充满洗脱剂，然后一边搅拌一边缓慢而连续地加入浓稠的凝胶悬浮液，让其自然沉降，直至达到所需的高度。上柱是将欲分离的混合液加入凝胶层析柱的过程。要在洗脱液的液面恰好与凝胶床的表面相平时加入混合液，使组分能够均匀地进入凝胶床。上柱完毕后，加进洗脱液进行洗脱。所用的洗脱液的体积一般为凝胶床体积的百分之一百二十左右。洗脱流出液分部收集。洗脱完毕后，凝胶柱已经恢复酶液前的状态，不用经过再生处理，就可以重复用于下一批酶液的分离纯化。4为什么SPS-凝胶电泳不受蛋白质分子电荷及分子形状的影响？ 答：SDS能使蛋白质分子的氢键，疏水键打开，并与蛋白质分子结合，形成蛋白质-SD

18、S复合物。由于SDS带负电荷，使各种蛋白质-SDS复合物带上相同密度的负电荷，而掩盖了不同蛋白质之间原来电荷的差别。此外SDS与蛋白质结合后，引起蛋白质构象的变化。为此，蛋白质-SDS复合物在凝胶电泳中的迁移率，不再受蛋白质原有电荷及分子形状的影响，而只决定与蛋白质的相对分子质量。5举例说明酶的大分子结合修饰的作用。 答：通过大分子修饰，酶分子的结构发生某些改变，酶的特性和功能也将有所改变。可以提高酶活力，增加酶的稳定性，降低或消除酶的抗原性等。6请分析固定化载体的带电性质对酶的最适PH的影响过程。 答：载体的性质对固定化酶作用的最适PH值有明显的影响。一般来说，用带负电荷的载体制备的固定化酶

19、，其最适PH值比游离的最适PH值为高；用带正电荷载体制备的固定化酶的最适PH值比游离酶的最适PH值为低；而用不带电荷的载体制备的固定化酶，其最适PH值一般不改变。7非水相酶催化比水相酶催化的优势。 答：1，提高脂溶性底物的溶解度，有利于高浓度底物的连续生物转化。 2，水解酶能降化合成反应，如脂的合成和肽的合成。 3，可以控制由水引起的副反应。 4，酶不溶于有机介质，易于回收利用。 5，从底沸点的溶剂中分离纯化产物比水中容易。 6，酶的热稳定性比水高，而且没有微生物污染。8有机介质反应体系对酶催化的影响机制。 答：一，有机溶剂对酶结构和功能的影响：1 有机溶剂对酶分子表面结构的影响：酶在有机介质

20、中与有机溶剂接触，酶分子的表面结构将有多变化。2 有机溶剂对酶活性中心结合位点的影响：当酶悬浮与有机溶剂中，有一部分溶剂能渗入到酶分子的活性中心，与底物竞争活性中心的结合位点，降低底物结合能力，从而影响酶的催化活性。 二，有机溶剂对酶活性的影响：有机溶剂极性的强弱可以用极性系数lgP表示。P是指溶剂在辛烷与水两相中的分配系数。极性系数越大，表明其极性越小；反之极性系数越小，则极性越强。 三，有机容积对底物和产物分配的影响：有机溶剂与水之间的极性不同，在反应过程中会影响底物和产物的分配，从而影响酶的催化反应。9说明酶在非水相体系催化中的特点。 答：1，在有机介质中，由于酶分子活性中心的结合部位与

21、底物之间的结合状态发生某些变化，致使酶的底物特异性发生改变。在极性较强的有机溶剂中，疏水性较强的底物容易反应；而在极性较弱的有机溶剂中，疏水性较弱的底物容易反应。 2，酶在水溶液中催化的立体选择性较强，而在疏水性强的有机介质中。酶的立体选择性较差。 3，酶在有机介质中进行催化时，具有区域选择性，即酶能够选择底物分子中某一区域的基团优先进行反应。 4，酶在有机介质中进行催化的另一个显著特点是具有化学键选择性。即在同一个底物分子中有2种以上的化学键都可以与酶反应时，酶对其中一个化学键优先进行反应。 5，许多酶在有机介质中的热稳定性比在水溶液中热稳定性更好。决定了它的应用条件更为宽泛。 6，在有机介

22、质中，酶所处的PH环境与酶在冻干或吸附到载体上之前所使用的缓冲液PH相同。11酶蛋白侧链有那些基团可供修饰剂修饰？ 答：氨基，羧基，巯基，胍基，酚基，咪唑基，吲哚基等。12简述酶固定化方法的类型与特点。 答：一，吸附法：操作简单，条件温和，不会引起酶变性失活，载体廉价易得，而且可以反复使用。但由于靠物理吸附作用，结合力较弱，酶和载体结合不牢固而容易脱落，所以使用受到一定限制。 二，包埋法：又分为凝胶包埋法，半透膜包埋法。 天然凝胶在包埋时条件温和，操作简便，对酶活性影响甚少，但强度较差。而合成凝胶的强度较高，对温度，PH值变化的耐受性强，但需要在一定的条件下进行聚合反应，才能把酶包埋起来。2，

23、半透膜的孔径为几埃至几十埃，比一般酶分子的直径小些，固定化的酶不会从小球中漏出来。 三，结合法：又分为离子键结合法和共价键结合法。离子键结合法是通过离子键使酶与载体结合的固定化方法。用离子键结合法进行酶固定化，条件温和，操作简便。用离子键结合法制备的固定化酶，活力损失少。但由于通过离子键结合，结合力较弱，酶与载体的结合不牢固，在PH值和离子强度等条件改变时，酶容易脱落。2通过共价键将酶与载体结合的固定化方法称为共价键结合法。用共价键结合法制备的固定化酶，结合很牢固，酶不会脱落，可以连续使用较长时间，但载体活化的操作复杂，比较麻烦，同时由于共价结合时可能影响酶的空间构象而影响酶的催化活性。 四，

24、交联法：交联法制备的固定化酶或固定化菌体结合牢固，可以长时间使用。但由于交联反应条件较激烈，酶分子的多个基团被交联，致使酶活力损失较大，而且制备成的固定化酶或固定化菌体的颗粒较小，给使用带来不便。 五，热处理法：热处理法只适用于那些热稳定性较好的酶的固定化，在加热处理时，要严格控制好加热温度和时间，以免引起酶的变性失活。13膜分离有那几类？各有何特点。答：一加压膜分离：根据所截留的物质颗粒的大小不同，加压膜分离可分为微滤，超滤和反渗透三种。1：微滤是以微滤膜作为过滤介质的膜分离技术。微滤膜所截留的物质的颗粒直径为0.2-2微米。通常用来除去细菌等微生物。2超滤有称超过滤，是借助于超滤膜将不同大小的物质颗粒或分子分离的技术。主要用于分离病毒和各种生物大分子。3反渗透的孔径小于20A，被截流的物质分子质量小于1000Da，主要用于分离各种离子和小分子物质。在无离子水的制备，海水淡化等方面广泛应用。 二电场膜分离：包含电渗析和离子交换膜电渗析两种。 三扩散膜分离：利用小分子的扩散作用，不断透过半透膜扩散到膜外，而大分子被截留，从而达到分离的效果。