酶工程复习资料
酶工程复习
共价结合
载体结合法
离子结合 物理吸附法
包埋法
网格型 微囊型
交联法
复习
第一章 绪论
酶的特性: 专一性 催化高效性(催化条件温和,反应速度快） 催化活力可被调节控制
酶的分类与命名,EC编码方式 蛋白酶和 R酶
1、氧化还原酶 2、转移酶 3、水解酶 4、裂合酶 5、异构酶 6、合成酶
同步合成 延续合成 中期合成 滞后合成
延迟期
合成
合成
对数期
合成
合成
合成
平衡期
合成
合成
mRNA
不稳定
分解代谢物
稳定
不稳定稳定 阻遏来自反应产物 诱导物诱导
诱导
阻遏
酶发酵动力学
酶生物合成的模式
产酶动力学
dE()X
dt
固体发酵特点
第三章：酶的分离纯化
酶分离纯化的目标
酶分离纯化流程 酶纯度的评价:
总活力的回收率 比活力提高的倍数 酶的 纯度 酶的纯度检验 常用的检验酶纯度的方法
离心方法的选择 差速离心 密度梯度离心 等密度梯度离心 凝胶电泳 等电聚焦电泳。 常用的结晶方法 常用干燥方法
第四章：酶与细胞的固定化
酶作为催化剂的缺点
定义 固定化酶的优缺点 固定化酶的方法 固定化酶的性质变化 固定化细胞 固定化细胞比酶优越的地方 及缺点 固定化细胞和酶的表征
酶工程复习材料
1。
酶生物合成的模式有哪些？哪一种模式较为适合生产的需要？对于其他的合成模式，应如何调节发酵的条件以使其更为趋近于最佳的模式？酶生物合成的模式·同步合成型·延续合成型·中期合成型·滞后合成型概念:酶的合成与细胞生长同步进行.当细胞进入对数生长期,酶大量产生，细胞生长进入稳定期后，酶的合成随之停止.特点：属于这种类型的酶，其生物合成可以诱导，但不受分解代谢物阻遏和产物阻遏作用。
概念：酶的合成伴随着细胞的生长而开始,但在细胞生长进入平衡之后，酶还可以延续合成较长的一段时间.特点：这种类型的酶可受诱导但不受分解代谢物阻遏和产物阻遏，其对应的mRNA是相当稳定的.概念：酶的合成在细胞生长一段时间以后开始，而在细胞进入平衡期后，酶的合成也随着停止。
特点:酶的合成受到反馈阻遏，而且其所对应的mRNA 是不稳定的.概念：只有当细胞生长进入平衡期后，酶才开始合成并大量积累。
特点:酶的合成受到分解代谢物阻遏作用。
在酶工程生产中为了提高酶的生产率，延长酶的发酵生产周期，酶最理想的生物合成模式应为部分生长偶联型（延续合成型），因为这类酶在发酵过程中没有明显的生长期和产酶区的区别，随细胞生长即有酶的产生，直到细胞生长进入平衡期之后酶还可以合成。
对于其他型的酶，要提高酶产率,可以再细胞选育上,工艺条件等方面加以条件控制。
对于同步合成型的酶，可以采用适当的生产工艺,如降低发酵温度以尽量提高其对应的mRNA的稳定性；对于滞后合成型的酶，在发酵过程中应设法尽量减少甚至借出分解代谢物阻遏，使酶的合成提早开始，控制葡萄糖等易利用碳源，添加一定量的cAMP；对于中期合成型的酶,则要在提高mRNA稳定性和解除阻遏两方面进行.控制末端产物浓度，添加末端产物类似物2。
试以基因调节控制理论说明酶生物合成的分解代谢物阻遏作用、诱导作用及反馈阻遏作用的原理。
-—-操纵子学说是指容易利用的碳源阻遏某些酶（主要是诱导酶）生物合成的现象是指加进某种物质，使酶的生物合成开始或加速进行的过程是指酶催化作用的产物或代谢途径的末端产物使该酶的合成受阻的过程是指在放射免疫测定的基础上发展起来的一种分析方法，它是将酶作为标记物质，使之和抗原（或抗体)结合形成酶与抗原（或抗体）复合物，然后再根据待测抗体（或抗原）与复合物专一且定量的结合关系，通过测定与待测抗体（或抗原)结合的酶的活力，从而计算出待测抗体(或抗原）的量。
酶工程期末复习
酶工程期末复习一、名词解释1、酶工程：是酶的生产、改性与应用的技术过程。
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学科。
2、酶的化学修饰：通过化学基团的引入或除去，使蛋白质共价结构发生改变。
3、必需水：一般将维持酶分子完整空间构象所必需的最低水含量称为必需水。
4、抗体酶：具有催化活性的抗体，即抗体酶。
5、别构效应：调节物与酶分子的调节中心结合之后，引起酶分子构象发生变化，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或变构效应。
6、别构酶：能发生别构效应的酶称为别构酶。
7、酶活力：又称酶活性，是指酶催化某一化学反应的能力。
8、比活力：也称为比活性，是指每毫克酶蛋白所具有的酶活力单位数，一般用IU/mg 蛋白质表示。
9、生物传感器：由生物识别单元和物理转换器相结合所构成的分析仪器。
10、蛋白质工程：是以创造性能更适用的蛋白质分子为目的，以结构生物学与生物信息学为基础，以基因重组技术为主要手段，对天然蛋白质分子的设计和改造。
11、酶反应器12、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，可以反复、连续使用的酶。
13、水活度：是指在一定温度和压力下，反应体系中水的摩尔系数w χ与水活度系数w γ的乘积：ww w γχα=。
14、生物反应器：指有效利用生物反应机能的系统（场所）。
15、酶反应器：以酶或固定化酶作为催化剂进行酶促反应的装置称为酶反应器。
16、活化能：从初始反应物（初态）转化成活化状态（过渡态）所需的能量，称为活化能。
二、填空题1、酶活力测定的方法有终止法和连续反应法。
常用的方法有比色法、分光光度法、滴定法、量气法、同位素测定法、酶偶联分析。
2、酶固定化的方法有吸附法（物理吸附法、离子交换吸附法）、包埋法（网格包埋法、微囊型包埋法、脂质体包埋法）、共价结合（偶联）法、交联法。
3、酶活力是酶催化反应速率的指标，酶的比活力是酶制剂纯度的指标，酶的转换数是酶催化效率的指标。
酶工程复习资料
酶工程复习资料名词解释1、酶反应器：用于酶进行催化反应的容器和附属设备2、pH记忆：3、产物阻遏作用：又称酶生物合成的反馈阻遏作用，是指酶催化反应的产物或代谢途径末端的产物使该酶的生物合成受到阻遏现象。
4.1酶的延续合成型: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时间的生物合成模式。
4.2同步合成型：是指酶的生物合成与细菌生长同步进行的一种酶生物合成模式。
4.3中期合成型：酶在细胞生长一段时间后才开始合成，细胞进入生长平衡期后，酶的生物合成也随之停止。
4.4滞后合成型：酶是在细胞进入生长平衡期后才开始生物合成并大量积累，5、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的细胞。
6、电场膜分离——是在半透膜的两侧分别装上正、负电极。
在电场作用下，小分子的带电物质或离子向着与其本身所带电荷相反的电极移动，透过半透膜，而达到分离的目的。
7、催化周期：酶进行一次催化所需的时间。
8、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。
9、抗体酶：抗体酶又称为催化性抗体，是一类具有催化功能的抗体10、立体异构专一性：当酶作用的底物含有不对称碳原子时，酶只能作用于异构体的一种，这种绝对专一性称为立体异构专一性。
11、微滤：又称为孔过滤，微滤介质截留的物质颗粒直径为0.2-2um，主要用于细菌、灰尘等光学显微镜可看到的颗粒物质的分离。
12、酶的比活力：是一个纯度指标，指特定条件下，单位质量的蛋白质或RNA所具有的酶活。
13、膜反应器：是将酶的催化反应和半透膜的分离作用组合在一起的反应器。
14、酶电极：是由固定化酶与各种电极密切结合的传感装置。
15、氨基酸置换修饰：将酶分子上的某一个氨基酸置换成另一个氨基酸的修饰方法。
16、盐析沉淀法：是利用不同蛋白质在不同盐溶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。
大学《酶工程》考试复习资料
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pHd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。
酶工程 复习资料
第一章绪论1.何谓酶工程，试述其主要内容和任务。
酶的生产、改性与应用的技术过程称为酶工程。
酶工程的主要内容包括：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。
酶工程的主要任务是经过预先设计，通过人工操作获得人们所需的酶，并通过各种方法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？酶是生物催化剂，与非酶催化剂相比，具有专一性强、催化效率高和作用条件温和等显著特点。
3.简述影响酶催化作用的主要因素。
酶的催化作用受到底物浓度、酶浓度、温度、pH、激活剂浓度、抑制剂浓度等诸多因素的影响。
5.简述酶活力单位的概念和酶活力的测定方法。
酶活力单位：在特定条件下（温度可采用25℃，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，这个单位称为国际单位（IU）。
在特定条件下，每秒催化1mol底物转化为产物的酶量定义为1卡特（kat）酶活力的测定方法：振荡测定法，酶柱测定法，连续测定法，固定化酶的比活力测定，酶结合效率与酶活力回收率的测定，相对酶活力的测定。
或者测定方法：化学测定法、光学测定法、气体测定法其它.酶的发展历史：4000多年前的夏禹时代——酿酒技术。
3000多年前的周朝——制造饴糖、食酱等食品。
1833年——佩恩和帕索兹从麦芽的水抽提物中得到淀粉酶。
19世纪中叶——巴斯德对酵母的乙醇发酵进行研究。
1913年——米彻利斯和曼吞根据中间产物学说，推导出米氏方程。
1926年——萨姆纳得到脲酶结晶，并证明它具有蛋白质的性质。
1960年——雅各和莫诺德提出操纵子学说。
1982年——切克发现核酸类酶。
1983年——阿尔特曼发现核糖核酸酶P的RNA 部分M1RNA具有核糖核酸酶P的催化活性。
酶的专一性分为绝对专一性和相对专一性。
相对专一性又可分为键专一性和基团专一性米氏方程：酶的可逆性抑制作用可以分为竞争性抑制、非竞争性抑制和反竞争性抑制。
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。
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由活细胞产生的生物催化剂，具有特殊作用的蛋白质，能在生命体内(包括动物、植物和微生物)催化一切化学反应，维持生命特征。
是酶学基本原理与化学工程相结合而形成的一门新兴的技术科学， 以应用目的为出发点来研究酶， 利用酶的催化特性并通过工程化将相应原料转化为目的物质的技术。
水溶性酶经物理或者化学方法处理后成为不溶于水的但仍 具有酶活性的一种酶的衍生物，在催化反应中以固相状态作用于底物。
表示酶活力大小的尺度；一个国际单位(IU)是指在特定条件下(25℃)，每分钟内转化 1mol 底物或者催化形成 1mol 产物所需的酶量。
一个 Kat(卡塔尔，酶活性国 际单位)是指每秒钟内转化 1mol 底物所需的酶量， 1 Kat = 6107 IU 。
(酶活力：指酶催化一定化学反应的能力；用在一定条件下， 所催化的反应初速度来表示； 是研究酶的特性，酶制剂生产应用以及分离纯化时的一项必不可少的指标。
) 是酶纯度的量度，是指单位分量酶蛋白所具有的酶活力，单位为 IU/mg 。
比活力越大，酶纯度越高。
比活力=活力单位数/每毫克酶蛋白。
可产生一种组成型调节蛋白(regulatory protein) (一种变构蛋白)，通过与效应物(effector) (包括诱导物和辅阻遏物)的特异结合而发生变构作用，从而改变它与控制基因的结合力。
调节基因常位于调控区的上游。
位于启动基因和结构基因之间的一段碱基顺序，能特异性地与调节基因产生的变构蛋白结合，控制酶合成的时机与速度。
决定某一多肽的 DNA 模板，与酶有各自的对应关系，其中的遗传信息可转录为mRNA ，再翻译为蛋白质。
是指在一定的条件下，用适当的溶剂或者溶液处理含酶原料，使酶充分溶解到 溶剂或者溶液中的过程。
是指在份子水平上不同粒径份子的混合物在通过半透膜时，实现选择分离的技术，半透膜又称为分离膜，膜壁弥漫小孔，根据孔径大小可以分为：微滤膜( )、超滤膜(uF)、纳滤膜(NF)、反渗透膜(RO)等，分离都采用错流过滤方式。
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《酶工程》复习题08生物技术林阳and曾洋名词解释：1.酶工程：又称为酶技术，是指酶的生产与应用的技术过程。
2.酶的生产：通过各种方法获得人们所需的酶的技术过程。
3.酶的改性：是通过各种方法改进酶的催化特性的技术过程。
4.酶的应用：是在特定的条件下通过酶的催化作用，获得人们所需的产物、除去不良物质或获得所需信息的技术过程。
5.酶工程的主要任务：经过预先设计，通过人工操作，获得人们所需的酶，并通过各种方法使酶充分发挥其催化功能。
6.酶活力：指在一定条件下，酶所催化的反应初速度。
7.酶活力单位：在特定条件下（温度可采用25℃，pH等条件均采用最适条件），每1 min 催化1 μmol 的底物转化为产物的酶量定义为1 个酶活力单位。
或在特定条件下，每秒催化1 mol底物转化为产物的酶量定义为1卡特（Kat）。
1 Kat =6×107 IU8.酶的比活力：是酶纯度的一个指标，是指在特定条件下，单位重量（mg）蛋白质或RNA所具有的酶活力单位数。
9.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。
即是每摩尔酶每分钟催化底物转化为产物的摩尔数。
10.酶的催化周期: 转换数的倒数称为酶的催化周期。
催化周期是指酶进行一次催化所需的时间。
11.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。
12.酶的结合效率：又称为酶的固定化率，是指酶与载体结合的百分率。
13.酶活力回收率：是指固定化酶的总活力与用于固定化的总游离酶活力的百分率。
14.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称为相对酶活力。
15.酶的定向进化技术：模拟自然进化过程（随机突变和自然选择）在体外进行酶基因的人工随机突变，建立突变基因文库，在人工控制条件的特殊环境下，定向选择得到具有优良催化特性的酶的突变体的技术过程。
16.酶的提取分离法生产：是采用各种技术从动物、植物、微生物细胞或者其它含酶原料中将酶提取出来，再与所含杂质进行分离的技术过程。
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一、名词解释：5T*21 Kcat：酶转换数。
又称分子活性或摩尔催化活性，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。
2溶解氧：溶解在培养基中的氧气，提供给在培养基中的产酶细胞使用。
3临界氧浓度：微生物对发酵液中溶解氧浓度的不影响其正常代谢的最低要求。
4氧载体：与水不互溶，对微生物无害，具有较高溶氧能力的有机物。
5通气量：单位时间内流经培养液的气体量6溶氧速率/传氧率：表示在单位时间内培养液溶氧浓度的改变耗氧速率：单位时间内细胞进行呼吸作用消耗的氧量7酶的化学修饰：在较温和的条件下，以可控制的方式使酶同某些化学试剂发生特异反应，从而引起单个氨基酸残基或其功能基团发生共价的化学改变。
8模拟酶/人工酶：根据酶作用的原理，模拟酶的活性中心及催化机理，用有机化学及生物学方法合成的具有专一催化功能的催化剂。
9肽酶：模拟天然酶的活性部位，人工合成的具有催化活性的多肽。
10抗体酶：具有催化功能的抗体分子。
11印记酶：利用分子印记技术（MIP，即制备对某一化合物具有选择性的聚合物的过程）制备的人工模拟酶。
12融合酶：将两个或多个酶分子组合在一起所形成的融合蛋白。
13 SDM：定点突变技术。
指在基因的特定位点引入突变，即通过取代、插入或删除已知DNA序列中特定的核苷酸序列来改变酶蛋白结构中某个或某些特定的氨基酸，以此来提高酶对底物的亲和力，增强酶的专一性等。
14酶分子的定向进化：属于蛋白质的非合理设计，它不需要事先了解酶的空间结构和催化机制，人为地创造特殊的进化条件，模拟自然进化机制，在体外改造酶基因，并定向选择出所需性质的突变酶。
15固定化酶：用物理或化学手段定位在限定的空间区域，并使其保持催化活性，可重复利用的酶16固定化酶的活力：是固定化酶催化某一特定化学反应的能力，其大小可用在一定条件下它所催化的某一反应的反应初速度来表示。
固定化酶的比活：每克干固定化酶所具有的酶活力单位数。
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第七章酶非水相催化1、有机介质中的酶催化指酶在含有一定量水的有机溶剂中进行的催化反应。
适用范围:底物、产物两者或其一为疏水性物质的酶催化作用。
原因:酶在有机介质中基本能保持结构的完整。
特性:酶的底物特异性、立体选择性、区域选择性、键选择性、热稳定性等有所改变。
应用：多肽、酯类、甾体转化、功能高分子合成、手性药物拆分的研究。
2、气相介质中的酶催化指酶在气相介质中进行的催化反应。
适用范围：底物是气体或能转化为气体的物质的酶催化反应。
特性：气体介质的密度低，扩散容易，与在水相中明显不同。
3、超临界流体介质中的酶催化酶在超临界流体中进行的催化反应。
超临界流体是指温度和压力超过某物质的超临界点的流体。
要求：超临界流体对酶结构无破坏；具良好化学稳定性；温度不可太高太低；压力不可太高；易获得等。
常用的超临界流体有：CO2, SO2 C2H4, C2H6 C3H8 C4H10 等。
4、离子液介质中的酶催化指酶在离子液中进行的催化作用。
离子液 (Ionic liquid )是由有机阳离子与有机（无机）阴离子构成的、在室温下呈液态的低熔点盐类，挥发性低，稳定性好。
特性：酶在其中有良好的稳定性、区域选择性、立体选择性、键选择性。
第2节有机介质中水和有机溶剂对酶催化反应的影响1、有机介质反应体系1、微水介质体系；2、与水溶性有机溶剂组成的均一体系；3、与水不溶性有机溶剂组成的两相或多相体系；4、（正）胶束体系；5、反胶束体系1、微水介质体系是由有机溶剂和微量的水组成的反应体系。
微量的水主要是酶分子的结合水,对维持酶分子空间构象和催化活性至关重要。
另一部分水分配在有机溶剂中。
酶以冻干粉或固定化酶的形式悬浮于有机介质中，是常见的有机反应体系。
2、与水溶性有机溶剂组成的均一体系由水与极性较大的有机溶剂互相混溶组成的反应体系。
水与有机剂含量均较大。
适用的酶较少。
3、与水不溶性有机溶剂组成的两相或多相体系由水和疏水性较强的有机溶剂组成的两相或多相反应体系；游离酶、亲水性底物或产物溶解于水相，疏水性底物或产物溶解于有机溶剂相。
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第1、2章酶的定义：酶是由活细胞产生的，在细胞内、外一定条件下都能起催化作用的具有高效率和高度专一性的一类特殊蛋白质，酶能在机体内十分温和的条件下高效率地起催化作用，使得生物体内的各种物质处于不断的新陈代谢中1.酶工程是酶学基本原理与化学工程相结合而形成的一门新兴的技术科学。
研究酶制剂大规模生产及应用所涉及的理论与技术方法。
2.酶的催化的优点：专一性强、反应条件温和、催化效率高、工艺简单生产成本较低、环境污染小、可生产出化学法无法生产的产品3. 标志酶:指指分布干细胞内某个特定组分的酶4. 寡聚酶：有两个或两个以上亚基组成的酶，第三章1.固定化酶所谓固定化酶，是指在一定空间内呈闭锁状态存在的酶，能连续地进行反应，反应后的酶可以回收重复使用1.与游离酶相比，固定化酶有哪些优缺点？（l）极易将固定化酶与底物、产物分开；（2）可以在较长时间内进行反复分批反应和装柱连续反应；（3）在大多数情况下，能够提高酶的稳定性；（4）酶反应过程能够加以严格控制；（5）产物溶液中没有酶的残留，简化了提纯工艺；（6）较游离酶更适合于多酶反应；（7）可以增加产物的收率，提高产物的质量（8）酶的使用效率提高，成本降低。
2.选择固定化方法时要注意哪些基本原则？1）必须注意维持酶的催化活性及专一性，保持酶原有的专一性、高效催化能力和在常温常压下能起催化反应的特点2）固定化应该有利于生产自动化、连续化3）固定化酶应有最小的空间位阻4）酶与载体必须结合牢固，从而使固定化酶能回收贮藏，利于反复使用5）固定化酶应有最大的稳定性，在制备固定化酶时，所选载体不与废物、产物或反应液发生化学反应6）固定化酶应易与产物分离7）固定化酶成本要低，应为廉价的、有利于推广的产品，以便于工业使用8）充分考虑到固定化酶制备过程和应用中的安全因素6.固定化方法有哪些？并简述各自的优缺点。
（1）非化学结合法①结晶法就是使酶结晶从而实现固定化的方法。
对于晶体来说，结晶的蛋白质既是载体也是催化剂。
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有毒环境等极端条件下，由于酶分子空间构象的改变而引起酶的特性和功能的变化情况。
b提高酶的催化活性，增强酶的稳定性或者是酶的催化动力学特性发生某些改变。
1.常用的固定化方法主要有哪些？吸附法2.包埋法3.结合法4.交联法5.热处理法2.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。
3.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。
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。
酶工程复习资料最终版
微生物动植物细胞培养产酶3.质体固定化6.8.振荡测定法在特定的条件下，一边振荡发货搅拌，一边进行催化反应。
经过一定时间，取出一定量的反应液进行酶活力测定。
2，酶柱测定法将一定量的固定化酶装进具有很稳装置的反应柱中，在适宜的条件下让底物溶液以一定的流速流过酶柱，收集流出的反应液。
测定反应液中底物的消耗量或产物的生成量3，连续测定法利用连续分光光度法等测定方法可以对固定化酶反应液进行连续测定，从而测定固定化酶的酶活力4，比活力测定比活力=酶活力单位/cm2.5，酶结合效率(固定化率)=（加入的总酶活力-未结合的酶活力）/加入的总酶活力x100%.酶活力回收率=固定化酶总活力/用于固定化的总酶活力具有相同酶蛋白（或酶RNA提取分离法2.生物合成法3.分成的作用2.酶生物合成的诱导作用，加入某些物质能使酶的生物合成开始或加速进行的现象3.酶的生物合成与细胞生长同步进行。
延续合成型，在细胞进入平衡期后酶还可以继续合成一段时间。
中期合成型，容易培养和管理3..放线菌.霉菌. 1.调4.添加诱导物（分三类：酶的作用底物、酶的催化反应产物、作用底物类3.添加表面活性剂(离子型、非离子型)4.μ为比生长提高产酶率2.7.1.固定化细胞的预培养2.溶解氧的供给3.是指固定在载体上，在一定的空间范围内进行新陈2.提高酶产率3.稳定性较好4.疫苗2.激素3.多肽生长因子4.酶5.单克隆抗体6. 2.锚地依耐性、接触抑制性、功能全能性4.主要生产功能蛋白和多肽2.生长较慢，倍增时间较长3. 4.因为体积大、无细胞壁保护对剪切力敏感，所以在培养过程中必须严格控制温度、PH、渗透压、通风等条件 5.大部分适于贴壁培养、少部分适于悬浮培养6.7.原代细胞培养50：1.悬浮培养2.贴壁培养3.3.温度的控制4.PH的控制5.渗透压的控制6.机械破碎法(捣碎法、研磨法、匀浆法) 2.3.化学破碎法（化学试剂）4.盐溶液提取2.酸溶液提取3.碱溶液提取4.提取液的体积使酶的溶解降低，而从溶液析出，与其他溶盐析沉淀法2.等电点沉淀法3.有机溶剂沉淀法4.复合沉淀pH4.底物2.包埋法了细胞的完整结构和天然状态，有的酶系、辅助酶系和代谢调控体系，可以按照原来的代谢途径进行新陈代谢，并并进行有效的代谢调控3.发酵稳定性好，可以反复使用或使用较长时间4.5.利用固定化微生物细胞生产各类产物如（a2.提高细胞4.吸附法2.包埋法（a凝胶包埋发b酶等酶类，抗菌肽等多肽类药物，搅拌罐式反5.膜反应器（连续式）6.2.pH的确定及其调控3.调控6. 2.防止酶的变性失活3. 2.用酶进行疾病的预防和治疗3.生产方面的应用。
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第一章绪论1、酶(rnzyme)的定义：酶是由活细胞产生的，在细胞内、外一定条件下都能起催化作用的，具有高效率和高度专一性的一类生物大分子。
2、酶工程Enzyme Engineering：酶工程酶学基本原理与化学工程相结合而形成的一门新的技术科学，研究酶制剂大规模生产及应用所涉及的理论与技术方法。
3、酶的化学组成1.单成分酶（单纯蛋白质/简单蛋白质）2.双成分酶（结合蛋白质）(1)蛋白质部分（酶蛋白）稳定辅因子(2)非蛋白质部分（辅因子）起催化作用小分子有机化合物金属离子全酶=酶蛋白+辅因子4、酶活性中心示意图（催化中心/催化活性中心）：酶的催化活性集中的区域与底物结合的结合中心：决定了酶的专一性促进底物发生化学变化的催化中心：决定了酶催化反应的性质5、酶的活性中心构成酶分子中的氨基酸残基辅酶或辅助因子或它们的部分结构6、酶的存在类别单体酶、寡聚酶、多酶复合体、多酶融合体1、单体酶：一条肽链组成单体酶，分子量通常在35 kDa以下，不含四级结构。
单体的种类很少，一般多是催化水解反应的酶，绝大多数单体酶只表现一种酶活性2、寡聚酶：两个或两个以上亚基组成寡聚酶，构成寡聚酶的亚基可以是相同的，也可以是不同的，亚基与亚基之间一般是以非共价键、对称的形式排列，分子量一般高于30 kDa，含四级结构，相当数量的寡聚酶是调节酶，其活性可受各种形式的灵活调节，在调节控制代谢过程中起着非常重要的作用。
3、多酶复合体：两个或两个以上的酶靠共价键连接形成多酶复合体，一个酶催化一个反应，所有反应依次连接，构成一个代谢途径或代谢途径的一部分，由于这一连串反应是在一高度有序的多酶复合体内完成，反应效率非常高。
7、酶催化作用的特点（酶的生物催化特）：专一性强、催化效率高、作用条件温和、酶的催化活性受到调节和控制。
8、酶原：在细胞内合成完毕后并不表现出催化活性一些酶称为酶原。
酶原需要激活才能成为有催化活性的酶。
通过去掉分子中的部分肽链段，引起酶分子空间结构的变化，从而形成或暴露出催化活性中心。
9、影响酶催化作用的因素：底物浓度、酶浓度、温度、pH、激活剂浓度、抑制剂浓度等。
（个人认为：以上因素皆是调节酶的活性、酶量来控制代谢速度，以满足生命的各种需要和适应环境的变化）。
详细见书：P610、抑制剂的影响（简答）能够使酶的催化活性降低或者丧失的物质称为酶的抑制剂。
根据可逆性抑制作用的机制不同，酶的可逆性抑制作用可以分为：竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制。
1、竞争性抑制（competitive inhibition）是指抑制剂和底物竞争与酶分子结合而引起的抑制作用。
竞争性抑制剂与酶作用的底物结构相似，它与酶分子结合以后底物分子就不能与酶分子结合，从而对酶的催化起到抑制作用。
随着底物浓度增加，酶的抑制作用减弱。
特点：酶催化反应的最大反应速率Vm不变，而米氏常数Km增大。
2、非竞争性抑制剂（noncompetitive inhibition)是指抑制剂与底物分别与酶分子上的不同位点结合，而引起的酶活性降低的抑制作用。
由于非竞争性抑制剂是与酶的活性中心以外的位点结合，所以抑制剂的分子结构可能与底物分子的结构毫不相关，增加底物浓度也不能使非竞争性抑制作用逆转。
特点：酶催化反应的最大反应速率Vm减小，而米氏常数Km不变3、反竞争性抑制剂（uncompetitive inhibition)：在底物与酶分子结合生成中间复合物后，抑制剂再与中间复合物结合而引起的抑制作用。
反竞争性抑制剂不能与未结和底物的酶分子结合，只有当底物与酶分子结合以后，由于底物的结合引起酶分子结构的某些变化，使抑制剂的结合部位展露出来，抑制剂才能结合并产生抑制作用。
所以亦不能通过增加底物浓度使反竞争性抑制作用逆转。
特点：酶催化反应的最大反应速率Vm减小，米氏常数Km减小。
11、蛋白酶类（proteozyme）六大分类：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、连接酶（或合成酶）12、酶活力测定（暂时未看，后期看书和PPT）第二章微生物发酵产酶1、酶的发酵生产：经过预先设计，通过人工操作，利用微生物细胞的生命活动获得所需酶的技术过程称为酶的发酵生产。
2、对产酶微生物的要求：（产酶微生物的特点）（1）产酶量高；（2）易培养和管理；（3）产酶性能稳定；（4）利于酶产品的分离纯化；（5）安全可靠、无毒性等。
3、酶发酵生产的类型（类型+定义）根据微生物培养方式不同，分为四种1、固体培养发酵：主要适于各种霉菌的发酵产酶培养基以麸皮、米糠等为主要原料，经灭菌、冷却后，接入产酶菌株，在一定条件下发酵，以获得所需的酶。
2、液体深层发酵（目前酶发酵生产的主要方式）液体培养基，经灭菌、冷却后，接入产酶细胞，在一定条件下发酵。
3、固定化细胞发酵将细胞固定在载体上后，进行发酵生产。
4、固定化原生质体发酵4、原生质体（可能名解）：是指除去了细胞壁的微生物细胞或植物细胞。
5、愈伤组织（可能名解）：6、按酶生物合成的速度，把细胞中合成的酶分为两类：组成酶、诱导酶（调节型酶/适应型酶）1、组成酶—恒定（速度、浓度）在细胞中的量比较恒定，环境因素对其合成速率影响不大。
2、诱导酶—在外界环境因素诱导下合成速度急增，酶浓度成百上千倍增加7、IPTG诱导合成的原理：8、酶生物合成的调节定义：通过调节酶合成的量来控制微生物代谢速度的调节机制，主要是在基因转录水平上进行的。
转录水平的调节又称基因的调节。
意义：通过阻止酶的过量合成，节约生物合成的原料和能量。
9、与生物合成相关的四个基因：调节基因Regulator gene ；启动基因Promoter gene ；操纵基因Operator gene；操纵子结构基因Structural gene ；1、调节基因(R)：可产生一种变构蛋白（阻遏蛋白），通过与效应物(effector)（包括诱导物和辅阻遏物）的特异结合而发生变构作用，从而改变它与操纵基因的结合力。
调节基因常位于调控区的上游。
作用机理见P312、启动基因（P）（启动子）：决定酶的合成能否开始启动基因由两个位点组成：（1）RNA聚合酶的结合位点（2）cAMP-CAP的结合位点。
CAP：分解代谢物活化剂蛋白，又称环腺苷酸受体蛋白(cAMP receptor protein，CRP）。
3、操纵基因（Operater gene）:位于启动基因和结构基因之间的一段碱基顺序，能特异性地与调节基因产生的变构蛋白结合，操纵酶合成的时机与速度。
4、结构基因（Structural gene）:决定某一多肽的DNA模板，与多肽链有各自的对应关系，其中的遗传信息可转录为mRNA，再翻译为蛋白质。
10、酶合成的基因调控类型：诱导和阻遏原核生物中，操纵子有两种类型：诱导型操纵子（inducide operon ）、阻遏型操纵子（repressible operon) 转录水平的调节主要有3种模式：1、酶合成的诱导作用加进某些物质，使酶的生物合成开始或加速进行的现象，称为诱导作用。
诱导物一般是酶催化作用的底物或其底物类似物。
2、酶合成的阻遏（1）终产物阻遏（又称反馈阻遏作用）指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。
（2）分解代谢物阻遏是指某些物质（主要是指葡萄糖和其他容易利用的碳源等）经过分解代谢产生的物质阻遏其他酶（主要是诱导酶）合成的现象。
分解代谢物阻遏产生作用的原因：碳源消耗产能储存于ATP ，A TP 增加导致AMP 减少，cAMP 通过磷酸二酯酶的水解生成AMP ，同时腺苷酸环化酶的活化受到抑制使cAMP 的生成受阻（去路增多，生成受阻），细胞内cAMP 浓度降低，导致cAMP-CAP 的复合物浓度降低。
启动基因没有足够的cAMP-CAP 的复合物结合，RNA 聚合酶也就无法结合到其在启动基因的相应位点上，转录无法进行，酶的生物合成受到阻遏。
11、酶生物合成的模式1、微生物生长曲线：微生物细胞在一定条件下培养生长， 其生长过程一般经历调整期、生长期、平衡期和衰退期等4个阶段2、 通过分析比较细胞生长与酶产生的关系, 可以把酶的生物合成的模式分为4种类型： （1）同步合成型（2）延续合成型（3）中期合成型（4）滞后合成型1、同步合成型酶的生物合成与细胞的生长同步进行，又称生长偶联型。
大部分组成酶和部分诱导酶的生物合成属于同步合成型。
特点：（1）发酵开始，细胞生长，酶也开始合成，说明不受分解代谢物和终产物阻遏。
（2）生长至平衡期后，酶浓度不再增长，说明mRNA 很不稳定。
2、延续合成型酶的合成伴随着细胞生长而开始，但在细胞进入平衡期后，酶还可以延续合成较长的一段时间。
时间(h) 浓度 细胞浓度酶浓度特点：（1）该类酶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、中期合成型酶的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后，酶的合成也停止。
特点：（1）该类酶的合成受分解代谢物阻遏。
（2）该酶对应的mRNA 不稳定4、滞后合成型 只有当细胞生长一段时间或者进入平衡期以后，酶才开始合成并大量积累。
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（阻遏物被细胞用完），酶才大量合成。
（2）该酶对应的mRNA 稳定性高。
浓度酶浓度细胞浓度 时间(h) 时间(h)浓度 酶浓度 细胞浓度 时间(h) 浓度 酶浓度 细胞浓度酶生物合成与生长关联式比较小结：影响酶生物合成模式的主要因素：培养基中阻遏物的存在和mRNA的稳定性。
（1）不受培养基中某种物质阻遏时，可随着细胞生长而开始合成；受阻遏的酶，要在细胞生长一段时间或进入平衡期后，解除阻遏，酶才开始合成。
（2）（2）mRNA稳定性高的，可在细胞停止生长后继续合成其对应的酶；稳定性差的，随着细胞生长停止而终止酶的合成。
选择与改造选择：在酶的工业生产中，为了提高酶产率和缩短发酵周期，最理想的合成模式是延续合成型。
改造非理想模式：在细胞选育上下功夫，并适当调节工艺条件：（1）同步合成型：适当降低发酵温度，尽量提高酶所对应的mRNA的稳定性。
（2）中期合成型：要从解除阻遏和提高mRNA的稳定性两方面进行努力（3）滞后合成型在发酵过程中，设法降低阻遏物的浓度，要尽量减少甚至解除分解代谢物阻遏，使酶的合成提早开始。
1、解除终产物阻遏的方法降低培养基中酶作用产物的浓度；添加终产物的类似物。
2、解除分解代谢产物阻遏的方法控制培养基中葡萄糖等容易利用的碳源浓度，可采用其他较难利用的碳源（如淀粉等），或采用补料，分次流加碳源等方法，以控制碳源浓度在较低的水平，以利于酶产量的提高；添加一定量的环腺苷酸（cAMP），可以解除分解代谢物阻遏作用。
12、用于酶发酵生产的微生物必需具备的条件：（1）酶的产量高（2）容易培养和管理（3）产酶稳定性好（4）利于酶的分离纯化（5）安全可靠13、酶发酵的基本流程1、筛选：由自然界采集样品，如土壤、水、动植物体等，从中进行分离筛选。