酶工程的知识点总结.pdf
酶工程重点
酶工程考点一、名词解释1.酶工程：把酶学基本原理与化学工程技术及基因重组技术有机结合而形成的新型应用技术，主要研究酶的生产、纯化、固定化技术，酶分子结构的修饰和改造，以及在工农业、医药卫生和理论研究等方面应用的一门技术。
2.酶的转换数：表示在单位时间内，酶分子中每个活性中心或每个分子酶所能转化的底物分子数，单位为min-，是酶催化效率的一个指标。
3.酶的发酵生产：为了经济有效利用细胞所生产特定酶，通过人工操作控制，利用细胞（包括微生物细胞、植物细胞和动物细胞）的生命活动，大规模发酵生产人们多需要的酶的技术过程。
4.酶的比活力：指在特定条件下，单位质量蛋白质或RNA所拥有的酶活力单位数：酶的比活力=酶的活力单位数（U）/酶蛋白质量（mg）。
5.酶的总活力：6.酶反应动力学：酶反应动力学是研究酶反应速度规律以及各种因素对酶反应速度影响的科学。
7.2-DE(双向电泳)：又称二维电泳，是将等点聚焦和聚丙烯酰胺凝胶电泳技术联合使用的一种分离鉴定技术。
8.HPLC（高效液相色谱）： HPLC 是以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被分离后，进入检测器进行检测，从而实现对试样的分析。
9.诱导物：诱发诱导酶合成的物质称为诱导物。
10.固定化细胞：利用物理或化学手段将具有一定生理功能的生物细胞（微生物细胞、植物细胞或动物细胞）限制或定位在特定的空间区域，作为可重复使用的生物催化剂而加以利用，这些细胞称为固定化细胞。
11.细胞包埋法：将细胞包埋在多孔载体内部而制成固定化细胞的方法。
12.酶的包埋法：将酶分子截留在具有特定网状结构载体中的一种固定化方法。
13.酶活的国际单位：在标准条件下（25℃、最适pH、最适底物浓度）下，酶每分钟催化1μmol底物转化或催化1μmol底物产生多需要的酶量定义为一个国际单位（U）二、简答题1.目前世界上七大高新技术？答：现代生物技术、航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、新能源技术和新材料技术。
酶工程重点
酶活力：指在一定条件下，酶所催化的反应初速度，在外界条件相同的情况下，反应速度越大，意味的酶活力越大。
酶工程：酶的生产与运用的技术过程，其主要任务是通过人工操作，获得人们所需要的酶，并通过各种方法使酶发挥其催化功能。
酶的生物合成：主要指细胞内RNA和蛋白质的合成过程。
分解代谢物阻遏作用：指某些物质（主要是葡萄糖和其他容易利用的碳源）经过分解代谢产生的物质阻遏某些酶（主要是诱导酶）生物合成的现象。
发酵动力学：是研究发酵过程中细胞生长速率，产物生成速率，基质消耗速率以及环境因素对这些速率的影响规律的科学。
溶氧速率：指单位体积的发酵液在单位时间内溶解的氧的量。
耗氧速率：指单位体积培养液中的细胞在单位时间内的耗氧量。
动植物细胞培养产酶：指通过特定技术获得优良的动物和植物细胞，然后在人工控制条件的反应器中进行细胞培养，以获得所需酶的技术过程。
酶的提取与分离纯化：指将酶从细胞或其他含酶原料中提取出来，再与杂质分开，而获得所要求的酶制品的技术过程。
沉淀分离：通过改变某些条件或添加某种物质，使酶的溶解度降低，而从溶液中沉淀析出，与其他溶质分离的技术过程。
离心分离：借助于离心机旋转所产生的离心力，使大小不同，不同密度的物质分离的技术过程。
层析分离：利用混合液中各组分的性质（分子的大小和形状，分子极性，吸附力，分子亲和力，分配系数等）的不同，使各组分以不同比例分布在两相中。
点泳：带电粒子在电场中向着与其本身所带电荷相反的电极移动的过程。
酶分子修饰：通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变，从而改变酶的催化特性的技术过程。
分子内交联修饰：采用双功能基团化合物（又称双功能试剂）与在酶分子中相距较近的两个侧链基团之间形成共价交联，从而提高酶的稳定性的修饰方法。
固定化酶：固定在载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶。
交联法：指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。
固定化细胞：固定在载体上并在一定空间范围内进行生命活动（生长繁殖，新陈代谢）的细胞。
酶工程
（二）酶的活力测定
1.酶活力与酶的活力单位 酶活力 (Enzyme activity)：在最适条件下(25C,最 适底物浓度和最适pH），酶催化一定化学反应的 能力，以酶促反应速率表示。
一般采用高底物浓度测定反应初速度，以定量酶浓度
酶活力单位表示方法：
酶活国际单位（IU)：在25˚C最适条件下（最适pH，最适底 物浓度），每分钟转化1µmol 底物为产物的酶量。1 IU = 1 µmol/min. Katal （简称Kat ）：在25˚C最适条件下，每秒钟转化 1mol 底物为产物的酶量。1Kat = 1mol/s. IU与Kat的换算：1Kat＝6×107IU
HOOCCH=CHCOOH H2O HOOCCH2CHCOOH OH
(5)异构酶 Isomerase • 异构酶催化各种同分异构体的相互转化，即底物 分子内基团或原子的重排过程。 例如，6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。
(6)连接酶 Ligase or Synthetase
• 连接酶，又称为合成酶，能够催化C-C、C-O、 C-N 以及C-S 键的形成反应。这类反应必须与 ATP分解反应相互偶联。 A + B + ATP + H-O-H ===A B + ADP +Pi
3
纯化
抽提液中除含有所需酶外，还含有其它大分子和小
分子物质。
常用分离纯化的方法： ①盐析法 ②有机溶剂沉淀
法③等电点沉淀法 ④吸附分离法等。
• 根据大小和形状： 离心；凝胶柱过滤；透析与超滤。 • 根据溶解度不同： 盐析（硫酸氨法）；有机溶剂沉淀；等电点沉淀； 大分子聚合物共沉淀。 • 根据电荷性质： 离子交换层析；等电聚焦；聚焦层析。 • 根据专一性结合： 亲和层析；免疫吸附层析；染料配体亲和层析；共 价层析。 • 根据稳定性差异： 热变性；酸碱变性。 • 分配系数：双水相萃取。
酶工程第一章 酶学基础知识
（2）相对专一性 一种酶可作用于一类化合物或一种化 学键，这种不太严格的专一性称为相对专 一性（relative specificity）。 例如： 脂肪酶可水解多种脂肪，而不管脂肪 分子是由哪些脂肪酸组成； 磷酸酯酶对一般的磷酸酯的水解反应 都有作用。
（3）立体异构专一性 酶对底物的立体构型的特异要求，称 为立体专一性（stereo specificity）。 如α-淀粉酶只能催化水解淀粉中α-1，4糖苷键，不能催化水解纤维素中的β-1， 4-糖苷键； L-乳酸脱氢酶的底物只能是L-型乳酸，而 不能是D-型乳酸。
3．酶活性的可调节性 酶是细胞的组成成分，和体内其他物 质一样，在不断地进行新陈代谢，酶的催 化活性也受多方面的调控。
例如，酶的生物合成的诱导和阻遏、 激活物和抑制物的调节作用、 代谢物对酶的反馈调节、 酶的变构调节及酶的化学修饰等， 这些调控作用保证了酶在体内的新陈 代谢中发挥其恰如其分的催化作用，使生 命活动中的种种化学反应都能够有条不紊、 协调一致地进行。
4．酶的不稳定性 酶的本质是蛋白质，酶促反应要求一 定的pH、温度等温和的条件。 因此强酸、强碱、有机溶剂、重金属 盐、高温、紫外线等任何使蛋白质变性的 理化因素都可使酶的活性降低或丧失。
第二节 酶的化学组成和结构
（－）酶的化学组成 1．酶的化学本质和化学组成 酶的化学本质是蛋白质，最直接的证 据是对所有已经高度纯化和结晶的酶进行 一级结构分析，结果都表明酶是蛋白质。
缬氨酸(Valine,Val,V)),
异亮氨酸(Isoleucine,Ile,I),
苯丙氨酸(Phenylalanine,Phe,F),
色氨酸(Tryptophan,Trp,W),
酶工程复习
酶工程复习一、名词解释1、诱导与阻遏：诱导是加进某种物质，使酶的生物合成开始或加速进行的过程。
阻遏是容易利用的碳源的分解代谢的产物阻遏某些酶（主要是诱导酶）生物合成的现象。
2、最适生长温度与最适生产温度：最适生长温度是在该温度下，微生物细胞的生长速率最大。
最适产酶温度低于最适生长温度，在较低温度下，提高酶的稳定性，延长细胞产酶时间。
3、生长因子：细胞生长繁殖不可缺少的微量有机化合物，如aa, 嘌呤，嘧啶，激素4、等电点沉淀利用两性电解质在等电点时溶解度最低，以及不同的两性电解质有不同的等电点这一特性，通过调节溶液的pH值，使酶或杂质沉淀析出，从而使酶与杂质分离的方法称为等电点沉淀。
5、盐析沉淀是利用不同蛋白质在不同的盐浓度条件下溶解度不同的特点，通过在酶液中添加一定浓度的中性盐，使酶或杂质从溶液中析出沉淀，从而使酶与杂质分离的过程。
6、酶分子修饰：通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变，从而改变酶的某些特性和功能的技术过程称为酶分子修饰。
7、分子内交联修饰：含有双功能基团的化合物（双功能试剂）如戊二醛、己二胺、葡聚糖二乙醛等，可以在酶蛋白分子中相距较近的两个侧链基团之间形成共价交联，从而提高酶的稳定性的修饰方法称为分子内交联修饰。
8、酶的有限水解修饰：在肽链的限定位点进行水解，使酶的空间结构发生某些精细的改变，从而改变酶的特性和功能的方法，称为肽链有限水解修饰。
9、酶的定点突变技术：定点突变技术是指在DNA序列中的某一特定位点上进行碱基的改变从而获得突变基因的的操作技术。
10、侧链基团修饰：采用一定的方法(一般为化学法)使酶分子的侧链基团发生改变，从而改变酶分子的特性和功能的修饰方法称为侧链基团修饰。
11、抗体酶（Catalytic antibody) ，又称催化抗体，是指通过一系列化学与生物技术方法制备出的具有催化活性的抗体，它除了具有相应免疫学性质，还类似于酶，能催化某种活性反应,是一种新型人工酶制剂，是一种具有催化功能的抗体分子。
酶工程 总结
第一章酶学概论1.酶：具有生物催化功能的生物大分子。
2.酶工程：酶的生产、改性与应用的技术过程。
3.酶活力(enzyme activity)：指在一定条件下，酶所催化的反应初速度。
4.酶活力单位(IU)：在特定条件下(温度可采用25℃，pH值等条件均采用最适条件），每1min催化1µmol的底物转化为产物的酶量定义为一个酶活力单位，这个单位称为国际单位（IU）5.酶转换数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。
即每摩尔酶每分钟催化底物转化为产物的摩尔数，是酶催化效率的一个指标。
6.酶的催化周期：转换数的倒数，即催化周期是指酶进行一次催化所需的时间，单位为毫秒（ms）或微秒（µs）。
7.酶结合效率：又称为酶的固定化效率，是指酶与载体结合的百分率。
酶结合效率的计算一般由固定化的总活力减去未结合的酶活力所得到的差值，再除以用于固定化的总酶活力而得到。
8.酶活力回收率：指固定化酶的总活力与用于固定化的总酶活力的百分率。
9.相对酶活力：具有相同酶蛋白（或酶RNA）量的固定化酶活力与游离酶活力的比值。
10.核酸酶(ribozyme):具有催化活性的RNA。
抗体酶(Abzyme):具有催化活力的抗体。
11.组成型酶：有的酶在细胞中的量比较恒定，环境因素对这些酶的合成速度影响不大，如DNA/RNA聚合酶。
12.适应型酶/调节性酶：有的酶在细胞内的含量变化很大，其合成速度明显受到环境因素的影响，如β-半乳糖苷酶13.模拟酶：又称人工合成酶或酶模型，是指根据酶的作用原理，用人工合成的具有活性中心和催化作用的非蛋白质结构的化合物。
14.酶催化作用的特点：1.酶催化作用的专一性强(相对/绝对专一性) 2.酶催化作用的效率高3.酶催化作用的条件温和 4.酶活性受到调节和控制15.影响酶催化作用的因素：1.底物浓度的影响2.酶浓度的影响3.产物浓度的影响4.温度的影响5.pH值的影响6.抑制剂的影响7.激活剂的影响16.酶生物合成的调节：1、分解代谢物阻遏作用2、酶生物合成的诱导作用3、酶生物合成的反馈阻遏作用17. 从如下实验方法和结果分析酶生物合成的调节作用。
酶工程重点整理总结
.第一章绪论1、何为酶工程，试述其主要内容和任务。
答：（1）酶工程：酶的生产、改性与应用的技术过程称为酶工程。
（2）主要内容：微生物细胞发酵产酶，动植物细胞培养产酶，酶的提取与分离纯化，酶分子修饰，酶、细胞、原生质体固定化，酶非水相催化，酶定向进化，酶反应器和酶的应用等。
（3）主要任务：经过预先设计，通过人工操作获得人们所需的酶，并通过各种方式使酶的催化特性得以改进，充分发挥其催化功能。
2、酶有哪些显著的催化特性？答：（1）酶催化作用的专一性强（①绝对转移性：一种酶只能催化一种第五进行一种反应；②相对专一性：一种酶能够催化一类结构相似的底物进行某种相同类型的反应）；（2）酶催化作用的效率高（10~10倍）；137（3）酶催化作用条件温和。
3、简述影响酶催化作用的主要因素。
答：（1）底物浓度的影响：决定酶催化作用的主要因素。
酶催化反应速度随底物浓度增加现增加在逐步趋向平衡再反而下降。
（2）酶浓度的影响：底物浓度足够高的条件下，酶催化反应速度与酶浓度成正比。
（3）温度的影响：适宜温度范围内，酶能进行催化反应，最适温度条件下，酶的催化反应速度达到最大。
一般60°C以上易失活，5°C以下活性极低，Taq聚合酶95°C下仍稳定。
（4）PH的影响：适宜PH范围内，酶才能显示其催化活性，最适pH条件下，酶催化反应速度达到最大。
（5）抑制剂的影响：在抑制剂的影响下，酶的催化活性降低甚至丧失，从而影响酶的催化功能，有竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制。
（6）激活剂的影响：在激活剂的作用下，酶的催化活性提高或者由无活性的酶生成有催化活性的酶。
如Ca、Mg、Co、Zn、Mn、等金属离子和Cl等无机负离子。
5、简述酶活力单位的概念和酶活力的测定方法。
答：概念：在特定条件下（温度可采用25°C，pH等条件均采用最适条件），每1min催化1μmol 的底物转化为产物的酶量定义为1个酶活力单位（IU）。
酶工程(第三版)知识要点
1、酶的定义与分类定义：酶是具有生物催化功能的生物大分子。
分类：蛋白类酶（P酶）和核酸类酶（R酶）2、生物催化剂的特点①易失活（温和性）：酶是由细胞产生的生物大分子，凡能使生物大分子变性的因素，如高温、强碱、强酸、重金属盐等都能使酶失去催化活性。
②高效性：反应速度是无酶催化/普通人造催化剂催化反应速度的106——1016倍。
且无副反应③专一性：酶对催化的反应和反应物（底物）有严格的选择性，只能催化一种或一类反应，作用于一种或一类物质，而一般催化剂没有这样严格的选择性。
绝对专一性：一种酶只能催化一种底物进行一种反应，甚至只能作用于异构体的一种（立体异构专一性）相对专一性：一种酶能够催化一类结构相似的底物进行某种相同类型的反应。
④可调节性：（1）酶浓度的可调性（诱导或抑制酶的合成; 调节酶的降解）（2）通过激素调节酶活性（与细胞膜或细胞内受体相结合）（3）反馈抑制调节酶活性（如终端产物抑制）（4）抑制剂和激活剂对酶活性影响（5）别构调控、酶原的激活、共价修饰、同工酶等3、米氏常数Km的意义Km值等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度，单位是mol/L。
意义：①Km是酶的特性常数：与pH 、温度、离子强度、酶及底物种类有关，与酶浓度无关，可以鉴定酶。
②可以判断酶的专一性和天然底物。
1/Km近似表示酶对底物的亲和力：1/Km越大、亲和力越大—— Km较小者为主要底物③根据Km：判断某[s]时v与Vmax的关系判断抑制剂的类型④ Km可帮助判断某代谢反应的方向和途径催化可逆反应的酶对正/逆两向底物Km不同4、可逆抑制作用分类、特点（书）P8（1）.不可逆抑制作用：抑制剂与酶的必需基团以共价键结合而引起酶活力丧失，不能用透析、超滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活。
分为非专一性不可逆抑制剂，和专一性不可逆抑制剂。
很多为剧毒物质，如重金属、有机磷、有机汞、有机砷、氰化物、青霉素、毒鼠强等。
（2）、可逆抑制作用：抑制剂与酶以非共价键结合而引起酶活力降低或丧失，能用物理方法除去抑制剂而使酶复活。
酶工程知识要点
绪论1.酶工程；2.天然酶的分类；3.酶的生产；4.酶的改性；5.酶的应用；6.酶工程的主要任务；7.酶活力；8.酶活力单位；9.酶的比活力；10.酶的转换数11.酶的催化周期；12.固定化酶；13.酶的结合效率；14.酶的生产方法；15.酶的提取方法；16.酶的生物合成方法；17.酶的改性技术；18.复习题P25第二章微生物发酵产酶1.优良产酶微生物的条件；P262.固定化细胞发酵的特点；P263.固定化微生物原生质体发酵的特点；P264.微生物细胞中酶合成的基本过程、调节；P27-355.微生物细胞中酶合成的模式；P366.产酶微生物的特点；P397.微生物发酵产酶的工艺流程；P43 8.提高微生物酶产量的措施；P509.固定化细胞发酵产酶的特点；P57 10.复习题。
P63第三章动植物细胞培养产酶1.动、植物细胞培养的概念、方式及目的；P642.获取植物细胞的方法及原理；P71-723.动物细胞培养方式及原理；P78-794.复习题。
P84第四章酶的提取与分离纯化1.细胞破碎的方法及原理；P84-882.酶提取的主要方法；P88-893.酶的沉淀分离主要方法及原理；P91-944.复习题。
P135第五章酶分子修饰1.酶分子修饰的概念；P1362.金属离子置换修饰及其方法；P1373.大分子结合修饰；P1384.抗体酶及产生方法；P1555.复习题。
P157第六章酶、细胞、原生质体固定化1.固定化酶及其优点；P1582.酶的固定化方法；P159-1643.细胞固定化及方法；P169-1704.固定化微生物细胞的特点；P1725.原生质体固定化及其特点；P179-1806.复习题。
P181第七章酶非水相催化1.酶的非水相催化及主要内容；P182-1832.必需水及其作用；P1853.有机溶剂对有机介质中酶催化的作用；P186-1884.手性药物的类型；P1985.复习题。
P204第八章酶定向进化1.酶定向进化及特点; P205-2062.易错PCR技术；P2083.DNA重排技术；P2104.基因家族重排技术；P2115.酶突变基因的定向选择；P2126.突变基因的高通量筛选技术；P2177.酶定向进化技术的主要用途；P221 8.复习题。
酶工程-重点
名词解释●酶：具有生物催化功能的大分子物质，包括蛋白类和核酸类。
●酶工程:是将酶、细胞、或者细胞器等置于特定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。
（酶的产生和应用的技术的过程）●比活力：指特定条件下，单位质量蛋白质或者RNA拥有的酶活力单位数.比活力=酶活力(单位)/mg(蛋白质或者RNA)●国际单位:在特定的条件下(25℃,具最适底物浓度、最适温度、最适pH和离子强度系统），每分钟内能转化1μmol底物或催化1μmol产物形成所需要的酶量为一个酶活力单位。
●催量：在最适条件下,每秒钟能使1mol/l底物转化为产物所需的酶量定为1kat.1kat=1mol/s=60mol/min=6*10^7U●转换数Kp: 指每个酶分子每分钟催化底物转化的分子数单位为min-。
Kp=底物转变的摩尔数/酶摩尔数×分钟=酶活力（IU）/酶微摩尔数，一般Kp= 为103/min, 碳酸酐酶达3.6×107/min●催化周期：酶进行一次催化所需时间。
（ms,μs) 即 T= 1/kp（T=1/Kcat）●终产物阻遏:由于终产物过量积累而导致生物合成途径中酶合成的阻遏.●诱导物:诱发诱导酶合成的物质.●诱导作用:是指加入某种物质使酶的合成开始或加速进行的过程.●分解代谢产物阻遏:指两类同类物资同时存在时，如果一种是快速利用物质，另一种是慢速利用物质，则前者的某种代谢产物阻遏后者酶的生成，使生物利用快速利用物质。
●葡糖糖效应:由于葡萄糖常对分解代谢利用其他底物的有关酶的合成有阻遏作用,所以分解代谢产物阻遏又称为葡萄糖效应。
（所有迅速代谢能源都能阻抑较慢代谢的能源所需酶的合成。
酶的生成被易分解碳源所阻遏。
此称葡萄糖效应）●沉降时间：是指颗粒从样品液面完全沉降到离心管底所需的时间，它取决于颗粒的沉降速度和沉降距离●沉降系数：指单位离心力下颗粒的沉降速度,用S表示。
酶工程考试重点整理
第一章绪论：酶学（Enzymology）是研究酶的性质、酶的作用规律、酶的结构和功能、酶的生物学功能及酶的应用的科学。
酶工程(Enzyme engineering) 又称酶技术,是酶制剂的大批量生产和应用的技术。
是酶学、微生物学的基本原理与化学工程有机结合而产生的交叉科学技术。
生物催化剂（改变生化反应的速率，不改变反应的平衡点和性质以及反应方向，本身在反应前后也不发生变化的生物活性分子,外在因素），酶:酶是一种高效、高度专一、和生命活动密切相关的、蛋白质性质的生物催化剂(更高的催化效率,更高的反应专一性,温和的反应条件,具有调节能力,本质是蛋白质;)酶的本质（具有生物活性的蛋白质或RNA），第二章酶的分类和命名酶的分类（根据催化作用分为六大类:氧化还原酶类,转移酶类,水解酶类,裂合酶类,异构酶类,合成酶类）酶分子结构与功能：①酶的蛋白质本质为酶的催化活性提供了多种功能性残基。
②酶的一级结构一方面为酶准备了功能片段，另一方面又为酶形成特定的活性构象奠定基础。
③酶通过高级结构将相应的功能基团组织在酶分子的特定区域（如凹穴），形成活性中心；活性中心指直接参与和底物结合并参与催化底物转化的各有关氨基酸按特定构象分布组成的活性结构。
④活性中心的这种活性结构也要求活性中心以外的其他氨基酸残基共同维系；这些残基被修饰、改变，或相互间连接被破坏，活性中心就会瓦解，酶失活。
活性中心（与催化作用直接相关的少数氨基酸残基组成的催化区域，具有严格保守性，构象依赖于酶分子空间结构的完整性，活性中心各基团的相对位置得以维持，就可以保证全酶的活力）结合部位(binding site)和催化部位(catalytic site)。
催化过程：酶和底物的结合；催化底物进行转化。
酶分子是在一级结构基础上，通过二、三级的折叠盘绕，形成了具有催化功能的特定活性构象结构域；酶分子是以这个活性构象结构域参与和底物结合，参与对底物进行催化，这个结构域就是“活性中心”第三章酶促反应动力学：比活力specific activity（每毫克蛋白里面所含有的酶活力单位数U/mg），活力（又叫酶活力单位，一个标准单位：在特定条件下，如25摄氏度，pH和底物浓度等其他条件都是最适条件时，一分钟能转化一微摩尔底物所需的酶量），Km，米氏常数，在特定的反应条件下，是个特征常数，描述酶反应性质，反应条件对酶反应速度的影响。
酶工程重点
液氮保藏法 五、 菌种退化 1、 菌种退化：通常是指在较长时期传代保藏后，菌种的遗传特性发生改变，一个或多 个优良性状逐渐减退、消失，菌体或菌落形态特征改变的现象。 2、 菌种退化的实质 基因突变 变异菌株性状分离 连续传代 其他因素 3、 菌种退化防治措施 控制传代次数 选择合适的培养条件 利用孢子进行传代 选择合适的保藏方法 退化菌种的复壮 六、 培养基灭菌方法 化学灭菌射线灭菌湿热灭菌干热灭菌过滤除菌 七、 液态发酵工艺流程（36，图 2-6） 八、 酶生物合成模式（重点） 1、 生长偶联型：又称同步合成型，即酶的生物合成与细胞生长同步进行。特点是酶的 合成可以诱导，但不受分解代谢物阻遏和反应产物阻遏。 2、 部分生长偶联型：又称延续合成型，即酶的合成从细胞的生长阶段开始，在细胞生 长进入稳定期后，酶还可以延续合成较长一段时间。特点是酶的合成可诱导，一般 不受分解代谢物和产物阻遏，所对应的 mRNA 相当稳定。 3、 非生长偶联型：又称滞后合成型，即只有当细胞生长进入平衡期后，酶才开始合成 并大量积累，许多水解酶的合成都属于这一类型，特点是酶的合成受分解代谢物的 阻遏作用，所对应的 mRNA 稳定性高。 九、 发酵对产酶的影响（细致展开说） 1、 pH：微生物需要在特定的 pH 坏境中才能正常生长繁殖，如果 pH 不合适，不但妨碍 菌体的正常生长繁殖，而且改变其代谢途径和代谢产物的性质。 2、 培养温度：细胞的生长繁殖和发酵产酶需要适宜的温度条件。 3、 溶解氧：为了获得满足细胞生长和发酵产酶所需的能量，培养基中的能源通过有氧 分解合成大量 ATP，因此，发酵过程中必须提供充足氧气。细胞只能利用溶解氧。 调节溶氧的方式有：①调节通气量②调节氧的分压③调节气液接触时间④调节气液 接触面积⑤改变培养基性质 十、 酶的合成调节类型 （一） 酶的诱导：促进酶生物合成的现象 （二） 酶的阻遏：阻遏酶生物合成的现象 1、 分解代谢阻遏 当细胞内同时存在两种可利用底物（碳源或氮源）时，利用快的底物会阻遏与利用慢的 底物有关酶的合成。由于这种阻遏并不是快速利用的底物直接作用的结果，而是由这种 底物分解过程中产生的中间代谢物引起的，因此称为分解代谢物阻遏。 2、 反馈阻遏 酶合成的反馈阻遏又称为末端代谢产物阻遏，指的是由于某代谢途径末端产物的过程积
酶工程复习资料(整理)
第一章：（一）酶工程的概念•是将酶、细胞或细胞器等置于特定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段将相应原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术•一、酶的分类• 1.氧化还原酶：2.转移酶：3.水解酶：4.裂合酶：5.异构酶 6.连接酶，7. 核酶（一）酶的组成形式1.单体酶( monomeric enzyme) ：由一条或多条肽链组成，肽链间以共价键结合的酶。
2 .寡聚酶(oligomeric enzyme) ：由若干相同或不相同的亚基以非共价键结合而组成，亚基一般没有活性，必须相互结合后才有活性。
3.多酶复合体(multienzyme system) ：由2个或2个以上功能相关的酶通过非共价键连接而成的、能进行连续反应的体系就是多酶复合体。
（二）酶的结构特点(holoenzyme) （apoenzyme） (cofactor)全酶 = 酶蛋白 + 辅因子（金属离子、辅酶、辅基）金属离子无机离子金属离子有机化合物辅酶、辅基⏹辅酶(coenzyme) ：指与酶蛋白结合比较松弛的小分子有机物质，通过透析方法可以除去。
例如硫胺素、焦磷酸。
⏹辅基(prosthetic group) ：是以共价键和酶蛋白结合，结合的较紧密，不能通过透析法除去，需要经过一定的化学处理才能与酶蛋白分开。
四、酶的作用机制（一）酶的结构组成及活性中心调控基团中心外必需基团酶的结构必需基团活性中心结合部位中心内必需基团催化部位活性中心以外的必需基团其它部分1、酶的活性中心(active center) ：是指结合底物和将底物转化为产物的区域，通常是相隔很远的氨基酸残基形成的三维实体。
2、结合部位：酶分子中与底物结合，使底物与酶的一定构象形成复合物的基团。
酶的结合基团决定酶反应的专一性。
3、催化部位：酶分子中催化底物发生化学反应并将其转变为产物的基团。
4、 4、调控基团：酶分子中一些可与其他分子发生某种程度的结合并引起酶分子空间构象的变化，对酶起激活或抑制作用的基团催化基团决定酶所催化反应的性质，同时也是决定反应的高效性。
酶工程((复习资料)
第一章绪论一.1 酶的变性与失活失活作用：凡可使酶蛋白变性而引起酶活力丧失的作用称为酶的失活作用。
2 酶的回收率与纯化比3 酶的结合效率及酶活力回收率酶的结合效率又称酶的固定化率，是指酶与载体结合的百分率酶的结合效率=（加入的总酶活力-未结合的酶活力）/加入的总酶活力*100%酶活力回收率是指固定化酶的总活力与用于固定化的总酶活力的百分率酶活力回收率=固定化酶总活力/用于固定化的总酶活力*100%4 底物抑制及其产生的三个原因（1）、竟争性抑制某些抑制剂的化学结构与底物相似，因而能与底物竟争与酶活性中心结合。
当抑制剂与活性中心结合后，底物被排斥在反应中心之外，其结果是酶促反应被抑制了（2）、非竟争性抑制酶可以同时与底物及抑制剂结合，但是，中间产物ESI不能进一步分解为产物，因此，酶的活性降低。
（3）、反竞争性抑制作用酶只有在与底物结合后，才能与抑制剂结合，引起酶活性下降。
二.1 什么是酶工程?酶工程(Enzyme Engineering))又称为酶技术，是指酶的生产与应用的技术过程。
是将酶学理论与化工技术、微生物技术结合起来利用酶的催化作用进行物质转化的技术它是借助工程学手段利用酶或细胞、细胞器的特定功能提供产品的一门科学。
就酶工程本身的发展来说，包括下列主要内容：酶的产生、酶的制备、酶和细胞固定化、酶分子改造、有机介质中的酶反应、酶传感器、酶反应器、抗体酶、人工酶和模拟酶2 什么是酶的最适PH及其影响酶的反应机理在一定的pH 下, 酶具有最大的催化活性,通常称此pH 为最适pH(optimum pH)。
a.过酸或过碱影响酶蛋白的构象，使酶变性失活。
b.影响酶分子中某些基团的解离状态（活性中心的基团或维持构象的一些基团）c.影响底物分子的解离状态故酶反应一般在一定的缓冲液体系中进行3 简述酶活力的测定方法（要求：快速，两个阶段，四个步骤）要求：快速、简便、准确两个阶段：酶在一定条件下与底物反应一段时间然后再测定反应物中底物或产物的浓度变化量。
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酶工程的知识点总结
课题3 探讨加酶洗衣粉的洗剂效果
一、实验原理
1．加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶，其中，应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。
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使污迹从衣物上脱落。
脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质，使洗衣粉具有更好的去污能力。
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3．在本课题中，我们主要探究有关加酶洗衣粉的三个问题：一是普通洗衣粉和加酶洗衣粉
对衣物污渍的洗涤效果有什么不同；二是在什么温度下使用加酶洗衣粉效果最好，三是添加不同种类的酶的的洗衣粉，其洗剂效果有哪些区别。
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二、实验步骤
1探究用加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤的效果的不同
①在2个编号的烧杯里，分别注入500mL清水。
②取2块大小相等的白棉布，用滴管在每
块白布上分别滴上等量的墨水，分别放入烧杯里，用玻璃棒搅拌。
③将2个烧杯分别放入同等温度的温水中，保温5分钟。
④称取5克加酶洗衣粉和5克普通洗衣粉2份，分别放入2个烧杯中，用玻璃棒均匀搅拌。
保温10分钟。
⑤观察并记录2个烧杯中的洗涤效果RTCrpUDGiT 2探究用加酶洗衣粉洗涤的最佳温度条件
①在3个编号的烧杯里，分别注入500mL清水。
②取3块大小相等的白棉布，用滴管在每
块白布上分别滴上一滴食用油、鸡血、牛奶，分别放入烧杯里，用玻璃棒搅拌。
③将3个烧杯分别放入50摄氏度的热水、沸水和冰块中，保温5分钟。
④称取5克加酶洗衣粉3份，分别放入3个烧杯中，用玻璃棒均匀搅拌。
保温10分钟。
⑤观察并记录3个烧杯中的洗涤效果。
3探究不同种类的加酶洗衣粉洗涤的效果5PCzVD7HxA
污染物蛋白酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉复合酶洗衣粉普通洗衣粉
油渍
汗渍
血渍
观察并记录四种洗衣粉分别洗涤三种污染的洗涤效果。
三、注意事项
1．变量的分析和控制
影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量，衣物的质料、大
小及浸泡时间和洗涤的时间等。
在这些因素中，水温是我们要研究的对象，而其他因素应在实验中保持不变。
选择什么样的水温进行实验需要实验者根据当地一年中的实际气温变化来
确定水温，通常情况下，冬季、春季、秋季和夏季可分别选取 5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃的水温，因为这4个水温是比较符合实际情况的，对现实也有指导意义。
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2．洗涤方式和材料的选择。
在洗涤方式中有机洗和手洗两种方式，应考虑其中哪一种比较科学？哪一种更有利于控
制变量？再有，洗衣机又可以分为半自动和全自动两种，相比之下，采用全自动洗衣机比较好，并且应该尽量使用同一型号小容量的洗衣机，其机械搅拌作用相同。
关于洗涤材料的选择也有一些讲究。
用衣物作实验材料并不理想，这是因为作为实验材料的衣物，其大小、颜
色、洁净程度等应该完全一致，而这并不容易做到；此外，人为地在衣物上增加污物，如血
渍、油渍等，也令人难以接受。
因此，选用布料作为实验材料比较可行。
在作对照实验时，
可以控制布料的大小、颜色以及污物的量，使其相同；同时，也便于洗涤效果的比较。
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3．水量、水质和洗衣粉用量的问题。
水的用量和布料的大小是成正比的。
做实验用的布料不易过大，水量不易过多，但应该让布料充分浸泡在水中。
水量和洗衣粉的用量可以参考下表。
实验时可根据表中的数据换算
出实际用量。
如果在实验中使用手洗的方法，如课本中图4-4所示，使用 1 000 mL的烧杯作为容器，可以用500 mL的水，洗衣粉的用量可以用 1 g或1.5 g。
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洗涤方式机洗手洗
水量0.5 L 0.5 L
洗衣粉量0.5 g 1 g或1.5 g 其他相关问题简述如下。
实验中可以用滴管控制污物的量，待污物干燥后再进行实验；
布料应放在洗衣粉溶液中浸泡相同的时间；采用玻璃棒或筷子搅拌的方式模拟洗衣过程；模拟搅拌的时间、次数和力量应基本相同。
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课题4 酵母细胞的固定化
一、实验原理
1．使用固定化酶技术，将这种酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到一个反
应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。
酶颗粒无法通过筛板的小孔，而反应溶液
却可以自由出入。
生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，
使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果
糖，从反应柱的下端流出。
反应柱能连续使用半年，大大降低了生
产成本，提高了果糖的产量和质量。
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2．固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定
在一定空间内的技术，包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。
一
般来说，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定，而细胞多采
用包埋法固定化。
这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的难以
被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。
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固定化酶优点：使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，还可以
被反复利用。
固定化细胞优点：成本更低，操作更容易，可以催化一系列的化学反应。
二、实验步骤
1。
细胞的活化
称取lg干酵母，放入50 mL的小烧杯中，加人蒸馏水10 mL，用玻璃棒搅拌，使酵母
细胞混合均匀，成糊状，放置1h左右，使其活化。
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【注】活化：让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态
2。
配制物质的量浓度为0.05mo1/L的CaCl2溶液称取无水CaCl20.83g。
放人200mL的烧杯中，加入150mL的蒸馏水，使其充分溶解，待用。
3。
配制海藻酸钠溶液称取0.7g海藻酸钠，放入50mL小烧杯中。
加人10mL水，用酒精灯加热，边加热边搅拌，将海藻酸钠调成糊状，
直至完全溶化，用蒸馏水定容至10mL。
注意，加热时要用小火，或者间断加热，反复几次，
直到海藻酸钠溶化为止。
4。
海藻酸钠溶液与酵母细胞混合将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至
室温，加人已活化的醉母细胞，进行充分搅拌，使其混合均匀，再转移至注射器中。
SixE2yXPq5 【注】冷却至室温的目的：防止杀死酵母菌
5。
固定化酵母细胞
以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，观察液滴在CaCl2
溶液中形成凝胶珠的情形。
将这些凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右。
6ewMyirQFL 【注】CaCl2溶液的作用：使胶体聚沉
6 使用固定化酵母细胞发酵
a)将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2-3次。
b) 将150mL质量分数为10%的葡萄糖溶液转移到200mL的锥形瓶中，再加入固定好的酵母细胞，置于25℃下发酵24h。
三、注意事项
1.配制海藻酸钠溶液：小火、间断加热、定容，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊。
2.海藻酸钠溶液与酶母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡
3.制备固定化酵母细胞：高度适宜，并匀速滴入
4．刚形成的凝胶珠应在CaCL2溶液中浸泡一段时间，以便Ca2+与Na+充分交换，形成的凝
胶珠稳定。
检验凝胶珠是否形成，可用下列方法：用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果不容易破裂，没有液体流出就表明成功地制成了凝胶珠，还可以用手将凝胶珠在实验桌上用力摔打，如果凝胶珠很容易弹起，也表明制备的凝胶珠是成功的。
kavU42VRUs 5．凝胶珠的颜色和形状
如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。
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