酶工程名词解释

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.它利用酶的催化作用，在一定的生物反应器中,将相应的原料转化成所需的产品。

锁钥学说（酶的专一性）：酶与底物分子或底物分子的一部分之间，在结构上有严格的互补关系
诱导契合学说:酶分子的构象与底物原来并非恰当吻合，只有当底物分子与酶分子相互碰撞时，可诱导底物的构象发生变化，使其与底物配合,然后才结合形成中间络合物，进而引起底物分子发生相应的化学变化。

酶：由生物体细胞合成的具有选择性催化功能的生物大分子( 包括蛋白质和核酸）
单纯酶（simple enzyme）:仅由氨基酸残基构成的酶。

结合酶(全酶)(conjugated enzyme):由蛋白部分（酶蛋白apoenzyme)和非蛋白部分(辅助因子cofactor)组成
辅酶（coenzyme）：与酶蛋白结合疏松,可用透析或超滤的方法除去。

辅基（prosthetic group）：与酶结合紧密,不能用透析或超滤的方法除去。

酶的活性中心：酶蛋白上只有少数氨基酸残基参与酶对底物的结合和催化，这些相关氨基酸残基在空间上比较靠近，形成一个与酶显示活性直接有关的区域，称为酶的活性中心。

必需基团：酶活性中心的一些化学基团为酶发挥催化作用所必须，这些基团若经化学修饰使其改变,则酶的活性丧失，称为必需基团。

接触残基（contact residues）：和底物直接接触，参与底物的化学转变，是活性中心的重要组成部分。

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辅助残基(auxiliary residues)：使酶与底物相互结合，辅助接触残基。

结构残基（structural residues）:维持蛋白酶形成一种有规则的空间构象
非贡献残基（non-contributing residues）：不参与酶的催化功能，对酶活性的显示不起作用
结合基团：与底物结合的部位，决定酶的专一性;
催化基团：促使底物发生化学变化的部位，决定反应的性质。

结构域:蛋白质肽链中一段较独立的具有完整、致密立体结构的区域。

激活剂:凡是能提高酶活性，加速酶促反应进行的物质都称为该酶的激活剂.
抑制剂：能降低酶的活性，促使酶反应速率减慢的物质.
不可逆抑制作用：抑制剂与酶分子上的某些基团以共价键方式结合,导致酶的活性下降或丧失，且不能用透析、超滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活的作用。

可逆的抑制作用 :抑制剂与酶以非共价键方式结合而引起酶的活性降低或丧失,用透析、超滤等方法可以除去抑制剂而使酶恢复活性.
单体酶：酶蛋白是一条具有三级结构的多肽链,如RNA酶、胃蛋白酶、溶菌酶等；
寡聚酶：由两条或两条以上多肽链组成的酶，如乳酸脱氢酶由四条多肽链组成、谷氨酸脱氢酶由六条多肽链组成，所有的寡聚酶都具有四级结构；
多酶复合体：几个酶嵌合而成的络合物。

如丙酮酸脱氢酶系、a-酮戊二酸脱氢酶系、脂肪酸合成酶复合体等.
同工酶:能催化相同的化学反应，但蛋白质分子结构、理化性质及生物学特性等方面均存在明显差异的一组酶。

别构酶：具有活性中心和别构中心，其中活性中心负责对底物结合和催化,别构中心则与调节催化速度有关。

别构效应：当某些代谢物以非共价方法结合于别构中心部位后，可使两蛋白的构象发生改变，从而改变酶的活性，这种效应称为别构效应。

修饰酶：某些酶在其他酶的催化下,通过共价键可逆结合某种化学基团，从而改变其活性,这种作用称为共价修饰调节，这类酶称为共价修饰酶或化学修饰酶。

结构酶:也称合成酶，是细胞以恒定数量生成的,它是细胞中天然存在的酶。

诱导酶：是细胞中进入特定的诱导物以后，被诱导生成的,其有无及含量的多少受外界条件影响。

胞内酶：合成后仍留在细胞内的酶.
胞外酶:合成后分泌到细胞外而游离在发酵液中的酶.
异构酶类：促进同分异构体的相互转化的酶类，如磷酸葡萄糖异构酶、消旋酶等。

合成酶类：与ATP分解相偶联，促进两分子化合物相互结合，同时使ATP分子中的高能磷酸键断裂的酶类。

酶活力(酶活性）:是指酶催化某一化学反应的能力。

酶活力单位(IU):在一定条件下,每分钟催化1μmol的底物发生转变所需要的酶量。

酶的比活力（比活性）:是指每毫克酶蛋白所具有的的酶活力单位数。

转换数（周转数k cat）：表示酶的催化中心的活性,是指在一定的条件下每秒钟每个活性中心或每个酶分子转换底物的分子数。

失活作用：指由于一些物理因素和化学试剂部分或全部破坏了酶的三维结构，即引起酶蛋白变性,导致部分或全部丧失活性。

抑制作用：指在酶不变性的情况下，由于必需基团或活性中心化学性质的改变而引起的酶活性的降低或丧失.
去激活作用：某些酶只有在金属离子存在下才有活性，去除金属离子也会引起这些酶活性的降低或丧失.
阻遏作用：指某些因素（如激素或药物等）使细胞内酶蛋白的合成减少，反应速度的降低是由于酶分子数量
的减少，每分子酶的催化效力并无变化.
富集培养（enrichment）：在目的微生物含量较少时,根据微生物的生理特点，设计一种选择性培养基，创造有利的生长条件，使目的微生物在最适的环境下迅速地生长繁殖,数量增加,由原来自然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种，以利于分离到所需的菌株。

分批式富集培养:将富集培养物转接到新的同一种培养基中，重新建立选择性压力,如此重复转种几次后，再取此富集培养物接种到固体培养基上，以获得单菌落。

恒化富集培养:通过改变限制性基质的浓度，来控制不同菌株的比生长速率。

在一定稀释率下，使比生长速率小的细胞溢出培养器，而比生长速率大的细胞留在细胞器中.
初筛：是从大量分离得到的微生物中将具有合成目的产物的微生物筛选出来的过程.
复筛：目的是确认符合生产要求的菌株,所以应精确测定每个菌株的生产指标。

自然选育：在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自然突变（Spontaneous Mutation）而进行的菌种筛选过程,又叫自然分离。

杂交育种：将两个基因型不同的菌株结合使遗传物质重新组合，从而获得具有新性状的菌株。

原生质体融合（protoplast fusion）：用脱壁酶处理将微生物细胞壁除去，使菌体细胞在高渗环境中释放出只有原生质膜包裹的球状体(原生质体)，再用诱导融合剂促进原生质体发生融合，两亲本基因组由接触到交换，从而实现基因重组。

DNA重组技术(DNA recombination technology）：指按人的意志，将某一生物(供体）的遗传信息在体外经人工与载体相接(重组）,构成重组DNA分子，然后转入另一生物体(受体）细胞中，使被引入的外源DNA片断在后者内部得以表达和遗传。

转化(transformation):指细胞在一定生理状态（感受态)时可摄取外源遗传物质，并经体内重组，成为其染色体的一部分，导致受体细胞某些遗传性状发生改变.
发酵(Fermentation）：利用微生物体的代谢作用并借助于对代谢过程的控制来获得所需产品的过程。

分批补料发酵：根据菌株生长和初始培养基的特点，在分批培养的某些阶段适当补加培养基，使菌体或其代谢产物的生产时间延长，产量提高。

连续发酵：指在发酵罐中不断添加新鲜的培养基,同时（以等流速）不断放出含有目的产物的发酵液，使微生物所需的营养及时得到补充,有害的代谢产物又能够及时排除。

前体：某些化合物加入到发酵液培养基中去，在生物合成过程中,能直接被微生物结合到产物分子中去，而其自身的结构并没有多大的变化，但是产物的产量却因加入前体有较大的提高.
生长因子：凡是能调节微生物生长代谢活动的微量有机物都称为生长因子.
产酶促进剂:少量的、能显著提高酶产量的物质称为产酶促进剂.
消毒 (Disinfection）：是指用物理或化学方法杀死病原微生物，一般只能杀死营养细胞，而不能杀死
细菌芽孢、孢子。

工业上指消除杂菌，除去引起感染的微生物。

灭菌 （Sterilization ） ：是指用物理或化学的方法杀死或去除环境中所有微生物,包括营养细胞、芽孢、孢子.
对数残存定律:在灭菌过程中,微生物由于受到不利环境的影响，随时间增加而逐渐死亡.其减少的速率与任何一瞬间残存的活菌数成正比.
静电除菌：是利用静电引力来吸附带电粒子而达到除尘灭菌的目的.
过滤除菌法：让含菌空气通过过滤介质,以阻截空气中所含微生物，而取得无菌空气的方法。

深层介质过滤：由多种介质组成过滤层，滤层较深，空隙较大，靠静电、扩散、惯性和阻截作用等将细菌截留在滤层中,从而获得无菌空气。

对数穿透定律:表示穿透的菌数与原菌数之比的对数值与介质厚度成正比。

绝对过滤：微孔滤膜类过滤介质的空隙小于0。

5 μm ，甚至小于0。

1 μm ，能将空气中细菌真正滤去。

反复冻融法：将待破碎的细胞在－15℃到－20℃冷冻，然后置于室温(或40℃)迅速融化，如此反复冻融多次，由于细胞内形成冰晶及冰晶形成使剩余胞内盐浓度增高而引起细胞溶胀破碎。

渗透压冲击法：细胞经高渗处理后迅速转入低渗环境，因渗透压骤然变化,细胞体积膨胀而破裂。

膜分离技术:采用半透膜作为选择性障碍层，在膜的两侧施加一定的推动力（压力、浓度和电势）,允许某些组分透过而保留混合物中其他组分从而达到分离目的的技术。

膜污染：处理料液中的微粒、胶体粒子或者溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或者机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或污染。

浓差极化现象：在分离过程中，料液中的溶剂在压力驱动下透过膜，溶质被截留，于是在膜表面与临近膜面的区域中溶质的浓度越来越高。

在浓度梯度作用下,溶质由膜面向溶液主体扩散，形成边界层，使流体阻力增大。

沉淀:由于物理环境的变化引起溶液中的溶质的溶解度降低，形成固体凝聚物的现象
盐析:蛋白质在高离子强度溶液中溶解度降低，发生沉淀的现象成为盐析
层析:根据混合物中，溶质在互不混溶的两相（stationary phase & mobile phase)之间的分配行为的差别,引起移动速率的不同而进行分离的方法.
疏水层析(HIC ）：用偶联适度疏水性配基的固定相，以含盐水溶液作为流动相来分离生物大分子的液相层析法叫疏水作用层析法，或简称疏水层析
亲合层析(AC ）：利用各种生物亲合力（酶与底物，激素与受体,抗原与抗体)使蛋白质选择性的被固定相吸附。

离子交换层析(IEC ）:利用离子间的相互作用，通过目标离子和其它离子竞争性结合带有相反电荷基团离子交换剂分离目标物质。

t k N N d t -=0ln ln
凝胶层析（GFC）：利用分子筛效应，不同溶质在通过被基质包埋的液相所需的时间不同而分离.
酶的固定化：将水溶性酶或游离细胞经过化学或物理手段处理，将酶束缚在一定的空间内，限制酶分子在此区间进行活跃的催化作用,成为不溶于水的固定化的酶或细胞。

固定化酶：固定在载体上，并在一定范围内进行催化反应的酶。

吸附法（adsorption)：通过载体表面和酶分子表面间的次级键相互作用而达到固定目的的方法。

酶与载体之间的亲和力是范德华力、离子键和氢键等.
包埋法：将酶包裹于凝胶格子或聚合物半透膜微胶囊中的方法.
界面沉淀法 :利用高聚物在水相和有机相的界面上溶解度降低而凝聚，易形成皮膜而将酶包埋于中。

界面聚合法：利用在微滴的界面通过加成或缩合反应形成水不溶性多聚体制成微囊包埋酶。

表面活性剂乳化液膜包埋法：在酶的水溶液中添加表面活性剂,使之乳化形成液膜达到包埋的目的。

共价结合（偶联法）：通过酶蛋白分子上的功能基团和固相支持物表面上的反应基团之间形成共价键，因而将酶固定在支持物上（借助共价键将酶的非活性必需侧链基团和载体的功能基团进行偶连)。

共价交联法:通过酶分子和多功能试剂之间形成共价键得到三维的交联网状结构.
固定化细胞:直接将细胞固定在水不溶性载体上,在一定的空间范围内进行生命活动（生长、繁殖和新陈代谢）的细胞。

分配效应：由于载体和底物的性质差异引起了微环境和宏观环境之间的性质不同。

由这种不同造成的底物、产物和各种效应物在两个环境之间的不同分配，称为分配效应。

空间障碍效应：固定化之后，由于酶的空间自由度受到限制（因为载体的空隙太小，或者固定化方式与位置不当,给酶的活性部位造成了空间屏障)，使酶分子的活性基团不易于底物或效应物接触,影响酶分子的分子活性中心对底物的定位作用,所造成的对固定化酶的活力的影响效应，被称为空间障碍效应。

固定化酶的活力：固定化酶催化某一特定化学反应的能力。

它的单位可定义为每mg干重固定化酶每min 转化底物的量 (μmol/min/mg）.
酶反应器：用于酶催化反应的容器及其附属设备
生物催化：利用某种生物材料（主要是酶或微生物）来催化某种化学反应。

化学选择性（Chemoselectivity)：指与反应底物分子中不同官能团的反应性差异.表现在多官能团化合物中，反应只优先发生在某一个官能团上。

化学选择性对底物功能团的“歧视”。

立体选择性(Stereoselectivity)：指某一个反应优先生成一个(或多个）仅仅是立体构象不同的产物。

立体选择性是对产物立体异构体（手性)的“歧视"。

生物催化能够实现e。

e. 值〉99% 。

区域选择性Regioselectivity）：指一个分子中多个可能的反应位置上进行的选择性反应，并优先生成一个
（或几个）结构异构体区域选择性是对产物结构异构的“歧视”。

手性：一个物体不能与其镜像重合的特性称为手性.
优构体（eutomer)：具有活性的异构体。

劣构体：另一个活性较小甚至具有毒副作用的对映体.
手性合成（chiral synthesis）：指利用手性诱导剂使无手性或潜手性反应物转变为单一对映体的过程。

手性生物合成技术:指利用生物有机体催化无手性、潜手性、外消旋化合物转变为单一对映体手性产物的过程。

生物拆分：利用酶或含有活性酶的微生物菌体作生物催化剂,选择性地将两对映体之一转变成其它化合物,达到对外消旋体进行拆分分离的目的。

手性源法：从天然存在的光活性化合物中获得,或由天然来源的手性物质经化学改造或定向合成，得到目标手性化合物.
外消旋体拆分：指将外消旋混合物中的两个对映体进行分离的方法 ,包括物理拆分、化学拆分和生物拆分.
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。

适用于底物、产物两者或其中之一为疏水性物质的酶催化作用。

酶在有机介质中由于能够基本保持其完整的结构和活性中心的空间构象，所以能够发挥其催化功能。

气相介质中的酶催化：酶在气相介质中进行的催化反应。

适用于底物是气体或者能够转化为气体的物质的酶催化反应。

超临界介质中的酶催化：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超临界点的流体。

离子液介质中的酶催化：酶在离子液中进行的催化作用.
离子液（ionic liquids）:由有机阳离子与有机(无机）阴离子构成的在室温条件下呈液态的低熔点盐类。

必需水:维持酶分子完整的空间构象所必需的最低水量称为必需水。

生物柴油：利用生物油脂生产的有机燃料，是由动物、植物或微生物油脂与小分子醇类经过酯交换反应而得到的脂肪酸酯类物质。

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。

金属离子置换修饰：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。