酶工程要点

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酶工程重点

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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

酶工程  重点

●酶工程的主要研究内容:酶的生产、分离纯化、酶的固定化、酶及固定化酶的反应器、酶与固定化酶的应用等内容。

●酶的分类(数字):①氧化还原酶类②转移酶类③水解酶类④裂合酶类⑤异构酶类⑥合成酶或连接酶类●酶的一级结构:指的是酶分子多肽链共价主链的氨基酸排列顺序。

酶的二级结构:指多肽链通过氢键排列成沿一维方向具有周期性结构的构象。

酶的三级结构:指单一的多肽链或共价连接的多肽链中所有的原子在空间上的排列,它是在二级结构的基础上,借助于各种次级键(非共价键),肽链进一步转曲、折叠和盘绕成具有特定肽链走向的紧密球状结构。

●酶的必需基团:必需基团包括活性中心必需基团和活性中心外必需基团。

其中活性中心必需基团包括结合基团和催化基团,结合基团具有结合酶和底物的作用,决定酶的专一性,催化基团具有催化酶和底物反应的作用,决定反应的催化性质。

活性中心外必需基团具有维持酶具有活性的空间结构。

●酶的类型:单体酶、寡聚酶、多酶复合体、多酶融合体等。

●酶催化特点:催化反应的高效性、专一性、温和性、酶活性可以调控。

●酶催化作用机制:⑴酸碱催化:反应物分子与酸碱相接触,或吸附在催化剂固体表面一定的酸碱部位上,就会发生酸碱反应,形成活性中间络合物,然后再分解出产物,使催化剂复原。

⑵共价催化:在催化时,亲核催化剂或亲电子催化剂分别放出电子或吸取电子并作用于底物的缺电子中心或负电子中心,迅速形成不稳定的共价配合物,降低反应的活化能,以达到加速反应的目的。

⑶邻近效应与定向效应:邻近效应,就是底物的反应基团与酶的催化基团越靠近,其反应速度越快。

定向效应,是指反应物的反应基团之间、酶的催化基团与底物的反应基团之间的正确取位后产生的反应速度增大的一种效应。

⑷扭曲变形和构象变化的催化效应⑸多元催化与协同效应⑹金属离子催化⑺微环境的影响●酶抑制作用类型:不可逆抑制、可逆抑制不可逆抑制剂:是指抑制剂与酶的活性中心发生了化学反应,抑制剂共价的连接到酶分子中的必须基团上,阻碍了底物与酶的结合或破坏了酶的催化基团。

酶工程课程复习要点

酶工程课程复习要点
3. 提高微生物发酵酶产量的措施(三种方法及其原理);并结 合酶生成动力学进行分析;对同步合成、滞后合成、中间合 成等现象的分析及解决手段;
4. 固定化细胞、固定化原生质体发酵产酶的特点;
5. 植物细胞的特点,植物细胞培养酶的具体过程及操作要点 6. 动物细胞的特点,动物细胞培养的一般过程及其特殊性,动 物细胞的器壁依赖性,动物细胞培养的培养基和培养条件特 点; 7. 蛋白类酶的提取过程,适用于酶蛋白分离的各种提取方法之 分离原理等。如何保持分离过程中酶的活性?
8. 酶的改造方法:物理、化学、生物和人工模拟方法 9. 酶分子修饰的主要方法和酶修饰的三种作用; 10. 大分子结合修饰(PEG修饰)、侧链基团修饰、氨基酸置 换修饰等的原理和一般过程; 11. 酶的生物法改造(定点突变和定向进化):酶定向进化的
基本概念及过程,基因突变方法,筛选的方法
12. 酶的固定化方法及其特点比较,主要是四种基本固定化方 法的特点及其比较;酶固定化的优势与性质变化(活性、稳 定性和连续使用)
13.细胞固定化方法及其应用特点(吸附和包埋法); 14. 酶的人工模拟概况,抗体酶的概念和基本制备过程 15. 非水相酶促反应的种类(有机相、超临界流体、气相、离 子液体等) 16. 水和溶剂对酶促反应的影响:必须水概念、水含量的控制、
溶剂极性系数、溶剂的选择等;酶在有机溶剂中的催化特性
变化; 17. 酶反应器的类型(按照操作方式、酶的使用形式分类)和 混合方式、特点及选择,酶反应器的选择方法,酶反应器的 设计主要步骤。 18. 酶的应用:结合具体内容进行归纳。
5、植物细胞培养需要无机盐吗?请简述培养基中无机盐的配置方法;
6、植物细胞生长需要光照,请根据不同培养方式给出光照的实现方式; 7、何为动物细胞的锚地依赖性,培养过程中如何克服锚地依赖性的影响;

酶工程期末重点总结

酶工程期末重点总结

酶工程期末重点总结一、酶工程概述酶工程是将酶应用于工业领域的一门科学,通过对酶的研究和改良,可以提高酶的稳定性、催化活力、选择性和产量,以满足工业生产的需求。

酶工程的应用范围广泛,涉及生物技术、医药化学、食品工程等多个领域。

二、酶的产生和分离纯化1. 酶的产生:酶可以通过天然微生物、重组DNA技术等方法进行生产。

天然微生物通过发酵过程产生酶,而重组DNA技术可以将特定基因导入到宿主微生物中,使其产生目标酶。

2. 酶的分离纯化:酶的分离纯化通常包括细胞破碎、组织液处理、沉淀和层析等步骤。

其中,层析是一种常用的分离纯化方法,包括凝胶过滤层析、离子交换层析、亲和层析等。

三、酶的性质和特点1. 酶的性质:酶是一种特殊的蛋白质,具有催化作用。

酶的催化作用是高度选择性的,可以加速化学反应的速率并降低反应的能量活化值。

2. 酶的特点:酶具有高效、低成本、环境友好等特点。

由于酶具有高度选择性,因此可以在温和的条件下催化反应,减少能耗和废弃物产生。

四、酶的改良和优化酶的改良和优化是酶工程的核心内容之一,旨在提高酶的催化活力、选择性和稳定性,以满足工业生产的需求。

1. 酶的改造:通过理性设计和随机突变等手段,改变酶的氨基酸序列,以改善其性质。

常用的改造方法包括点突变、插入突变和删除突变等。

2. 酶的固定化:将酶固定在材料表面或载体上,增加酶的稳定性和重复使用性。

常用的固定化方法包括包埋法、凝胶包覆法和共价固定法等。

3. 酶的进化:通过模拟自然界的进化过程,通过多代选择和酶库筛选等方法,获得具有改良性质的酶。

进化方法包括DNA重组技术、DNA重组酶库和聚合酶链式反应等。

五、酶工程在工业中的应用酶工程在工业中的应用广泛,涉及到生物能源、纺织印染、制药等多个领域。

1. 生物能源:酶可以催化生物质转化为生物能源,如酶解纤维素制备生物乙醇。

2. 纺织印染:酶可以代替传统的化学处理方法,实现更加环保和高效的染色和整理。

3. 制药:酶可以用于合成药物和研发新药,如利用酶合成青霉素等抗生素。

酶工程精要

酶工程精要

《酶工程》要点1、酶工程:酶的生产、改性与应用的技术过程。

酶的生产:获得酶的技术——微生物发酵产酶、动植物培养产酶和酶的提取与分离。

酶的改性:改进酶的催化特性技术过程——酶分子修饰、酶固定化、酶非水相催化和酶定向进化。

酶的应用:获得所需物质或除去不良物质技术过程——酶反应器的选择与设计以及酶在各个领域的应用。

2、酶工程的主要内容: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、酶的催化特点:(1)酶催化的专一性强——绝对与相对(2)酶催化效率高(3)作用条件温和4、影响酶催化作用的因素:(1)底物浓度——催化反应速度先随底物浓度增加而增加,达最大是趋于平衡,过量时反而下降。

(2)酶浓度——成正比。

(3)温度——过高过低影响酶活性,最适温度。

(4)PH——最适PH,极端PH酶分子空间构象改变而失活。

(5)抑制剂——可逆,不可逆。

(6)激活剂。

(7)底物结构类似物。

5、抑制机理:(1)竞争性抑制——抑制剂和底物竞争与酶分子的结合,V m不变,K m变小。

(2)非竞争性抑制——抑制剂和底物分别与酶分子结合,V m变小,K m不变。

(3)反竞争性抑制——抑制剂与中间复合体结合,V m和K m都变小。

6、酶的分类与命名:蛋白类酶——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(合成酶)。

四码编号法:第一个号码为六大类酶,第二个号码为亚类,第三个号码亚类中的小类,第四个号码该小类中的序号。

7、酶活力:一定条件下酶催化反应的初速度。

酶活力单位:特定条件下每1min催化1µmol的底物转化为产物的酶量为1个酶活力单位。

酶的比活力:特定条件下单位质量(mg)蛋白质或RNA所具有的酶活力单位数。

酶比活力=酶活力/mg蛋白质(RNA)8、酶的生产方法:(1)提取分离法——盐溶液提取、酸碱溶液提取、有机溶剂提取。

酶工程 重点整理总结

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(107~1013倍);(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)。

酶工程重点

酶工程重点

一、名词解释1、酶生物合成中的转录与翻译酶合成中的转录是指以核苷三磷酸为底物,以DNA链为模板,在RNA聚合酶的作用下合成RNA分子。

酶合成中的翻译是指以氨基酸为底物,以mRNA为模板,在酶和辅助因子的共同作用下合成蛋白质的多肽链。

2、诱导与阻遏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。

3、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。

酶的纯化比是之某纯化步骤后的酶的比活力与该步骤前的比活力之比。

4、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。

5固定化酶:是将水溶性酶经物理或化学方法处理后,成为不溶于水但仍具有酶活性的一种酶的衍生物。

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酶的共价修饰,指的是酶蛋白肽链上的一些基团与某种化学基团发生可逆的共价结合,从而改变酶的活性。

在共价修饰过程中,酶发生无活性(或低活性)与有活性(或高活性)两种形式的互变;包括磷酸化与脱磷酸化、乙酰化与脱乙酰化、甲基化与脱甲基化、腺苷化与脱腺苷化及-SH与-s-s-的互变等8酶的化学修饰,酶蛋白肽链上的某些基团,在另一种酶的催化下发生可逆的共价修饰,从而引起酶活性改变,这种调节称为酶的化学修饰。

9酶比活力,指在特定条件下,每1mg酶蛋白所具有的酶活力单位数,是酶制剂纯度的指标。

10、非水酶学:通常酶发挥催化作用都是在水相中进行的,研究酶在有机相中的催化机理的学科即为非水酶学11、产酶动力学:主要研究细胞产酶速率及各种因素对产酶速率的影响,包括宏观产酶动力学和微观产酶动力学。

酶工程重点

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一1、酶是生物体内进行新陈代谢不可缺少的受多种因素调节控制的具有催化能力的生物催化剂。

2、酶具有一般催化剂的特征:1.只能进行热力学上允许进行的反应;2.可以缩短化学反应到达平衡的时间,而不改变反应的平衡点;3.通过降低活化能加快化学反应速度通常要高出非生物催化剂催化活性的106~1013倍3、酶的命名有两种方法:系统名、惯用名。

(1)氧化-还原酶:氧化-还原酶催化氧化-还原反应。

主要包括脱氢酶(dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。

另有过氧化物酶,氧合酶,细胞色素氧化酶等(2)转移酶:转移酶催化基团转移反应,即将一个底物分子的基团或原子转移到另一个底物的分子上。

(3)水解酶:水解酶催化底物的加水分解反应。

主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。

(4)裂合酶:它能催化一个分子分成两个或多个分子,当然也可将两个或多个分子变成一个分子。

裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或原子形成双键的反应及其逆反应。

主要包括醛缩酶、水化酶及脱氨酶等。

(5)异构酶: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。

与转移酶不同,异构酶催化的是分子内部的基团转移( 注意!!!)(6)合成酶:又称为连接酶,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。

特点是需要三磷酸腺苷等高能磷酸酯作为结合能源,有的还需要金属离子辅助因子4、酶的种类:氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、合成酶1.单体酶(monomeric enzyme):仅有一条具有活性部位的肽链,全部参与水解反应。

2.寡聚酶(oligomeric enzyme):由几个或多个亚基组成,亚基牢固地联在一起,单个亚基没有催化活性。

亚基之间以非共价键结合。

3.多酶复合物(multienzyme system):几个酶镶嵌而成的复合物。

这些酶催化将底物转化为产物的一系列顺序反5、酶的催化作用受到底物浓度、酶浓度、温度、pH值、激活剂浓度、抑制剂浓度等诸多因素的影响。

酶工程重点

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第三章1、酶的生物合成的模式。

答:1)同步合成型:酶的生物合成与细胞生长同步进行的一种酶生物合成模式(生长偶联型) 。

特点:(1)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)当去除诱导物、细胞进入平衡期后,酶的合成立即停止,表明这类酶所对应的mRNA很不稳定。

2)延续合成型:酶的生物合成在细胞的生长阶段开始,在细胞生长进入平衡期后,酶还可以延续合成一段较长时间。

属于该类型的酶可以是组成酶,也可以是诱导酶。

特点:1)该类酶可受诱导,一般不受分解代谢产物阻遏和终产物阻遏。

(2)该酶对应的mRNA是相当稳定的。

3)中期合成型:是酶的生物合成在细胞生长一段时间以后才开始,而在细胞生长进入平衡期以后,酶的生物合成也随着停止的一种合成模式。

特点:(1)酶的合成受产物的反馈阻遏或分解代谢物阻遏。

(2)所对应的mRNA是不稳定的。

4)滞后合成型:滞后合成型又称非生长偶联型,是酶的生物合成在细胞生长进入平衡期以后才开始并大量积累的一种合成模式。

许多水解酶的生物合成都属于这一类型。

特点:(1)该类酶受分解代谢物阻遏作用的影响,阻遏解除后,酶才大量合成。

(2)该酶对应的mRNA稳定性高。

2、发酵动力学:是研究发酵过程中细胞生成速率、产物生长速率、基质消耗速率及环境因素的影响规律等的学科。

第四章1、盐析沉淀法:简称盐析法,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性,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。

2、盐溶:低浓度的中性盐增加蛋白质的溶解度3、盐析:高浓度的中性盐降低蛋白质的溶解度。

4、分段盐析包括:Ks 分段盐析和β分段盐析5、过滤:是借助于过滤介质将不同大小、不同形状的物质分离的技术过程。

6、离子交换层析:是利用离子交换剂上的可解离基团(活性基团)对各种离子的亲和力不同而达到分离目的的一种层析分离方法。

7、离子交换层析的原理。

答:根据待分离物质带电性质不同的分离。

酶工程复习要点

酶工程复习要点

名词解释:酶工程:酶的生产、改性与应用的技术过程称为酶工程。

固定化酶:固定在载体上并在一定的空间范围内进行的催化反应的酶固定化活细胞:固定在载体上并在一定的空间范围内进行生命活动的细胞称为固定化细胞。

固定化细胞能进行正常的生长、繁殖和新陈代谢固定化原生质体:固定在载体上,在一定的空间范围内进行新陈代谢的原生质体。

膜分离技术:借助一定孔径的高分子薄膜,将不同大小、形状、性质的颗粒或分子进行分离的技术。

酶促破碎法:通过细胞本身的酶系或外加酶制剂的催化作用,使细胞外层结构受到破坏,而达到细胞破碎的方法。

结晶:是指物质以晶体的状态从蒸汽或溶液中析出的过程。

萃取分离:利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法。

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。

大分子结合修饰:采用水溶性大分子与酶的侧链基团共价结合,使酶分子的空间构象发生改变,从而改变酶的催化特性的方法。

肽链有限水解修饰:肽链的水解在限定的肽键上进行,称为肽链有限水解。

利用肽链的有限水解,其分子质量减少,既可以在基本保持酶活力的同时使酶的抗原性降低或消失,又可以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。

氨基酸置换修饰:将酶分子肽链上的某一个氨基酸置换成另一个氨基酸,从而改变酶的催化特性的修饰方法。

原生质体融合育种:就是把两个亲本的细胞分别去掉细胞壁,获得原生质体,将两亲本的原生质体在高渗条件下混合,由聚乙二醇(PEG)作为助融剂,使它们互相凝集,发生细胞质融合,接着两亲本基因组由接触到交换,从而实现遗传重组的方法进行育种基因工程育种:改变细胞调节基因,使菌种由诱导型变为组成型。

增加结构基因的拷贝数,增加细胞专一性酶的生产.组成酶:细胞固有的酶类。

诱导酶:是细胞为适应外来底物或其结构类似物而临时合成的一类酶。

分解代谢物阻遏:指细胞内同时有两种分解底物(碳源或氮源)存在时,利用快的那种分解底物会阻遏利用慢的底物的有关酶合成的现象反馈阻遏:酶催化反应的产物或代谢途径的末端产物使该酶的生物合成受到阻遏的现象反馈抑制:是最终产物抑制作用,在合成过程中,有些微生物合成途径的终点产物对该途径酶的活性调节,所引起的抑制作用。

酶工程重点

酶工程重点

第一章绪论1.酶是生物合成的具有催化功能我那个的生物大分子。

按照其化学组成,可以分为蛋白类酶(P酶)和核酸类酶(R酶)。

按照催化作用的类型,将蛋白类酶分为6大类:氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、合成酶。

将核酸类酶分为剪切酶、剪接酶、多功能酶三类。

2.酶工程:酶的生产与应用的技术过程3.酶工程的组成:1、酶的生产;2.酶的分离纯化;3、酶的固定化;4.酶的生物反应器;5.酶的应用。

4.酶催化反应的基本动力学方程米氏方程:V=Vm[S]/(Km+[S])5.酶还可分为单纯酶(只有蛋白质成分)和结合酶(蛋白质成分和非蛋白质部分的辅酶和辅基)。

6. 酶催化作用特点:1、酶催化作用的专一性强:绝对专一性(锁钥学说);相对专一性(诱导契合学说)。

基团专一性键专一性2、酶催化作用的效率高(由于酶催化反应可以使反应所需的活化能显著降低);3、酶催化作用的条件温和。

7.影响酶催化作用的因素⑴.底物浓度的影响米氏方程:v=VmS/(Km+S)式中:v——反应速度S——底物浓度Vm——最大反应速度Km——米氏常数,为酶催化反应速度等于最大反应速度的一半时底物的浓度。

物理意义:与底物的亲和力。

Km在实际应用中的重要意义:1.鉴定酶;2.判断酶的最佳底物;3.计算一定速度下的底物浓度;4.了解酶的底物在体内具有的浓度水平;⑵.酶浓度的影响:V=K[E]⑶. 温度的影响最适温度:在某一特定的温度的条件下,酶催化反应速度达到最大,这就是最适温度。

添加酶的作用底物或者某些稳定剂可以适当提高酶的热稳定性。

、⑷.pH的影响原因:主要在不同的ph值条件下,酶分子和底物分子中的基团的解离状态发生改变,从而影响酶分子的构象以及酶与底物的结合能力和催化能力。

在极端的ph条件下,酶分子的空间结构发生改变,从而引起酶的变性失活。

⑸.抑制剂的影响抑制剂:能够使酶的催化活性降低或者丧失的物质。

不可逆性抑制剂:与酶分子结合后,抑制剂难于除去,酶活性不能恢复。

酶工程(第三版)知识要点

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

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。

酶工程要点总结

酶工程要点总结

酶工程要点1、酶:具有生物催化功能的生物大分子。

酶工程:由酶学与化学工程技术、基因工程技术、微生物学技术相结合而产生的一门新的技术科学。

从应用目的出发,研究酶的产生、酶的制备与改造、酶反应器以及酶的各方面应用。

2、酶的活性中心:①指酶与底物结合并之反应的区域,一般位于酶分子表面的裂缝或凹槽,往往是疏水区,可容纳一个或多个小分子底物或大分子底物的一部分。

②酶的必需基团在空间结构上彼此靠近,组成具有特定空间结构的区域,能与底物特异地结合,并将底物转化为产物,这一区域称为酶的活性中心。

3、酶的必需基团:①包含结合基团和催化基团;结合基团具有与底物特异结合的作用,催化基团则直接参与催化,可使底物敏感键断裂。

两者组成酶的活性中心。

②酶分子中氨基酸残基的侧链由不同的化学基团组成,其中一些与酶的活性密切相关的一类化学基团称为酶分子的必需基团。

4、辅酶(coenzyme):与酶蛋白结合疏松(不形成共价键,能通过透析、超滤方法去除)。

5、辅基(prosthetic group):与酶蛋白结合紧密(以共价键相连,不能通过透析、超滤方法去除) 辅酶与辅基无严格区别。

7、酶催化作用的特点:(1)专一性;(2)高效性;(3)作用条件温和;(4)酶活受到很多因素影响。

8、酶的专一性:(1)绝对专一性:酶只作用于特定结构的底物,进行一种专一的反应,生成一种特定结构的产物;(2)相对专一性:酶作用于一类结构相似的化合物进行某种相同类型的反应;分为1)键专一性:有的酶只作用于一定的键,而对键两端的基团并无严格要求;2)基团专一性:另一些酶,除要求作用于一定的键以外,对键两端的基团还有一定要求,往往是对其中一个基团要求严格,对另一个基团则要求不严格。

(3)立体结构专一性:酶仅作用于立体异构体中的一种。

9、影响酶催化作用的主要因素:(1)底物;(2)酶浓度;(3)温度;(4)pH;(5)抑制剂;(6)激活剂10、抑制剂:凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质统称为酶的抑制剂。

酶工程复习要点

酶工程复习要点

酶工程复习要点名词解释:1、酶活性中心:只有少数特异的氨基酸残基与底物结合及催化作用。

这些特异的氨基酸残基比较集中的区域,即与酶活力直接相关的区域称为没得活性中心或活性部位。

2、酶别构调节的定义:某些小分子物质与酶的非催化部位或别位特异地结合,引起酶蛋白构象的变化,从而改变酶活性的方式。

能发生别构效应的酶称为别构酶。

3、效应物:与别构酶的别构中心结合,能调节酶的反应速率和代谢过程的物质。

4、同促效应和异促效应:当一个效应物分子和酶结合后,影响另一个相同的效应物分子与酶的另一部位结合称为同促效应;如果一分子效应物和酶结合后,影响另一不同的效应物分子与酶的另一部位结合则称为异促效应。

一个效应物分子与别构酶的别构中心结合后对第二个效应物分子结合的影响称为协同效应。

当一个效应物分子与酶蛋白的一个部位结合后,可使另一部位对效应物亲和力增高的效应称为正协同效应,反之称为负协同效应。

5、酶的专一性:酶对催化的反应和反应物有严格的选择性。

1、结构专一性:分为绝对专一性和相对专一性2、立体异构专一性:分为光学专一性和几何专一性6、酶原的激活:分子内肽键的一处或多处断裂,进而使分子构象发生某种改变,形成酶的活性中心。

7、酶原:有些酶在细胞内合成及初分泌时是没有活性的酶的前体,称为酶原。

8、酶活力:又称为酶活性,是指酶催化某一化学反应的能力。

9、抑制剂:能降低酶的活性,使酶促反应速率减慢的物质10、分解代谢物阻遏:是指细胞内同时有两种分解底物(碳源或氮源)存在时,利用快的那种分解底物会阻遏利用慢的底物有关酶合成的现象。

11、反馈阻遏作用:是指酶催化作用的产物或代谢途径的末端产物使该酶的生物合成受阻的过程。

12、操纵子:原核基因组中,由几个功能相关的结构基因及其调控区组成一个基因表达的协同单位,这种单位称为操纵子。

操纵子分:诱导型操纵子、阻遏型操纵子13、效应物:效应物是一类低相对分子质量的信号物质(如糖类及其衍生物、氨基酸和核苷酸等),包括诱导物和辅阻遏物两种。

酶工程复习要点

酶工程复习要点

名词解释:酶工程:酶的生产、改性与应用的技术过程称为酶工程。

固定化酶:固定在载体上并在一定的空间范围内进行的催化反应的酶固定化活细胞:固定在载体上并在一定的空间范围内进行生命活动的细胞称为固定化细胞。

固定化细胞能进行正常的生长、繁殖和新陈代谢固定化原生质体:固定在载体上,在一定的空间范围内进行新陈代谢的原生质体。

膜分离技术:借助一定孔径的高分子薄膜,将不同大小、形状、性质的颗粒或分子进行分离的技术。

酶促破碎法:通过细胞本身的酶系或外加酶制剂的催化作用,使细胞外层结构受到破坏,而达到细胞破碎的方法。

结晶:是指物质以晶体的状态从蒸汽或溶液中析出的过程。

萃取分离:利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法。

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。

大分子结合修饰:采用水溶性大分子与酶的侧链基团共价结合,使酶分子的空间构象发生改变,从而改变酶的催化特性的方法。

肽链有限水解修饰:肽链的水解在限定的肽键上进行,称为肽链有限水解。

利用肽链的有限水解,其分子质量减少,既可以在基本保持酶活力的同时使酶的抗原性降低或消失,又可以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。

氨基酸置换修饰:将酶分子肽链上的某一个氨基酸置换成另一个氨基酸,从而改变酶的催化特性的修饰方法。

原生质体融合育种:就是把两个亲本的细胞分别去掉细胞壁,获得原生质体,将两亲本的原生质体在高渗条件下混合,由聚乙二醇(PEG)作为助融剂,使它们互相凝集,发生细胞质融合,接着两亲本基因组由接触到交换,从而实现遗传重组的方法进行育种基因工程育种:改变细胞调节基因,使菌种由诱导型变为组成型。

增加结构基因的拷贝数,增加细胞专一性酶的生产.组成酶:细胞固有的酶类。

诱导酶:是细胞为适应外来底物或其结构类似物而临时合成的一类酶。

分解代谢物阻遏:指细胞内同时有两种分解底物(碳源或氮源)存在时,利用快的那种分解底物会阻遏利用慢的底物的有关酶合成的现象反馈阻遏:酶催化反应的产物或代谢途径的末端产物使该酶的生物合成受到阻遏的现象反馈抑制:是最终产物抑制作用,在合成过程中,有些微生物合成途径的终点产物对该途径酶的活性调节,所引起的抑制作用。

酶工程章节重点(含答案)

酶工程章节重点(含答案)

离子的亲和力不同而达到分离目的
凝胶层析,以各种多孔凝胶为固定相,利用流动相中所含各种组分的 相对分子质量不同而达到物质分离
层析柱中装有多孔凝胶,大分子物质分子直径大,不能进入凝胶的微
孔,以较快的速度流过凝胶柱。较小的分子能进入凝胶的微孔内,这 就使小分子物质向下移动的速度比大分子的速度慢,从而使混合溶液
盐溶液提取
ห้องสมุดไป่ตู้
0.02~0.5mol/L的盐溶 用于提取在低浓度盐溶液中溶解 液 度较大的酶 PH2~6的水溶液 用于提取在稀酸溶液中溶解度大, 且稳定性较好的酶
用于提取在稀碱溶液中溶解度大 且稳定性较好的酶
酸溶液提取
碱溶液提取
PH8~12的水溶液
有机溶剂提 取
可与水混溶的有机溶剂 用于提取那些与脂质结合牢固或 含有较多非极性基团的酶
添加表面活性剂 表面活性剂可以与细胞膜相互作用,增加细胞的透过性, 有利于胞外酶的分泌,从而提高酶的产量。 将适量的非离子型表面活性剂,如吐温(Tween)、特里顿 (Triton)等添加到培养基中,可以加速胞外酶的分泌,而使 酶的产量增加。 添加产酶促进剂 可以促进产酶、但是作用机理未阐明清楚的物质。 例如,添加一定量的植酸钙镁,可使霉菌蛋白酶或者桔青 霉磷酸二酯酶的产量提高1~20倍;添加聚乙烯醇 (Polyvinyl alcohol)可以提高糖化酶的产量。 产酶促进剂对不同细胞、不同酶的作用效果各不相同,现 在还没有规律可循,要通过试验确定所添加的产酶促进剂的 种类和浓度。
中各组分按照相对分子质量由大到小的顺序先后流出层析柱,而达到
分离的目的。
接上页:依操作形式(固定相基质的形式)分:纸层析、
薄层层析、柱层析。依流动相分:液相层析、气相层析。

酶工程重点

酶工程重点

酶活力:指在一定条件下,酶所催化反应初速度,在外界条件相同情况下,反应速度越大,意味酶活力越大。

酶工程:酶生产和利用技术过程,其关键任务是经过人工操作,取得大家所需要酶,并经过多种方法使酶发挥其催化功效。

酶生物合成:关键指细胞内RNA和蛋白质合成过程。

分解代谢物阻遏作用:指一些物质(关键是葡萄糖和其它轻易利用碳源)经过分解代谢产生物质阻遏一些酶(关键是诱导酶)生物合成现象。

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,基质消耗速率和环境原因对这些速率影响规律科学。

溶氧速率:指单位体积发酵液在单位时间内溶解氧量。

耗氧速率:指单位体积培养液中细胞在单位时间内耗氧量。

动植物细胞培养产酶:指经过特定技术取得优良动物和植物细胞,然后在人工控制条件反应器中进行细胞培养,以取得所需酶技术过程。

酶提取和分离纯化:指将酶从细胞或其它含酶原料中提取出来,再和杂质分开,而取得所要求酶制品技术过程。

沉淀分离:经过改变一些条件或添加某种物质,使酶溶解度降低,而从溶液中沉淀析出,和其它溶质分离技术过程。

离心分离:借助于离心机旋转所产生离心力,使大小不一样,不一样密度物质分离技术过程。

层析分离:利用混合液中各组分性质(分子大小和形状,分子极性,吸附力,分子亲和力,分配系数等)不一样,使各组分以不一样百分比分布在两相中。

点泳:带电粒子在电场中向着和其本身所带电荷相反电极移动过程。

酶分子修饰:经过多种方法使酶分子结构发生一些改变,从而改变酶催化特征技术过程。

分子内交联修饰:采取双功效基团化合物(又称双功效试剂)和在酶分子中相距较近两个侧链基团之间形成共价交联,从而提升酶稳定性修饰方法。

固定化酶:固定在载体上并在一定空间范围内进行催化反应酶。

交联法:指借助双功效试剂使酶分子之间发生交联作用,制成网状结构固定化酶方法。

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)细胞。

固定化原生质体:固定在载体上并在一定空间范围内进行新陈代谢原生质体。

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1.酶生物合成法生产的主要工艺过程包括那几个步骤?(1)用作培养菌种及扩大生产的发酵罐的培养基的配制(2)培养基、发酵罐以及辅助设备的消毒灭菌(3)将已培养好的有活性的纯菌株以一定量转接到发酵罐中(4)接种到发酵罐中的菌株控制在最适条件下生长并形成代谢产物(5)将产物抽提并进行精制(6)回收或处理发酵过程中产生的废物和废水2.如何控制微生物发酵产酶的工艺条件?发酵过程中,为了能对生产过程进行必要的控制,需要对有关工艺参数进行定期取样测定或进行连续测量。

参数中,对发酵过程影响较大的有温度、PH、溶解氧浓度等。

(1)温度:温度对发酵的影响是多方面的,主要表现在对细胞生长、产物形成、发酵液的物理性质和生物合成方面。

例如:枯草杆菌的最适温度为34--37℃,黑曲霉的最适温度为28--32℃(2)pH:发酵过程中pH的变化取决于所用的菌种、培养基的成分和培养条件。

微生物生长和生物合成都有其最适和能够耐受的pH范围,大多数微生物生长的最适pH6.3-7.5,霉菌和酵母生长的最适pH4-6,放线菌生长的最适pH7-8。

(3)溶解氧浓度:对于好氧发酵,溶解氧浓度是最重要的参数之一。

好氧性微生物深层培养时,需要适量的溶解氧以维持其呼吸代谢和某些产物的合成,氧的不足会造成代谢异常,产量降低。

简述凝胶层析、亲和层析、离子交换层析的原理和操作要点?离子交换层析原理:根据待分离物质带电性质不同的分离纯化方法。

操作:a上样:上样体积不十分严格。

b洗脱:增加溶液的离子强度c梯度洗脱法:改变溶液的pH d再生:用0.5mol/LNaOH和0.5mol/L NaCl混合溶液或0.5mol/L HCl处理。

凝胶层析原理:利用某些凝胶对于不同分子大小的组分阻滞作用的不同。

大分子物质不能进入凝胶孔内,在凝胶颗粒之间的空隙向下移动,并最先被洗脱出来;小分子物质可自由出入凝胶孔,流程长而后流出层析柱。

操作:a凝胶的选择和处理,根据相对分子质量范围选择相应型号的凝胶介质。

将干胶悬浮于5-10倍的蒸馏水中,充分溶胀,抽气,装柱。

b柱的选择:采用L/D比值高的柱子,可提高分辨率,但影响流速。

c加样:体积不能过多,不超过凝胶床体积的5%,脱盐时可在10%左右。

d洗脱:洗脱液与平衡时用的buffer一致。

洗速不可过快,保持恒速。

e胶的保存:洗脱完毕后,凝胶柱已恢复到上柱前的状态,不必再生处理。

亲和层析原理:利用生物大分子间特异的亲和力来纯化生物大分子.体通过适当的化学反应共价的连接到载体上,待纯化的物质可被配体吸附,杂质则不被吸附,从层析柱流出,变换洗脱条件,即可将分离的物质洗脱下来,实现分离提纯。

简述凝胶电泳的分类及其原理?琼脂糖凝胶电泳:一般用于核酸的分离分析。

琼脂糖凝胶孔径度较大,对大部分蛋白质只有很小的分子筛效应。

聚丙烯酰胺凝胶电泳:可用于核酸和蛋白质的分离、纯化及检测。

分辨率较高。

简述酶结晶的主要方法和原理?(1)盐析结晶法:在适当的温度和PH值等条件下,于接近饱和的酶液中缓慢增加某种中性盐的浓度,使酶的溶解度缓慢降低,达到稍微过饱和状态,而析出酶晶体的过程(2)有机溶剂结晶法:在接近饱和的酶液中缓慢增加某种有机溶剂,使酶的溶解度缓慢降低,而析出酶晶体的过程(3)透析平衡结晶法:将酶液装进透析袋,对一定浓度的盐溶液进行透析,使酶液逐步达到过饱和状态而析出结晶的过程。

前提:酶液要达到一定纯度(经过纯化)酶液要浓缩到一定浓度(4)等电点结晶法:通缓慢加入浓酶液的PH值、使之逐渐达到酶的等电点,而析出酶晶体的过程定点突变技术在酶分子修饰中有何应用?定义: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操作技术。

是蛋白质工程和酶分子组成单位置换修饰中常用的技术。

应用:新的酶分子结构的设计;突变基因碱基序列的确定;突变基因的获得;新酶的获得。

何谓固定化酶?经过固定化以后,酶的特性有哪些改变?固定化酶:固定在载体上,并在一定空间范围内进行催化反应的酶称为固定化酶。

改变有:稳定性:固相酶的稳定性比游离酶高,主要表现在:(1)热稳定性:固定化酶热稳定性较之天然酶提高。

(2)对蛋白酶水解作用稳定性:固相酶比天然酶有更强的抵抗蛋白酶水解作用的能力。

(3)对变性试剂作用的稳定性:固相酶对各种蛋白变性剂的稳定性,一般都比天然酶强。

(4)保藏稳定性:固相酶比天然酶保存的时间更长。

最适温度:(1) 固相酶的最适温度一般比天然酶高,个别会有所降低(2) 同种酶,采用不同的方法或不同载体固定化后,其最适温度可能不同最适pH:酶经固定化后,其作用的最适pH常会发生偏移影响固定化酶最适PH的因素主要有两个。

(1) 载体性质对最适pH影响:用带负电荷载体制备的固定化酶,最适pH比游离酶最适pH高。

用带正电荷载体制备的固定化酶,最适pH比游离酶最适pH低。

用不带电荷载体制备的固定化酶,最适pH一般不改变。

(2) 产物性质对最适pH影响;若酶催化反应产物为酸性时,固定化酶最适pH比游离酶的最适pH要高。

若酶催化反应产物为碱性时,固定化酶最适pH比游离酶的最适PH要低。

若酶催化反应产物为中性时,固定化酶最适pH不变。

底物特异性:固定化酶底物特异性与游离酶相比,有一定变化,一般为:作用于小分子底物的酶类经固定化后,专一性基本不变。

而既可作用大分子也可作用小分子底物的酶类经固定化后专一性会发生变化。

举例说明固定化酶在工业上的应用?现已用于工业化生产的固定化酶主要有:(1) 氨基酰化酶:这是世界上第一种工业化生产的固定化酶。

降低生产成本(2) 葡萄糖异构酶:这是世界上生产规模最大的一种固定化酶。

常用于连续生产果葡糖浆(3) 天门冬氨酸酶:用于工业生产。

将延胡索酸转化生产L-天冬氨酸(4) 青霉素酰化酶:这是在医药工业上广泛应用的一种固定化酶。

用于制造各种生产半合成青霉素和头孢菌素什么是固定化细胞?固定化细胞有何应用?定义:固定在载体上,并在一定空间范围内进行生命活动的细胞,称为固定化细胞。

固定化细胞能进行正常的生长、繁殖和新陈代谢,故又称为固定化活细胞或固定化增殖细胞。

应用:1、利用固定化微生物细胞生产各种能够分泌到细胞外的产物:(1) 酒精酒类:(2) 氨基酸:(3) 有机酸:(4) 酶和辅酶(5) 抗生素(6)固定化微生物细胞还可以用于甾体转化及有机溶剂、维生素、化工产品等的生产。

2、固定化微生物细胞制造微生物传感器:分为呼吸活性测定型和电极活性测定性两种固定化植物细胞的应用。

(1)制造人工种子(2)用于生产各种色素、香精、药物、酶等次级代谢物。

3、固定化动物细胞的应用:主要应用于生产小儿麻痹症疫苗、狂犬病疫苗等酶反应器的设计主要包括哪些内容?1、确定酶反应器的类型。

酶反应器的设计,首先要根据酶、底物和产物的性质,按照上一节所述的选择原则,选择并确定反应器的类型。

2、确定反应器的制造材料。

由于酶催化反应具有条件温和的特点,通常都是在常温、常压、pH近乎中性的环境中进行反应,所以酶反应器的设计对制造材料没有什么特别要求,一般采用不锈钢制造反应容器即可。

3、进行热量衡算。

酶催化反应一般在30~70℃的常温条件下进行,所以热量衡算并不复杂。

温度的调节控制也较为简单,通常采用一定温度的热水通过夹套(或列管)加热或冷却方式,进行温度的调节控制,热量衡算是根据热水的温度和使用量计算。

对于某些耐高温的酶,例如高温淀粉酶,可以采用喷射式反应器,热量衡算时,根据所使用的水蒸气热焓和用量进行计算。

4、进行物料衡算。

酶反应动力学参数/底物用量/酶量/反应体积/反应器数量2.在酶反应器的应用过程中要注意哪些问题?酶的稳定性对酶反应器的功效是很重要的。

在操作过程中,有时需要用酸或碱来调节反应液PH。

如果局部的pH过高或过低,就会引起酶的失活,或者使底物和产物发生水解反应。

这时,可用加快搅拌已促使混合均匀。

如果底物和产物在反应器中不够稳定的话,可以采用高浓度的酶,以减少底物和产物在反应器中的停留时间,从而减少损失。

防止微生物污染酶的分类与命名:P酶:主要由蛋白质组成的酶;R酶:主要有核糖核酸组成的酶。

酶的分类:根据酶的化学组成可将酶分为:1.单纯蛋白酶类:只含有蛋白质成分;2.结合蛋白酶类(全酶):含有蛋白成分(酶蛋白)和非蛋白成分(辅助因子)全酶 = 酶蛋白 + 辅助因子根据酶蛋白结构特点可将酶分为单体酶:以一个独立的三级结构为完整生物功能分子的最高结构形式的酶。

寡聚酶:以一个独立的四级结构为完整生物功能分子的最高结构形式的酶。

多酶复合体:由多种酶彼此镶嵌成一个功能完整的具有特定结构的复合体, 它们相互配合依次进行,催化连续的一系列相关反应。

酶合成调节的类型诱导: 组成酶:细胞固有的酶类。

诱导酶:是细胞为适应外来底物或其结构类似物而临时合成的一类酶。

阻遏:分解代谢物阻遏和反馈阻遏酶合成的调节机制:1.酶合成的诱导:加进某种物质,使酶生物合成开始或加速进行。

2.末端产物阻遏:由某代谢途径末端产物的过量累积引起的阻遏。

3.分解代谢物阻遏:指细胞内同时有两种分解底物(碳源或氮源)存在时,利用快的那种分解底物会阻遏利用慢的底物的有关酶合成的现象。

提高酶产量的措施:1.添加诱导物:①酶的作用底物:如青霉素是青霉素酰化酶的诱导物。

②酶的反应产物:如纤维素二糖可诱导纤维素酶的产生。

③酶的底物类似物:如异丙基-β-硫代半乳糖苷(IPTG)对β-半乳糖苷酶的诱导效果比乳糖高几百倍2.降低阻遏物浓度:微生物酶的生产受到代谢末端产物的阻遏和分解代谢物阻遏的调节。

为避免分解代谢物的阻遏作用,可采用难于利用的碳源,如在β-半乳糖苷酶的生产中,只有在培养基中不含葡萄糖时,才能大量诱导产酶。

3.添加表面活性剂(产酶促进剂):改变细胞的通透性或对酶分子有一定的稳定作用如在霉菌的发酵生产中添加 1%的吐温可使纤维素酶的产量提高几倍到几十倍。

酶发酵动力学:主要研究发酵过程中细胞生长速度,产物生成速度,基质消耗速度以及环境因素对这些速度的影响等。

产酶动力学:主要研究细胞产酶速度以及各种环境对产酶速度的影响规律。

分为宏观酶动力学和微观酶动力学一般产酶动力学方程可表达为:()XdtdE⋅+=βαμ。

式中 X——细胞浓度(g /L);μ——细胞比生长速率(h-1);α——生长偶联的比产酶系数(IU/g);t——时间(h);E——酶浓度(IU/L);β——非生长偶联的比产酶速率(IU/(g⋅h));生长偶联型XdtdEαμ=;部分生长偶联型XXdtdEβαμ+=;非生长偶联型XdtdEβ=细胞破碎:对于不同的生物体、或同一生物体的不同组织的细胞,由于细胞外层结构不同,所采用的细胞破碎方法和条件也有所不同,必须根据具体情况进行选择。

细胞破碎确认: 1.直接测定破碎前后的细胞数:破碎前,用显微镜或电子微粒计数器直接计数;破碎后,用染色法区分破碎细胞与完整细胞。

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