酶工程思考题有答案

一、什么是生物工程？简述现代生物工程的体系组成。生物工程（B i oe n g i n e e ri ng ）又称生物技术或生物工艺学，是20 世纪70 年代发展起来的一门新的综合性应用科学,是基于分子生物学和细胞生物学的新兴技术领域。通常把生物技术分为发酵工程、酶工程、基因工程、细胞工程四个分科，它们相互依存，相互促进。其中，酶工程是生物工程的重要组成成分。

二、什么是酶工程？研究酶与酶工程的意义？

酶工程是随着酶学研究迅速发展，特别是酶的应用推广使酶学与工程学相互渗透结合，发展而成的新的技术科学，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边缘科学技术。

酶与酶工程研究的重要意义:

1研究酶的理化性质及其作用机理，尤其是从酶分子水平去探讨酶与生命活动、代谢调节、疾病、生长发育的关系，具有重大科学意义。

2酶是分子生物学研究的重要工具，限制性内切酶H in d Ⅱ的发现使核酸序列测定有了突破，促进了DN A 重组技术的诞生，推动了基因工程的发展。

3酶的高效率、专一性及不需要高温高压或强酸强碱的反应条件，对普通的化学催化反应产生了决定性的飞跃。它丰富充实了现代化学中的催化理论。

4酶在工、农、医各方面都应用已久。现在，从与人们生活休戚相关的衣食住行到各行各业的高技术革命，几乎都与酶有

关。

作为生物催化剂的显著特点是什么？影响酶活性的因素有哪些？

催化效率高；高专一性；易失活；可调节性。

酶活性受多种方式调节： 1．酶浓度的调节 2. 激素调节 3. 共

价修饰调节 4. 限制性蛋白水解作用与酶活力调控 5. 抑制剂的

调节 6. 反馈调节 7. 金属离子和其他小分子化合物的调节

除[E]、[S]外，外界因素：温度、pH、激活剂、抑制剂

四、简要说明酶的作用机理。

关于酶的作用机理有两种模型：锁和钥匙模型和诱导契合模型。锁钥学说强调底物S与酶E结构的相互吻合（刚性模板）；诱导契合学说认为E蛋白受S分子诱导，其构想发生有利于S结合的变化，Ｅ与Ｓ在此基础上互补契合、进行反应。

五、什么是酶活力？酶活力的表示方法与测量方法分别有

哪些？

酶活力是指酶催化一定化学反应的能力。

表示酶活力的方法：

1酶活力单位（IU）：特定条件下，在1分钟内能转化1微摩底物所需酶量；

2 kat：在最适条件下每秒钟催化1摩尔底物转化为产物所需酶量；3酶的比活力：指每mg酶蛋白所具有的酶活力;

4用反应初速度（v）来表示。

测酶活力的方法：用分光光度计法、荧光法、同位素法；也可用化学滴定法、旋光法和气体法。

六、解释典型的（米氏）酶动力学曲线，K m、K s、V max

和k cat的定义是什么？说明这些常数之间的关系？

K m：反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。

Ks：底物亲和常数,表示酶对底物的亲和力。

Vmax:指酶的催化反应速率随底物浓度增加所能达到的最大的值；

酶转换数（kcat)：一定条件下，1微摩尔酶分子所转化底物的微摩尔数。是表示酶催化效率的。

五、抑制剂如何影响酶催化反应速度？

抑制剂通过与E结合，使Ｅ的活性部位结构和性质改变，引起Ｅ活性降低或丧失，从而降低酶的催化反应速度。分为可逆性抑制和不可逆性抑制。

六、可逆抑制分为哪几种，其特点分别是什么？

可逆抑制分为３种：

1竞争性抑制：酶既可与底物结合又可与抑制剂结合，但不能同时与两者结合。特点：（１）I与S结构类似；（2）抑制程度取决于[I]和[S]与E的亲和力；（3）可通过增加[S]来减轻或解除抑制。

2非竞争性抑制：酶既能结合底物，又能结合I，或两者都结合。特点：（1）通过I与E或与ES的结合，改变酶结构和性质；(2) Vmax减小、Km不变；(3)抑制作用取决于 [ I ]。

3反竞争抑制：抑制剂只能与复合物ES结合形成三元复合物EIS,E 与S结合非但不排斥I，反而促进E与I的结合，但EIS不能释放产物。特点：(1)Vmax、Km都减小，且随[I]增加而减小;(2)双倒数作图为一组平行线。

出四种以上分离纯化酶的方法，分别说明其分离原理、特点和用途。

沉淀分离，是通过改变某些条件或添加某些物质，使酶的溶解度降低，从溶液中沉淀析出，与其他溶质分离的技术过程。简单易行，适合酶的初步分离。

离心分离，离心分离是借助于离心机旋转时所产生的离心力，使

不同大小，不同密度的物质分离。在离心分离时，要根据欲分离物质以及杂质的颗粒大小、密度和特性的不同，选择适当的离心机、离心方法和离心条件。

过滤与膜分离，是借助于一定孔径的高分子薄膜，将不同大小、不同形状和不同特性的物质颗粒或分子进行分离。

层析分离，利用混合液中各组分的理化性质（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，使各组分以不同的比例分布在两相（流动相和固定相）中，当流动相流经固定相时，各组分以不同的速度移动，从而使不同的组分分离纯化。层析分离设备简单、操作方便，在实验室和工业化生产中均广泛采用。

萃取分离，利用物质在两相中溶解度的不同而使其分离。

七、试论述如何利用所学的各种分析技术对特定的蛋白酶进行酶学性质（如分子质量、pI 、带电状态、亚基组成、溶解性等）研究。

荧光探针技术不但可以对原来不发荧光的物质进行极微量的测定，而且利用它的特异性结合对环境的敏感，可为生物大分子结构和功能的研究，提供很多有用的信息。 1. 蛋白质疏水区的探测使用共价结合的在水中一般不发光的染料与蛋白质的疏水区

结合后，可以发出很强的荧光。利用其对环境的极其敏感性，根据它们在不同蛋白质分子中量子产率、峰位及谱带宽度的变化，就可以探测蛋白质分子的极性和疏水性的大小。

2. 二硫键的检测，N-densyl-氮丙啶能选择性地和蛋白质的半胱氨酸的硫起反应，同时，由于含有二硫键的变形蛋白质分子的偏振达到最小值，也就可以测定变形蛋白