酶工程作业
酶工程作业题
生物催化在药品合成领域中应用作者王曼竹单位武汉工程大学生物工程02摘要: 生物催化与生物转化是人类赖以生存生态系统将太阳辐射巨大能量加以固化与储存有效手段, 是地球上一切生物质循环转化本质特征, 也是人类从石油文明向“低碳经济”过渡最好路径。
药用化合物通常是与人体内酶、蛋白质或其她功效性生物大分子发生特异性相互作用活性小分子。
生物转化在手性药品和天然药品合成中较传统化学合成和天然提取方法含有显著优势。
关键词:生物催化; 生物转化; 手性化合物; 天然药品Biotransformation and Its Application in the Pharmaceutical SynthesisWANG Man-ZhuAbstract: Biocatalysis and Biotransformation human survival ecosystem of the tremendous energy of solar radiation to be an effective means of curing and storage, all biomass cycle into the essential characteristics of the earth, is also a human from the oil civilization to the low-carbon economy the best way to transition. The pharmaceutically acceptable compounds are generally with the body of the enzyme, protein or other functional biological macromolecules active small molecule specific interaction occurs. Biotransformation in the synthesis of chiral drugs and natural drugs compared with traditional chemical synthesis and natural extraction method has obvious advantagesKeywords : Biocatalysis; Biotransformation; Chiral compounds; Natural medicine;生物催化是指利用酶或细胞作为催化剂来完成化学反应过程, 又称为生物转化。
酶工程作业
1.天然酶一般总是处于最佳构象状态吗？举例说明。
答：胰蛋白酶酶原，用肠激酶或胰蛋白酶进行修饰，切除一个六肽，从而显示胰蛋白酶的催化功能。
天冬氨酸酶经过胰蛋白酶修饰，从C末端切除10多个氨基酸残基的肽段，可以使天冬氨酸酶的活力提高5.5倍。
这说明天然酶并不总是处于最佳构象状态。
A.天然酶的活性维持存在缺陷；（如：异体蛋白的抗原性、易受蛋白酶水解、抑制剂抑制、活性半衰期短）B.天然酶的使用性能存在缺陷；（如：酶蛋白抗酸、碱、有机溶剂变性及抗热失活能力差，容易受产物抑制）C.天然酶的应用存在潜力。
（如：通过酶的分子改造可提高酶的稳定性、解除酶的抗原性、改变酶学性质(最适pH、最适温度、Km值、催化活性和专一性等)、扩大酶的应用范围）2.对酶分子主链进行切断修饰之后，可能会出现哪些情况？答：A.主链切断后，酶活性中心遭到破坏、酶失活。
这种修饰主要用于探测酶活性中心的位置。
B.主链切断后，仍可保持酶活性中心的构象，酶的催化功能可以保持不变或损失不多，同时酶的抗原性降低或消失。
C.有些酶蛋白具有抗原性。
酶的抗原性与其分子大小有关，大分子的外源蛋白往往有较强的抗原性，而小分子蛋白或肽段的抗原性较低或无抗原性。
3.酶分子侧链基团一般包括哪些基团，侧链基团修饰的目的意义？答：酶蛋白的侧链基团是指组成蛋白质的氨基酸残基上的功能团。
主要包括氨基、羧基、巯基、胍基、酚基等。
这些基团可以形成各种副键，对酶蛋白空间结构的形成和稳定有重要作用。
凡能使蛋白质侧链上的氨基发生改变的化合物，称为氨基修饰剂，主要有亚硝酸、二硝基氟苯、醋酸酐、琥珀酸酐、二硫化碳、乙亚胺甲酯。
O—甲基异脲、顺丁烯二酸酐等。
氨基修饰剂可以使侧链氨基发生脱氨基作用，或者与氨基共价结合将氨基屏蔽起来常用的羧基修饰剂有：碳二亚胺、乙醇—盐酸试剂、异恶唑盐等。
其中水溶性的碳二亚胺类特定的修饰酶的羧基已成为最普遍的标准方法，它在比较温和的条件下就可以进行。
蛋白质分子中精氨酸残基的侧链是胍基。
酶工程习题及答案
酶工程试题(A)一名词解释（每题3分，共计30分）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：利用离子交换剂作为载体这些载体在一定条件下带有一定的电荷，当带相反电荷的分子通过时，由于静电引力就会被载体吸附，这种分离方法叫离子交换层析。
7.固定化酶：通过物理的或化学的方法，将酶束缚于水不溶的载体上，或将酶束缚于一定的空间内，限制酶分子的自由流动，但能使酶发挥催化作用的酶8.修饰酶：在体外用一定的化学方法将酶和一些试剂进行共价连接后而形成的酶9.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10模拟酶：利用有机化学合成的方法合成的比酶结构简单的具有催化作用的非蛋白质分子叫模拟酶。
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，一是酶分子结构，二是反应条件。
2.求Km最常用的方法是双倒数作图法。
3.多底物酶促反应的动力学机制可分为两大类，一类是序列机制，另一类是乒乓机制。
4.可逆抑制作用可分为竞争性，反竞争性，非竞争性，混合性；5.对生产酶的菌种来说，我们必须要考虑的条件有，一是看它是不是致病菌，二是能够利用廉价原料，发酵周期短，产酶量高，三是菌种不易退化，四是最好选用能产生胞外酶的菌种，有利于酶的分离纯化，回收率高。
6.酶活力的测定方法可用终止反应法和连续反应法。
7.酶制剂有四种类型即液体酶制剂，固体酶制剂，纯酶制剂和固定化酶制剂。
《酶工程》 课后习题答案
① 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技术，是工业上有目的地设计一定的反应器和反应条件，利用酶的催化功能，在常温常压下催化化学反应，生产人类所需产品或者服务于其它目的地一门应用技术。
② 比活力：指在特定条件下，单位质量的蛋白质或者 RNA 所拥有的酶活力单位数。
③ 酶活力：也称为酶活性，是指酶催化某一化学反应的能力。
其大小可用在一定条件下，酶催化某一化学反应的速度来表示，酶催化反应速度愈大，酶活力愈高。
④ 酶活国际单位 : 1961 年国际酶学会议规定：在特定条件(25℃，其它为最适条件 )下，每分钟内能转化1 μmol 底物或者催化1 μmol 产物形成所需要的酶量为 1 个酶活力单位，即为国际单位(IU)。
⑤ 酶反应动力学:指主要研究酶反应速度规律及各种因素对酶反应速度影响的科学。
酶的研究简史如下：(1)不清晰的应用：酿酒、造酱、制饴、治病等。
(2)酶学的产生： 1777 年，意大利物理学家 Spallanzani 的山鹰实验； 1822 年，美国外科医生 Beaumont 研究食物在胃里的消化； 19 世纪 30 年代，德国科学家施旺获得胃蛋白酶。
1684 年，比利时医生Helment 提出 ferment—引起酿酒过程中物质变化的因素(酵素)；1833 年，法国化学家 Payen 和Person 用酒精处理麦芽抽提液，得到淀粉酶； 1878 年，德国科学家 K hne 提出 enzyme—从活生物体中分离得到的酶，意思是“在酵母中”(希腊文)。
(3)酶学的迅速发展(理论研究)： 1926 年,美国康乃尔大学的”独臂学者”萨姆纳博士从刀豆中提取出脲酶结晶，并证明具有蛋白质的性质;1930 年，美国的生物化学家 Northrop 分离得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶结晶，确立了酶的化学本质。
I.酶工程发展如下：①1894 年，日本的高峰让吉用米曲霉制备淀粉酶，酶技术走向商业化：②1908 年，德国的Rohm 用动物胰脏制得胰蛋白酶，皮革软化及洗涤；③1911 年， Wallerstein 从木瓜中获得木瓜蛋白酶，用于啤酒的澄清；④1949 年，用微生物液体深层培养法进行－淀粉酶的发酵生产，揭开了近代酶工业的序幕；⑤1960 年，法国科学家 Jacob 和 Monod 提出的控制子学说，阐明了酶生物合成的调节机制，通过酶的诱导和解除阻遏，可显著提高酶的产量；⑥1971 年各国科学家开始使用“酶工程”这一位词。
(完整版)酶工程习题及答案
酶工程试题(A)一名词解释（每题3分，共计30分）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：利用离子交换剂作为载体这些载体在一定条件下带有一定的电荷，当带相反电荷的分子通过时，由于静电引力就会被载体吸附，这种分离方法叫离子交换层析。
7.固定化酶：通过物理的或化学的方法，将酶束缚于水不溶的载体上，或将酶束缚于一定的空间内，限制酶分子的自由流动，但能使酶发挥催化作用的酶8.修饰酶：在体外用一定的化学方法将酶和一些试剂进行共价连接后而形成的酶9.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10模拟酶：利用有机化学合成的方法合成的比酶结构简单的具有催化作用的非蛋白质分子叫模拟酶。
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，一是酶分子结构，二是反应条件。
2.求Km最常用的方法是双倒数作图法。
3.多底物酶促反应的动力学机制可分为两大类，一类是序列机制，另一类是乒乓机制。
4.可逆抑制作用可分为竞争性，反竞争性，非竞争性，混合性；5.对生产酶的菌种来说，我们必须要考虑的条件有，一是看它是不是致病菌，二是能够利用廉价原料，发酵周期短，产酶量高，三是菌种不易退化，四是最好选用能产生胞外酶的菌种，有利于酶的分离纯化，回收率高。
6.酶活力的测定方法可用终止反应法和连续反应法。
7.酶制剂有四种类型即液体酶制剂，固体酶制剂，纯酶制剂和固定化酶制剂。
酶工程总结作业
酶工程学习总结及领悟这一学期我学习了《酶工程》,了解了各种酶的性质及其在食品工业中的特殊作用,揭开了酶学的本质,让我受益匪浅。
酶工程是将酶学理论与化工技术相结合,研究酶的生产和应用的一门新的技术性学科.包括酶制剂的制备,酶的固定化,酶的修饰与改造及酶反应器等方面内容.,酶分离纯化技术的更新,酶制剂的研究得到不断推进并实现了商业化生产,已开发出多种类型的酶制剂.由于天然酶制剂稳定性较差,使用效率低等特点,人们发展了酶的固定化技术在并在此基础上发展了多酶体系的固定化技术和细胞的固定化技术。
因为我的专业是食品科学与工程,所以我简单的说一下酶在食品工业中作用。
其最大的用途是淀粉加工，其次是乳品加工、果汁加工、酶工程烘烤食品及啤酒发酵。
与之有关的各种酶如淀粉酶、葡萄糖异构酶、乳糖酶、凝乳酶、蛋白酶等占酶制剂市场的一半以上。
目前，帮助和促进食物消化的酶成为食品市场发展的主要方向，包括促进蛋白质消化的酶（菠萝蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶等），促进纤维素消化的酶（纤维素酶、聚糖酶等），促进乳糖消化的酶（乳糖酶）和促进脂肪消化的酶（脂肪酶、酯酶）等.《酶工程》这一本课程主要给我们从简单到复杂的介绍了酶这一物质,首先简单的讲述了酶工程的基础,接着通过酶的发酵工程(以微生物产酶为核心对象,介绍微生物产酶的代谢机制、发酵工艺和发酵动力学)引出了酶的分离工程(介绍酶的提取纯化系列单元操作方法原理),最后给我们介绍了酶的修饰改造。
其中重要的几种酶有生物化学酶,有固定化酶、化学酶、生物酶、非水相酶等。
食品在加工、运输和保藏过程中，因受到氧、微生物、温度、湿度、光线等因素的影响，使它的色、香味及营养发生变化，甚至导致变质降低食用价值。
因此，如何尽可能地保留食品原有的品质特性始终是食品加工、运输和贮存过程中的一个重要问题。
所以通过生物酶制剂的应用,可以解决这些问题。
比如酶制剂保鲜,酶制剂保鲜技术是利用酶的催化作用，防止或消除外界因素对食品的不良影响，从而保持食品原有的品质与特性的技术。
酶工程习题参考答案
第五章酶工程习题答案一、填空题1.决定酶催化活性的因素有两个方面，一是酶分子结构，二是反应条件。
2. Km是米氏常数。
它与酶的种类和反应条件有关。
3..对生产酶的菌种来说，我们必须要考虑的条件有，一是看它是不是致病菌，二是能够利用廉价原料，发酵周期短，产酶量高，三是菌种不易退化，四是最好选用能产生胞外酶的菌种，有利于酶的分离纯化，回收率高。
4.酶制剂有四种类型即液体酶制剂固体酶制剂纯酶制剂固定化酶制剂5.通常酶的固定化方法有吸附法，共价键结合法，交联法，包埋法。
6. 酶分子的体外化学修饰又可分为酶的表面修饰和内部修饰。
经化学修饰的酶热稳定性有较大提高，这是因为修饰剂的多个功能基团与酶分子上的的多个基团（如氨基、羧基、咪唑基等）相互交联，增加了酶分子构象的稳定性。
7. 生物酶工程主要包括三个方面：基因工程方法大量生产酶（克隆酶）；对酶基因修饰产生遗传修饰酶（突变酶）；设计新的酶基因，合成新的酶。
二、问答题1．解释下列名词：核酶：具有催化功能的RNA，包括剪切型核酶和剪接型核酶两类。
克隆酶：通过基因工程手段，克隆各种天然的蛋白质或酶基因，并将其与适当的调节信号连接，再通过一定的载体（质粒）导入能够大量繁殖的微生物体内，使之高效表达。
突变酶：利用有控制地对天然酶基因进行剪切、修饰或突变，从而改变这些酶的催化特性、底物专一性或辅酶专一性，使之更加符合人们的需要。
进化酶：创造特殊的进化条件，模拟自然进化机制（随即突变、基因重组和自然选择），在体外改造酶基因，并定向选择（或筛选）出所需性质的突变酶。
人工酶：又称模拟酶或酶模型，指利用有机化学、生物化学等方法设计和合成一些较天然酶简单的非蛋白质分子或蛋白质分子，以这些分子作为模型来模拟酶对其作用底物的结合和催化过程。
固定化酶：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。
细胞固定化技术：将细胞限制或定位于特定空间位置的技术称为细胞固定化技术。
酶工程练习题及部分答案汇总
5、 1961 年，国际酶委会规定的酶活力单位为：在特定的条件下（25oC ， PH 及底物浓度为酶工程练习题是非题（每题 1分，共 10 分）1960年，查柯柏（Jacob ）和莫洛德（Mo nod ）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、 基因。
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、 酶活力是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。
（ ）4、 液体深层发酵是目前酶发酵生产的主要方式。
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。
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， 于其孔径的颗粒截留。
（ ）6、 而把大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。
9、 a-淀粉酶在一定条件下可使淀粉液化，但不称为糊精化酶。
10、 酶法产生饴糖使用 a-淀粉酶和葡萄糖异构酶协同作用。
11、共价结合法既可以用于酶的固定化又可以用于微生物细胞的固定化。
(X)12、在用 PEG 做酶分子修饰剂时，为了避免多蛋白聚集，较少产物不均一性， 基PEG （ mPEG ）进行修饰。
多用单甲氧(V)13、恒流搅拌罐反应器（CSTR ）能使内含物充分混合，对催化剂的牢固性不高，故而可以使用于大部分固定化酶的生产。
X)14、流化床反应器具有固体、流体混合好的优点，应用前景广泛，但目前仅有很少的固定化酶细胞工艺用流化床反应器。
（V填空题（每空 1 分，共 28 分）日本称为 “酵素 ”的东西，中文称为 ___ 于 1878 年首先使用的。
其实它存在于生物体的1、,英文则为_______ 与 ,是库尼（ Kuhne ）2、 1926年，萨姆纳（Sumner ）首先制得 __________他因这一杰出贡献，获 1947 年度诺贝尔化学奖。
酶工程作业
1酶工程的概念？其主要研究内容和任务有哪些？概念：酶的生产与应用的技术过程称为酶工程。
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、酶分子的修饰、酶，细胞和原生质体固定化、酶的非水相催化、酶反应器和酶的应用。
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2.什么是核酸酶类？其发现有何重要意义？定义：主要由核糖核酸组成——核酸类酶（R酶）意义：它的发现，改变了有关酶的概念，被认为是最近20年来生物科学领域最令人鼓舞的发现之一。
影响酶的催化作用的因素简述酶活力单位的概念和酶活力的测定方法？概念：在最适条件（温度25℃）下，每分钟内催化1微摩尔（μmol）底物转化为产物所需的酶量为1个酶活力单位，即IU=1μmol /min。
测定方法：化学测定法、光学测定法、气体测定法试述酶工程的发展概况与前景？发展概况：1894年，日本的高峰让吉用米曲霉制备得到淀粉酶，开创了酶技术走向商业化的先例。
1908年，德国的Rohm用动物胰脏制得胰蛋白酶，用于皮革的软化及洗涤。
1908年，法国的Boidin制备得到细菌淀粉酶，用于纺织品的褪浆。
1911年，Warlerstein从木瓜中获得木瓜蛋白酶，用于啤酒的澄清。
1949年，用微生物液体深层培养法进行 －淀粉酶的发酵生产，揭开了近代酶工业的序幕。
1960年，法国科学家Jacob和Monod提出的操纵子学说，阐明了酶生物合成的调节机制，通过酶的诱导和解除阻遏，可显著提高酶的产量。
20世纪80年代迅速发展起来的动、植物细胞培养技术，继微生物发酵生产酶之后，已成为酶生产的又一种途径。
前景：经过100多年的发展，酶工程已经成为生物工程的主要内容，在世界科技和经济的发展中起着重要作用。
今后将以更快的速度向纵深发展，显出广阔而诱人的前景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。
酶工程期末考试题及答案
酶工程期末考试题及答案酶工程是一门新兴的交叉学科，涉及化学、生物学、工程学等多个学科领域。
作为一名酶工程学生，期末考试对于我们来说是一项非常重要的考验。
下面我将介绍一些可能出现在酶工程期末考试中的题目和答案。
一、选择题1. 以下哪项不是酶的分类方式？A. 酸性酶B. 超微生物酶C. 细胞外酶D. 工业用酶正确答案：B2. 下面哪些因素不会影响酶催化反应的速率？A. 酶浓度B. 底物浓度C. 温度D. pH值正确答案：B3. 下面哪种酶是蛋白酶的前体？A. 胰岛素B. 胃蛋白酶原C. 胰蛋白酶原D. 胰激肽原正确答案：C二、填空题1. 酶活性受环境影响，会在 pH 为_____，温度为_____的情况下达到最大值。
正确答案： 7-8, 35-40℃2. 酶切割谷氨酰胺和精氨酰胺的酶是_____。
正确答案：转铁蛋白酶3. 醛缩酶是一种能催化_____和_____之间的反应的酶。
正确答案：醛类, 氨基酸三、简答题1. 什么是酶反应速率？如何计算酶反应速率？酶反应速率是指酶催化底物转化为产物的速率。
计算酶反应速率需要知道在单位时间内底物转化为产物的数量。
2. 什么是酶的底物？酶的底物是指酶催化反应过程中所作用的物质，它通常是一种分子，可以被酶催化转化为产物。
3. 请简述酶的工业应用。
酶广泛应用于食品、药品、环保等众多领域，例如在面包、啤酒、酪制品等食品加工过程中，酶用于改善产品的口感和品质。
在制药领域，酶可以被用作药物合成的催化剂。
在环保方面，酶可以被用来降解有害化学物质，以保护我们的环境。
以上是一些可能出现在酶工程期末考试中的题目和答案。
希望这些内容能够对你的学习有所帮助，也希望大家在考试中能够取得优异的成绩！。
酶工程学习通课后习题
酶工程学习通课后习题第一次作业一、填空题1、日本称为“酵素”的东西，中文称为（），英文则为（），是库尼（）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（）首先制得脲酶结晶，并指出酶的本质是（）。
他因这一杰出贡献，获1947年度诺贝尔化学奖。
二、判断题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。
（）三、简答题1酶工程主要涉及哪些方面的研究和运用。
2、酶有哪些催化特性？第二次作业一、单选题1、酶促反应降低反应的活化能的能量来源是（）。
A、酶与底物结合能B、底物形变能C、酶分子构象变化释放的能量D、底物化学键断裂释放的化学能2、在米氏方程的双倒数作图中，酶对底物的米氏常数是双倒数直线的（）。
A、纵轴截距的倒数B、斜率C、横轴截距绝对值的倒数D、横轴截距的绝对值二、填空题1、1961年，国际酶委会规定的酶活力单位为：在特定的条件下（）每（）内，催化（）的底物转化为产物的酶量为一个国际单位，即1IU。
2、求Km最常用的方法是（）。
3、可逆抑制作用可分为（）、（）、（）和混合性抑制。
4、Km值增加，其抑制剂属于（）抑制剂，Km不变，其抑制剂属于（）抑制剂，Km减小，其抑制剂属于（）抑制剂。
三、判断题1、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。
（）2、酶反应速度随底物浓度的提高而逐渐增大。
（）3、酶活性部位的氨基酸残基在一级结构上可能相距很远，甚至在不同的肽链上，通过肽链的折叠、盘绕而在空间结构上相互靠近。
（）四、简答题1、酶的变性与酶的失活2、简述核酶的主要类型。
3、影响酶催化的主要因素。
五.名词解释1、Kcat2、Km六、计算题1、下面是某人对酶测定的一些数据，据此求出该酶的最大反应速度和米氏常数（双倒数作图法）。
1.0 10-2 140第三次作业一、单选题1、在米氏方程的双倒数作图中，酶对底物的米氏常数是双倒数直线的（）。
(0591)《酶工程》网上作业题及答案
（0591）《酶工程》网上作业题及答案1：第一次作业2：第二次作业3：第三次作业4：第四次作业5：第五次作业6：第六次作业1：[论述题]1．专一性不可逆抑制作用如何分类？其特点是什么？2. 什么是生物反应器？什么是酶反应器?3. 生物反应器的特点是什么?4.酶反应器有哪些主要类型？5.试述酶在医学中的主要用途。
参考答案：1．专一性不可逆抑制作用如何分类？其特点是什么？专一性不可逆抑制作用可分为Ks型（底物型）和Kcat型（催化型）两大类。
Ks型不可逆抑制剂：这类抑制剂是根据底物的化学结构而设计的，具有和底物类似的结构，可以和相应的酶相结合，同时，还带有一个活泼的化学基团，可以和酶分子中的必需基团起反应，对后者进行化学修饰，从而抑制酶的活性。
此种抑制剂是利用其对酶的亲和力而对酶进行修饰标记的，所以，又称亲和标记试剂。
这类活泼基团既能修饰酶活性中心的必需基团，也能修饰酶分子其它部位的同一类基团，因此，专一性是有一定限度的。
Kcat型不可逆抑制剂（自杀底物）：Kcat型抑制剂不但具有与天然底物相类似的结构，而且本身也是酶的底物，可被酶催化而发生类似于底物的变化。
但该类抑制剂还具有一种潜伏性的反应基团，这种基团可因酶的催化而暴露或活化，作用于酶的活性中心或辅基，使酶被共价修饰而失活。
简言之，底物需经过酶催化之后，才能形成酶的不可逆抑制剂。
因此，称之为“自杀性底物”（suicde xubstrates）。
2．什么是生物反应器？什么是酶反应器?生物反应器就是为适应生物反应（或称生化反应）的特点而设计的反应设备，而所谓生物反应或生化反应即是由各种不同的、或一系列的生物氧化剂──酶在各种不同条件下催化的一个或一系列的反应，从本质上说都是酶反应。
由于生物反应就是各种类型的酶反应，故生物反应器实质上也就是酶反应器。
3．生物反应器的特点是什么？（1）生物反应与一般化学反应的不同主要在于其反应皆系由生物催化剂──酶来催化的。
酶工程作业
1．酶生物合成的模式有哪几种，每种模式的概念是什么，各有何特点？答：4种模式：同步合成型，延续合成型，中期合成型，滞后合成型。
1）同步合成型：酶的生物合成与细胞生长同步进行，又称生长偶联型。
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）中期合成型：酶的合成在细胞生长一段时间以后才开始，而进入细胞平衡期后，酶的合成也终止。
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。
3）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。
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。
4)滞后合成型：只有当细胞生长进入平衡期后，酶才开始合成。
又称非生长偶联型。
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．分离纯化酶的原则是什么？分离纯化中防止酶变性失效的方法有哪些？(这题不太会，谁会的，能发个答案给我吗？)答：1)酶纯化一般在低温条件下进行（0～4℃），2) 各种溶液应该用缓冲液，pH应调到使酶最稳定的pH。
3) 各种溶液中还可以加入酶保护剂。
3．叙述大分子结合修饰(共价)的过程。
答：1.修饰剂的选择（水溶性大分子）2.修饰剂的活化（修饰剂的水溶性大分子含有的初始基团不能直接与酶分子进行结合反应，需经过活化处理才能与酶分子的侧链基团反应）3.修饰（将带有活化基团的大分子修饰剂与经过分离纯化的酶液以一定的比例混合，在一定的温度、PH值等条件下反应，使修饰剂的活化基团与酶分子的某侧链基团以共价键结合。
）4.分离（需要通过凝胶层析等方法进行分离，将具有不同修饰度的酶分子分开，从中获得具有较好修饰效果的修饰酶。
）4．叙述海藻酸钙凝胶包埋法制备固定化细胞的过程及其特点。
酶工程作业
②抑制酶的自身降解。
③固定化部分阻挡了外界不利因素对酶
的侵袭。 如：氨基酰化酶， 70℃，15分钟，酶失去活性。 而固定化后， 70℃，15分钟，有>80%活性。
（三）酶的最适温度
最适温度与酶稳定性有关。
多数酶固定化后热稳定性上升，最适温 度也上升（有例外）。
（四）酶的最适pH
带负电荷载体 ：最适pH 向碱性偏移。
生物识别元件 (Biological recognition element) 是酶、抗原(体)、细胞器、组织切 片和微生物细胞等生物分子经固定化 后形成的一种膜结构，对被测定的物 质有选择性的分子识别能力。 换能器(Transducer)
将识别元件上进行的生化反应中消耗或生成 的化学物质，或产生的光或热等转换为电 信号，并呈现一定的比例关系。
3.污染微生物及病原菌的检测
通过免疫学方法，即获得相应的特异性抗原和抗体 进行分析和检测。 4.酶联免疫测定
(1)将适宜的酶与抗原或抗体结合在一起。制 成酶标抗体（或酶标抗原 ）； (2)将酶标抗体（或酶标抗原）与样品中的待 测抗原（或抗体）混合，通过免疫反应二者 即可特异性地结合在一起，形成酶－抗体－ 抗原复合物。通过酶催化反应的速度即可测 定复合物中酶的含量，进而测出样品中的待 测抗原（或抗体）的量。
酶工程作业
B11071019 赵满
一 固定化酶特性
影响酶催化活性的因素
1. 构象改变或立体屏蔽以及微扰
2. 分配效应和扩散限制效应
（一）酶的活性 ：
通常低于天然酶（有例外）。
（二）酶的稳定性 酶的耐热性、对变性剂、抑制剂、
蛋白酶的抵抗力增加。
可能的原因：ຫໍສະໝຸດ ①固定化增加了酶活性构象的牢固程度，
球球总结的-酶工程课后题作业
球球总结的-酶工程课后题作业1、什么是酶工程，其研究的内容有哪些？它是从应用的目的出发研究酶，是在一定生物反应装置中利用酶的催化性质将相应原料转化为有用物质的技术。
酶工程分为化学酶工程和生物酶工程。
前者指自然酶、化学修饰酶固定化酶及化学人工酶的研究和应用；后者则是酶学和基因重组技术为主的现代分子生物学技术相结合的产物，主要包括3个方面（1）用基因工程技术大量生产酶（克隆酶）（2）修饰酶基因差产生遗传修饰酶（突变酶）（3）设计新的酶基因合成自然界不曾有的新酶3、目前公认的酶的作用机制有哪些？研究酶动力学和酶的抑制作用对于了解酶的作用机制有何帮助？（1）酶的作用机制1、酶能降低反应物的活化能2、酶与底物首先形成一个不稳定的过渡态中间复合物3、酶的趋近和定向效应，构象变化效应、酸碱催化机制、共价催化和微环境效应5个方面影响酶的催化作用。
（2）酶促反应动力学是研究酶促反应的速率以及一个像比速率的各种因素。
酶促反应动力学的研究有着重要的理论意义和实践意义。
如在研究酶的结构和功能的关系以及酶的作用机制时，需要动力学提供实验依据；为了充分发挥酶催化反应的高效率，寻找最有力的反应条件；为了解酶在代谢中的作用和某些药物的作用机制等，都需要掌握酶促反应的规律。
4、什么是别构酶？它与普通酶的区别是什么？它是怎样调节酶活力的？能发生别构效应的酶称为别构酶。
别构酶通过别构效应，调节酶活力。
别构效应：当效应剂（底物、产物或其它效应物）与酶分子中的调解中心结合后，就诱导或稳定住酶分子的某些构象。
使酶的活性中心对底物的亲和力和催化能力受到影响，从而调节酶促反应的速度及代谢途径的进程。
别构效应也有正协同效应和负协同效应之分。
正协同效应：使得在一定配体浓度区间内，酶促反应速度对配体浓度变化极其敏感。
负协同效应：提供了一个配体浓度对酶促反应速度影响不敏感的区间。
（2）与普通酶的区别：○1其动力学不符合米氏方程，其活力得到代谢物的浓度的调节。
《酶工程》 学习任务单
《酶工程》学习任务单一、学习目标通过对酶工程的学习，能够掌握酶的基本概念、酶的催化作用机制、酶的生产与分离纯化技术、酶的固定化方法以及酶在工业、农业、医药等领域的应用。
了解酶工程的最新研究进展和发展趋势，培养运用酶工程知识解决实际问题的能力。
二、学习内容1、酶的基本知识（1）酶的定义、分类与命名（2）酶的化学组成与结构（3）酶的活性中心与催化机制2、酶的生产（1）微生物发酵产酶（2）动植物细胞培养产酶（3）酶的提取与分离纯化3、酶的固定化（1）固定化酶的定义与特点（2）固定化酶的方法（3）固定化酶的性质与应用4、酶的应用（1）酶在工业生产中的应用，如食品、纺织、造纸等行业（2）酶在农业中的应用，如生物农药、饲料添加剂等（3）酶在医药领域的应用，如疾病诊断、治疗药物等5、酶工程的研究进展与发展趋势（1）新型酶的发现与开发（2）酶工程技术的创新与改进（3）酶工程在可持续发展中的作用三、学习资料1、教材《酶工程》（第三版），郭勇主编，科学出版社2、参考书籍（1）《酶工程原理与技术》，罗贵民主编，化学工业出版社（2）《现代酶工程》，陈守文主编，高等教育出版社3、在线课程（1）中国大学 MOOC 平台上的相关课程（2）网易云课堂上的相关课程4、学术期刊（1）《生物工程学报》（2）《生物技术进展》四、学习方法1、课堂学习认真听讲，积极参与课堂讨论，做好笔记。
2、自主学习（1）阅读教材和参考书籍，加深对知识点的理解。
（2）观看在线课程，拓展知识面。
（3）查阅学术期刊，了解最新研究成果。
3、实验实践参加实验课程，亲自动手操作，掌握酶的生产、分离纯化和固定化等实验技能。
4、小组学习与同学组成学习小组，共同讨论问题，互相交流学习心得。
五、学习进度安排第一周：酶的基本知识1、阅读教材第一章，了解酶的定义、分类与命名。
2、学习酶的化学组成与结构，掌握酶的活性中心概念。
3、观看在线课程相关章节，加深对酶的基本知识的理解。
【西南●最新版】[0591]《酶工程》网上作业及课程考试复习资料（有答案）
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【西南●最新版】[0591]《酶工程》网上作业及课程考试复习资料（有答案）[0591]《酶工程》第一次作业[论述题]1.什么是催化剂？酶与其它非酶催化剂相比有何异同？2.酶在生物体内有何功能？3.试述酶作用的专一性机理。
参考答案：1．什么是催化剂？酶与其它非酶催化剂相比有何异同？简单地说，催化剂就是能加速化学反应的一类物质。
唯物辩证法认为外因是变化的条件，内因是变化的依据。
任何一个化学反应都具有方向、程度和速度三个问题，化学反应的方向和程度问题是反应的内在性质决定的；而反应进行的速度问题，则除了内在因素外，还取决于反应的外在条件。
催化剂对于化学反应来说，就是能够加速反应进行，但不能改变反应的性质即方向和程度（反应平衡点）的外在因素。
酶是一种催化剂，但是酶与其他的无机催化剂相比，具有下列特点：（1）酶具有非常高的催化效率；（2）酶的高度专一性；（3）温和的作用条件；（4）容易控制酶的反应；（5）酶的来源广泛。
2．酶在生物体内有何功能？在生物体内酶所催化的形形色色化学反应按生物功能可归纳为四大类。
（1）直接参与某种具体的生理功能。
例如生物膜上的Na-K-ATP 酶担负离子主动运转；神经稍上的乙酰胆碱脂酶促成神经冲动的传导；碳酸酐酶维持血液的正常酸碱平衡等。
（2）参与外来物质的转化、解毒等过程，起保卫作用。
例如二酚氧化酶，通过它们的作用可以解除酚类对生物的入侵；限制性核酸内切酶能降解外来的- 等。
DNA；超氧化物歧化酶能直接移除自由基O2（3）协同激素起生物调节放大作用。
腺苷酸环化酶就是起这种作用。
当外界化学信号特异的与细胞膜受体相应的调节部位结合，便可引起受体蛋白的变化，使潜在的活性部位变为有活性的活性部位，这叫做受体被激活，同时连锁地使相邻的腺苷酸环化酶也发生构象变化。
被激活的腺苷酸环化酶催化ATP，生成环化ATP，环化ATP作为第二信使激活蛋白激酶，从而引起细胞功能的一系列变化。
肝细胞内贮藏的糖原分解为葡萄糖的过程就是由腺苷酸环化酶协同肾上腺素引起生物调节放大作用的一个典型例子。
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第五章作业
班级：化学-生物交叉班
姓名：谢华勇
学号：2010214074
1．天然酶一般总是处于最佳构象状态吗？举例说明。
答：并不总是。
例如，天冬氨酸酶经过胰蛋白酶修饰，从C末端切除10多个氨基酸残基的肽段，可以使天冬氨酸酶的活力提高5.5倍。
2．对酶分子主链进行切断修饰之后，可能会出现哪些情况？
答：可能出现下列3种情况：
（1）主链切断后，酶活性中心遭到破坏、酶失活。
这种修饰主要用于探测酶活性中心的位置。
（2）主链切断后，仍可保持酶活性中心的构象，酶的催化功能可以保持不变或损失不多，同时酶的抗原性降低或消失。
（3）若主链的断裂有利于酶活性中心的形成，则在切断修饰之后，酶蛋白显示其催化功能或酶活力的提高。
3．酶分子侧链基团一般包括哪些基团，侧链基团修饰的目的意义？
答：酶蛋白的侧链基团是指组成蛋白质的氨基酸残基上的功能团。
主要包括氨基、羧基、巯基、胍基、酚基等。
这些基团可以形成各种副键，对酶蛋白空间结构的形成和稳定有重要作用。
侧链基团一旦改变将引起酶蛋白空间构象的改变，从而改变酶的特性和功能。
4．何谓分子结合修饰，有哪些方面的作用？
答：分子结合修饰分为共价修饰与非共价修饰。
非共价修饰：使用一些能与酶非共价地相互作用而又能有效地保护酶的一些添加物，如聚乙二醇、右旋糖苷等，它们既能通过氢键固定在酶分子表面，也能通过氢键有效地与外部水相连，从而保护酶的活力。
共价修饰：用可溶性大分子，如聚乙二醇、右旋糖苷、肝素等，通过共价键连接于酶分子的表面，形成一层覆盖层。
其作用如下：
（1）通过分子结合修饰可以提高酶活力：
（2）通过分子结合修饰，可以增加酶的稳定性
（3）通过修饰降低或消除酶蛋白的抗原性
5．何谓分子内交联修饰，有哪些方面的作用？
答：具有对称的“双头”试剂，可以在相隔较近的两个氨基酸残基之间搭桥，形成多肽链内的交联，而不引起蛋白质构象的重大改变，这种试剂称为双功能试剂。
如戊二醛、乙二胺、二氨基丁烷等。
双功能试剂分子两端功能基团的反应活性，可以在相隔较近的两个氨基酸残基之间，或酶与其它分子之间发生交联反应。
6．何谓氨基酸置换修饰，有哪些方面的作用？
答：氨基酸或核苷酸的置换修饰可以采用化学修饰方法，例如，Bender等成功地利用化学修饰法将枯草杆菌蛋白酶活性中心的丝氨酸转换为半胱氨酸，修饰后，该酶失去对蛋白质和多肽的水解能力，却出现了催化硝基苯酯等底物水解的活性，这就是所谓的氨基酸置换修饰。
其作用如下：
（1）提高酶的热稳定性
(2)酶对底物ATP的亲和力
（3）酶的活性
7．酶分子的物理修饰有什么特点，有什么用途？
答：酶分子的物理修饰特点在于不改变酶的组成单位及其基团，酶分子中的共价键不发生改变，只是在物理因素的作用下，副键发生某些变化和重排。
其用途如下：
(1)高压处理纤维素酶，该酶的最适温度有所降低，在30℃~40℃条件下，比天然酶的活力提高10%；天冬氨酸甲酰转移酶在12000 Pa压力下处理以后，酶活力提高三倍。
(2)高压处理甚至可改变酶的底物专一性。
羧肽酶γ经高压处理，底物专一性发生改变。
其水解能力降低，而有利于催化多肽的合成反应。
天冬氨酸酶经高压处理一定时间后，可以催化D—Asp的氨解反应。
一般认为，蛋白质在压力的影响下，会改变它的体积、构象及活性部位。
8．何谓金属离子置换修饰？方法步骤？主要的应用？
答：（1）把酶分子中的金属离子换成另一种金属离子，使酶的特性和功能发生改变的修饰方法称为金属离子置换修饰。
（2）a.酶的分离纯化：首先将欲进行修饰的酶经过分离纯化，除去杂质，获得具有一定纯度的酶液。
b.除去原有的金属离子：在经过纯化的酶液中加入一定量的金属螯合剂，如乙二胺四乙酸（EDTA）等，使酶分子中的金属离子与EDTA等形成螯合物。
通过透析、超滤、分子筛层析等方法，将EDTA-金属螯合物从酶液中除去。
此时，酶往往成为无活性状态。
c.加入置换离子：于去离子的酶液中加入一定量的另一种金属离子，酶蛋白与新加入的金属离子结合，除去多余的置换离子，就可以得到经过金属离子置换后的酶。
（3）若从酶分子中除去其所含的金属离子，酶往往会丧失其催化活性。
如果重新加入原有的金属离子，酶的催化活性可以恢复或者部分恢复。
若用另一种金属离子进行置换，则可使酶呈现出不同的特性。
有的可以使酶的活性降低甚至丧失，有的却可以使酶的活力提高或者增加酶的稳定性。
比如，Zn型蛋白酶的Zn2+被Ca2+置换，所得的钙型蛋白酶活性
提高20％-30％，若制成结晶，酶活可提高2-3倍。
9．何谓“多酶融合体？”
答：所谓多酶融合体是具有两种或两种以上催化活性的酶连接在一条肽链上，往往是基因融合的产物。
它可以是单体酶，也可以是寡聚酶。
10.酶分子的主链修饰包括哪几个方面的内容?何为酶分子的主链剪接修饰?
答：酶分子的主链修饰包括三个方面的内容：
（1）主链的切断修饰
（2）主链连接修饰——“多酶融合体”
（3）主链剪接修饰
酶分子的主链剪接修饰主要靠酶法。
在无色杆菌蛋白酶作用下，将猪胰岛素β链C 末端的Ala(丙)水解下来，然后用同一酶将Thr(苏)接上去，即可将猪胰岛素转变成人胰岛素。
像这样，通过酶的作用，在主链上，将一个氨基酸替换成另一个氨基酸，组成一个新的蛋白质，称为主链剪接修饰。