华农酶工程习题down

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1、第一章第一章1.1.简述酶与一般催化剂的共性以及作为生物催化剂的特点简述酶与一般催化剂的共性以及作为生物催化剂的特点共同点：只能催化热力学所允许的的化学反应，缩短达到化学平衡的时间，而 不改变平衡点：反应前后酶本身没有质和量的改变：很少量就能发挥较大的催 化作用：其作用机理都在于降低了反应的活化能。酶作为生物催化剂的特点：1.极高的催化率；2.高度专一性；3.酶活的可调节 性；酶的不稳定性。5.5.酶失活的因素和机理。酶失活的因素和机理。酶失活的因素主要包括物理因素，化学因素和生物因素物理因素1 热失活：热失活是由于热伸展作用使酶的反应基团和疏水区域暴露，促使蛋 白质聚合。2 冷冻和脱水：很多

2、变构酶在温度降低是会产生构象变化。在冷冻过程中，溶 质（酶和盐）随着水分子的结晶而被浓缩，引起酶微环境中的 pH 和离子强度的 剧烈改变，很容易引起蛋白质的酸变性。3.辐射作用：电离辐射和非电离辐射都会导致多肽链的断裂和酶活性丧失。4.机械力作用：化学因素1.极端 pH：极端 pH 远离蛋白质的等电点，酶蛋白相同电荷间的静电斥力会导 致蛋白肽链伸展，埋藏在酶蛋白内部非电离残基发生电离，启动改变。交联或 破坏氨基酸的化学反应，结果引起不可逆失活。极端 pH 也容易导致蛋白质水解 。2.氧化作用：酶分子中所含的带芳香族侧链的氨基酸以及 Met, Cys 等，与活性 氧有极高的反应性，极易受到氧化攻

3、击。3.聚合作用：加热或高浓度电介质课破坏蛋白质胶体溶液的稳定性，促使蛋白 质结构发生改变，分子间聚合并沉淀。4.表面活性剂和变性剂：表面活性剂主要改变酶分子正常的折叠，暴露酶分子 疏水内核的疏水基团，使之变性；变性剂与酶分子结合，改变其稳定性，使之 发生变性。生物因素微生物或蛋白水解酶的作用使酶分子被水解。6.6.简述酶活力测定方法的原理简述酶活力测定方法的原理直接测定法：有些酶促反应进行一段时间后，酶底物或产物的变量可直接检测 。间接测定法：有些酶促反应的底物或产物不易直接检测，一次必须与特定的化 学试剂反应，形成稳定的可检测物。酶偶联测定法：与间接测定法相类似，只是使用一指示酶，使第一酶

4、的产物在 指示酶的作用下转变成可测定的新产物。第二章第二章1.1.在酶制剂工业生产中为什么以微生物发酵生产为主？在酶制剂工业生产中为什么以微生物发酵生产为主？应用微生物来开发酶有下列优点：1.微生物生长繁殖快，生活周期短。2.微生 物种类繁多。3.当基因工程介入时，动植物细胞中存在的酶，几乎都能够利 用微生物细胞获得。2.2.影响酶制剂发酵的因子有哪些？影响酶制剂发酵的因子有哪些？培养基的成分，发酵条件，发酵方法。3 3，酶制剂发酵生产的方法有哪些？各有何优势？，酶制剂发酵生产的方法有哪些？各有何优势？固体培养法：（转桶法，厚层通气法）。优点：1.单位体积培养设备中的产酶 量高；2 节省动力；

5、3 由污染引起的问题少，易于管理；4.酶抽提液的浓度 可任意调节；5.后处理设备小。液体深层培养法。优点：设备占地面积小、生产可以机械化，自动化。4.4.如何提高酶的产量？如何提高酶的产量？1.添加产酶促进剂；2.菌种诱变；（生产组成型酶突变株的筛选，抗分解代谢 阻遏突变株的选育，抗反馈阻抑突变株的筛选）。第三章第三章2 2 从植物细胞培养产酶的特点分析，为什么与植物体产酶比植物细胞产酶更有从植物细胞培养产酶的特点分析，为什么与植物体产酶比植物细胞产酶更有 优势？优势？1. 次生物质的生产是在可控制的条件下进行的，因此可以通过改变培养条件 和筛选细胞系来提高次生代谢产物的产率2. 培养细胞是在

6、无菌条件下进行的，因此可以排除病菌和虫害的影响，以及 环境中的有害物质污染，从而提高产品质量。3. 植物细胞的倍增时间一般为 1260h，发酵周期为 1030d，与植物生长周 期相比，大大缩短了生产周期。4. 可以进行特定的生化转化反应和探索新的合成路线，以获得新的有用物质 。3 3 用于产酶的植物细胞的来源有哪些？用于产酶的植物细胞的来源有哪些？1 直接从外植体中分离得到；2 通过诱导愈伤组织而获得；3 分离原生质体后再 经过细胞壁再生而获取所需的植物细胞。4 4 动物细胞培养前都需要做哪些准备工作？动物细胞培养前都需要做哪些准备工作？1 基质的准备2 培养环境的准备【营养物质，细胞的生产环

7、境（温度，气相，pH，渗透压） 】3 细胞的准备（原代细胞培养，传代细胞培养）5 根据细胞在培养基中的位置不同，动物细胞的培养方式有哪些？1 贴壁培养，2 悬浮培养，3 微载体培养系统，4 包埋培养，5 微囊化培养。第四章第四章 现代分子技术产酶现代分子技术产酶1 1 什么是克隆酶？试述克隆酶生产的基本过程。什么是克隆酶？试述克隆酶生产的基本过程。克隆酶：利用 DNA 重组技术而大量生产的酶，称克隆酶。克隆酶生产的基本过程：1 目的基因的获得；2 载体的选择；3 目的基因与载 体分子的连接（黏性末端，平末端的连接）；4 重组 DNA 的转化；5 克隆酶 基因的表达（原核生物，真核生物的表达系统

8、）2 2 什么是基因的定点诱变技术？目前已建立的定点诱变方法主要有哪些？什么是基因的定点诱变技术？目前已建立的定点诱变方法主要有哪些？定点诱变技术：通过取代、插入或缺失克隆基因或 DNA 序列中的任何一个特定 的碱基，从而实现心中体外特异性改变某个基因，这种技术称 为定点突变技术。已建立的定点诱变方法主要有盒式诱变、寡核苷酸引物诱变、PCR 诱变3 3 什么是抗体酶？抗体酶的制备的方法主要有哪些？什么是抗体酶？抗体酶的制备的方法主要有哪些？抗体酶：抗体酶是一类免疫系统产生的、具有催化活性的抗体。抗体酶的制备方法：拷贝法；引入法；诱导法；抗体库法。4 4 简述进化酶、核酸酶、杂合酶、超自然的酶简

9、述进化酶、核酸酶、杂合酶、超自然的酶新酶，人工合成全酶、人工半新酶，人工合成全酶、人工半 合成酶以及印迹酶的概念及研究进展。合成酶以及印迹酶的概念及研究进展。进化酶：在体外模拟自然进化过程（随机突变、基因重组、定向选择或筛选） ，使基因发生多种变异，最后定向选择或筛选出所需性质或功能的酶 ，该策略称为酶分子的非合理设计。把通过此方法得到的酶称为进化 酶。核酸酶：具有生物催化功能的核酸分子（RNA,DNA）。杂合酶：把来自不同酶分子中的结构单元或是整个酶分子进行组合或交换，可 以产生具有所需性质的优化酶杂合体。把通过这种途径产生的酶称为杂 合酶。新酶：至用蛋白质工程技术设计新的酶的结构基因，进而

10、生产自然界从未有过 的性能稳定、活性高的酶。人工全合成酶：这类人工酶不是蛋白质，而是有机化合物，通过并入酶的催化 基团来控制空间的构象，像自然酶那样能选择性地催化化学反应。人工半合成酶：以天然蛋白质或酶为母体，用化学或生物方法引进适当的活性 部位或催化基团，或改变其结构，从而形成一种新的人工酶。印迹酶：指通过分子印迹技术产生类似于酶的活性中心的空腔，对底物产生有 效的结合与催化作用的人工模拟酶。第五章第五章 酶的分离纯化酶的分离纯化1 1 简述酶分离纯化方法及工艺程序的选择策略。简述酶分离纯化方法及工艺程序的选择策略。（1）先选用非特异的、低分辨的技术，去除主要的杂质并使酶溶液浓缩；如沉淀、超

11、滤和吸附等。（2）随后采用高效分离的手段；如离子交换层析、亲和层析。（3）将最昂贵、最费时的分离单元放在最后阶段。如凝胶过滤层析。2 2 如何对酶分离纯化方法及工艺程序的优劣进行评价？如何对酶分离纯化方法及工艺程序的优劣进行评价？一个完整的酶制备方案包括酶测定方法的建立、材料的选择、预处理对酶性质的初步探索、制定酶的纯化程序、酶成品的保存。评价分离纯化方法及工艺程序优劣的指标：1 总活力的回收率2 纯化倍数：比活力提高的倍数因此在酶的分离纯化过程中必需测定每一步的酶液体积（mL）、蛋白含量（mg/mL）、酶活（U/mL).3 3 破碎细胞有哪些方法？试述它们的优，缺点及适用对象。破碎细胞有哪些

12、方法？试述它们的优，缺点及适用对象。（一）机械破碎：通过机械运动产生的剪切力，使组织、细胞破碎。1.捣碎法利用捣碎机高速旋转叶片所产生的剪切力将组织破碎。适用于动物内脏、植物叶芽等比较脆嫩的组织 及微生物，特别是细菌的破碎。在实验室和规模生产均可采用。2.研磨法利用研磨产生的剪切力将细胞破碎。此法适用于微生物和植物组织细胞的破碎。研钵、细菌磨用于实验室使用，石磨、球磨用于工业化生产。研磨法设备简单，但效率较低3.匀浆法利用匀浆器、高压匀浆机产生的剪切力将组织 破碎。通常用来破碎那些易于分散、比较柔软、颗粒细小的组织细胞。非常适合细菌 、真菌的破碎。适用于实验室，但难于在工业生产上应用。此法破碎

13、程度高，对酶的破坏较少。（二）温度差破碎法通过温度的突然变化使细胞破碎。该方法对那些较为脆弱、易于破碎的细胞有较好的破碎效果。此法适用于实验室，但难于工业化生产。不能在过高温度下操作，以免引起酶的变性失活。该法简单易行，但效率不高 ，常需反复几次才能达到预期目标。（三）压力差破碎法：通过压力的突然变化使细胞破碎。1.高压冲击法在容器中再装入细胞和冰晶、石英砂，用活塞或冲击锤施以高压冲击，从而使 细胞破碎。2.突然降压法将细胞悬浮液装进高压容器中，加压至 30MPa 以上，打开出口阀门，使细胞悬 浮液经阀门迅速流出。从而使细胞迅速膨胀而破碎。也可采用 N2 或 CO2 加压 到 550MPa，然

14、后突然排除气体，压力骤减，使细胞破碎。 3.渗透压差法利用渗透压的变化使细胞破碎。不适用于具有坚韧的多糖细胞壁的细胞。（四）超声波破碎法在高于 20kHz 的超声波的作用下，使细胞膜产生空穴作用而使细胞破碎。该法 适用于微生物细胞的破碎。该法适用于实验室使用，具有简便、快捷、效果好等优点。此方法的主要问题是会引起局部过热而使酶活性丧失。所以处理时间应尽量短 ，或在容器周围加冰浴处理。（五）化学破碎法应用各种化学试剂与细胞膜作用，使细胞膜结构改变而使细胞破碎。常用的化学实际有：甲苯、丙酮、丁醇、氯仿等有机溶剂；还有非离子型的 Tr iton、吐温等表面活性剂。表面活性剂处理适用于膜蛋白的提取。六

15、）酶促破碎法通过外加酶或细胞本身存在酶的催化作用，使细胞破碎。应根据细胞外层的特点，选用适当的酶。革兰氏阳性细菌：溶菌酶；革兰氏阴性细菌：溶菌酶+EDTA霉菌：几丁质酶；酵母：蛋白酶+-1，3-葡聚糖酶植物细胞：纤维素酶+半纤维素酶+果胶酶由于上述酶价格较高，所以不适于规模化的工业生产。所以可将细胞在一定的 pH 和温度下保温，通过细胞本身的酶系将细胞破坏，使胞内物质释放，此方 法称为自溶法。 4 4 简述影响酶提取的主要因素及影响规律。简述影响酶提取的主要因素及影响规律。（1） 抽提溶质的性质 （酸性酶宜用碱性溶剂抽提，碱性酶宜用酸性溶液抽 提，极性大的酶宜用极性溶剂抽提，含有较多非极性基团

16、的酶宜用有机 溶剂抽提。）。（2） 抽提溶剂的用量 （增加用量可以提高酶的提取率。但是过量的抽提溶 剂，会使酶的浓度降低，对酶的进一步分离纯化不利。用量一般为原料 体积的 35 倍，最好分次抽提）（3） 温度 （提取时温度对酶的提前效果有明显影响。一般来说，适当提高 温度，可以提高酶的溶解度，增大酶分子的扩散速度。但温度过高易引 起酶变性失活，所以提取温度不宜过高。要根据被抽提酶的酶学性质选 择适宜温度）（4） pH 对酶的溶解度和稳定性有显著影响。（为了提高酶的溶解度，提取 酶时应该远离酶的等电点，但是溶液 pH 值不宜过高或过低，否则容易 引起酶变性失活。（5） 其他因素 （在酶的提取过程中，含酶原料的颗粒越小，则扩散面积越 大，越有利于提高酶想溶液中扩散的速度。适当的搅拌有利于提高扩散 速度。适当延长提取时间，可以使更多的酶溶解出来，从而提高酶的提 取效果）5 5 简述粗酶液净化、脱色及浓缩的原理与方法。简述粗酶液净化、脱色及浓缩的原理与方法。粗酶液的净化与脱色a. 细胞、细胞碎片 离心、过滤b. 核酸 核酸酶或鱼精蛋白c. 黏多糖 乙醇、单宁酸、离子表面