蛋白质与酶工程复习资料概要.
酶工程课程复习资料整理
绪论一．酶是生物催化剂酶是具有生物催化功能的生物大分子，按其化学组成的不同可以分为两类：蛋白类酶（P-酶）与核酸类酶（R-酶）。
理解：1、酶是由生物细胞产生2、酶发挥催化功能不仅在细胞内，在细胞外亦可二．酶学研究简史1897年，Buchner兄弟发现，用石英砂磨碎的酵母细胞或无细胞滤液能和酵母细胞一样进行酒精发酵。
标志着酶学研究的开始。
说明：酶分子不仅只是在细胞内起作用，而且在细胞外同样具有催化功能。
这一发现开启了现代酶学，乃至现代生物化学的大门。
三．酶工程的现状：目前大规模利用和生产的商品酶还很少。
第一章．酶学概论第一节．酶作为生物催化剂的显著特点一．酶作为生物催化剂的显著特点：高效、专一二．同工酶（概）：能催化相同的化学反应，但其酶蛋白本身的分子结构组成不同的一组酶。
三．共价修饰调节1．概念：通过其它的酶对其结构进行共价修饰，从而使其在活性形式和非活性形式之间相互转变。
2．常见修饰类型：磷酸化与去磷酸化；腺苷酸化与脱腺苷酸化；尿苷酸化与脱尿苷酸化；泛素化；类泛素化3．例子：糖原磷酸化酶——磷酸化形式有活性（葡萄糖）n+Pi→（葡萄糖）n-1+1-磷酸葡萄糖4．常见磷酸化部位：丝氨酸/苏氨酸，酪氨酸和组氨酸四．酶活性调节方式要能判断所举酶的例子是什么类型调节1. 别构调节2. 激素调节：如乳糖合酶修饰亚基的水平是由激素控制的。
妊娠时，修饰亚基在乳腺生成。
分娩时，由于激素水平急剧的变化，修饰亚基大量合成，它和催化亚基结合，大量合成乳糖。
3. 共价修饰调节：如糖原磷酸化酶、磷酸化酶b激酶4．限制性蛋白水解作用与酶活性控制。
如酶原激活5．抑制剂和激活剂的调节6．反馈调节7．金属离子和其它小分子化合物的调节8．蛋白质剪接五．反馈调节（概）：催化某物质生成的第一步反应的酶的活性，往往被其终端产物所抑制。
这种对自我合成的抑制叫反馈抑制。
A-J ：代谢物实线箭头：酶促催化步骤虚线箭头：反馈抑制步骤代谢途径的第一步和共同底物进入分支途径的分支点是反馈抑制的最为重要的位点。
第三章 蛋白质及酶工程
蛋白质三级结构推测及保守结构域分析
N端 β桶结构域
ATPaseα、β亚基 间C末端作用区域
ATPaseα亚基核心 结构域
3D structure prediction of ATPaseαsubunit in Elymus sibiricus
蛋白质三级结构推测及保守结构域分析
由5个 β 折 叠组成的 N 端区域
图5.13 Elymus sibiricus ATPase α亚基 天冬氨酸位点
图5.14 Elymus sibiricus ATPaseα亚 基与β亚基结合位点
E.sibiricus gi 114521 gi 3023328 gi 231592 gi 34501429 gi 114513 gi 5915723 E.sibiricus gi 114521 gi 3023328 gi 231592 gi 34501429 gi 114513 gi 5915723 E.sibiricus gi 114521 gi 3023328 gi 231592 gi 34501429 gi 114513 gi 5915723 E.sibiricus gi 114521 gi 3023328 gi 231592 gi 34501429 gi 114513 gi 5915723 E.sibiricus gi 114521 gi 3023328 gi 231592 gi 34501429 gi 114513 gi 5915723 E.sibiricus gi 114521 gi 3023328 gi 231592 gi 34501429 gi 114513 gi 5915723
蛋白质的分子量及等电点
用DNA Tool 5.1软件分析了Elymus sibiricus ATPase α亚基的分子量和等电点，推测蛋白质的分
酶工程复习资料一
酶工程复习资料一酶工程（Enzyme Engineering）是研究和应用酶的性质、结构和功能，以及改造和设计酶的方法和技术的学科。
它是生物工程的重要分支之一，与生物技术、食品工程、医药工程等领域密切相关。
本篇文档将为读者提供关于酶工程的基本概念、酶的结构与功能、酶的改造和设计等内容的复习资料。
一、酶工程的基本概念酶是生物体内的催化剂，能够在相对较低的温度和压力下加速化学反应速率。
酶工程是指利用化学和生物学的原理和方法，对酶进行改造和优化，使其在特定条件下具有更高的催化活性和稳定性。
酶工程的研究内容主要包括酶的筛选与鉴定、酶的改造与优化、酶的应用与产业化等方面。
二、酶的结构与功能酶是由蛋白质组成的，具有特定的空间结构和功能部位。
酶的空间结构由其氨基酸序列决定，而功能部位则与其所催化的反应类型相关。
酶通过与底物结合形成酶底物复合物，从而降低反应的活化能，加速反应的进行。
酶的催化活性受到pH、温度、离子浓度等环境因素的影响，最适条件下表现出最高的催化效率。
三、酶的改造与优化为了使酶具有更好的催化性能和稳定性，科学家们通过酶的改造与优化来实现这一目标。
常用的方法包括基因工程技术、蛋白工程技术、酶体外修饰等。
基因工程技术可以通过改变酶的基因序列来改变其氨基酸组成，进而改变酶的结构和功能。
蛋白工程技术则可以通过局部改变酶的氨基酸序列来提高酶的催化活性和稳定性。
酶体外修饰则是指在酶的外部添加辅助因子或改变环境条件来改善酶的催化效果。
四、酶的应用与产业化酶在生物技术、医药、食品、农业等领域具有广泛的应用前景。
在生物技术领域，酶被广泛应用于基因工程、蛋白质表达、酶联免疫法等技术中。
在医药领域，酶被应用于药物合成、药物代谢等方面。
在食品和农业领域，酶被应用于食品加工、酿酒、饲料添加等。
酶工程蛋白复习基础和重点
第一章绪论1、酶工程：从应用目的出发研究酶，在一定的生物反应装置中利用酶的催化性质，将相应原料转化成有用的物质。
是酶学和工程学相互渗透结合形成的一门新的技术科学，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。
2、生物催化（Biocatalysis)：利用酶或有机体（细胞或细胞器等）作为催化剂实现化学转化的过程。
3、酶的命名有两种方法：系统名、惯用名。
系统名：包括所有底物的名称和反应类型。
（如：乳酸：NAD+氧化还原酶）惯用名：只取一个较重要的底物名称和反应类型。
（如：乳酸脱氢酶）4、酶可分为以下六大类：（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)。
●如乳酸(Lactate)脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。
（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。
例如，谷丙转氨酶催化的氨基转移反应。
（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。
●例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反应：（4）裂合酶●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。
●例如，延胡索酸水合酶催化的反应。
（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。
例如，6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。
（6）合成酶●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。
● A + B + ATP + H-O-H ===A ¾B + ADP +Pi●例如，丙酮酸羧化酶催化的反应。
丙酮酸+ CO2 草酰乙酸（7）核酸酶●核酸酶是唯一的非蛋白酶。
它是一类特殊的RNA，能够催化RNA分子中的磷酸酯键的水解及其逆反应。
蛋白质与酶工程期末考试资料
蛋白质与酶工程期末考试资料第一章绪论1、蛋白质工程:广义上来说，蛋白质工程是通过物理、化学、生物和基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质。
2、蛋白质工程的研究内容：（1）确定蛋白质的化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。
（2）根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质。
3、酶工程：酶工程（enzyme engineering ）是指从细胞和分子水平上对酶进行改造和加工，使酶最大限度地发挥其效率的过程。
虽然目前已发现少数酶具有核酸本质，但目前一般所指的酶工程主要对象是化学本质为蛋白质的酶类。
4、酶：酶是具有生物催化功能的生物大分子（蛋白质或RNA）。
5、酶的分类：①主要由蛋白质组成——蛋白类酶（P酶）②主要由核糖核酸组成——核酸类酶（R酶）6、“基因工程＋发酵工艺＋先进的发酵设备”可以算是酶工业的第三次飞跃。
7、酶的催化作用特点：①催化效率高、②专一性强、③反应条件温和、④反应容易调节控制、⑤需要辅因子参与作用8、生物技术的四大支柱：基因工程，细胞工程，酶工程，发酵工程。
基因工程：“剪刀+糨糊”跨越物种界限的工程。
细胞工程：微观水平的嫁接技术。
酶工程：让工业生产高效、安静而环保的工程。
发酵工程：将微生物或细胞造就成无数微型工厂，将神话变为现实的桥梁。
第二章蛋白质结构基础9、在有机体内通过生物合成连接成多肽链，其顺序由编码基因中的核苷酸三联体遗传密码决定。
10、20种常见氨基酸中，19种都具有如下共同的化学结构：RH2N-C H-CO2H另有一种脯氨酸具有类似而不相同的化学结构。
11、20种氨基酸在蛋白质中是通过肽键(peptide bond)连接在一起的。
一个氨基酸的羧基与下一个氨基酸的氨基经缩合反应形成的共价连接称为肽键：12、结构域：二级结构和结构模体以特定的方式组织连接，在蛋白质分子中形成两个或多个在空间上可以明显区分的三级折叠实体，称为结构域(domain)。
第三章蛋白质分子的设定13、大改、中改、小改、第一类为“小改”，可通过定位突变或化学修饰来实现；小改是指对已知结构的蛋白质进行少数几个残基的替换，这是目前蛋白质工程中最为广泛使用的方法。
蛋白质和酶工程复习材料
2012-2013上《蛋白质工程与酶工程》复习题一、蛋白质工程部分1.何为肽键？一个氨基酸的α氨基与另一个氨基酸的α羧基缩合脱去一分子水，可以形成一个共价酰胺键或称肽键。
2.超二级结构的定义。
（刘佳）超二级结构(supersecondary structure) ：是指若干相邻的二级结构中的构象单元彼此相互作用，形成有规则的，在空间上能辨认的二级结构组合体，通常有βαβ，βββ，αα，ββ。
3.二硫键的形成。
（刘佳）二硫键：由肽链中相应部位上两个半胱氨酸残基脱氢连接而成的4.天然蛋白质中主要的二级结构有哪些类型。
天然蛋白质中主要的二级结构包括α—螺旋、β—折叠、回折、环肽链、无规则卷曲等。
5.维持蛋白质三级结构的主要作用力：疏水作用力6.蛋白质变性。
蛋白质变性：天然蛋白质因受到物理和化学的因素影响，使蛋白质严格的空间结构受到破坏，（但不包括肽键的裂解），从而引起蛋白质若干理化性质和生物学性质的改变，这种现象称为蛋白质变性作用。
7.蛋白质按照形状、结构及溶解度分为哪几类？纤维状蛋白质（如胶原蛋白、角蛋白）、球状蛋白（如酶类）、膜蛋白（膜内、膜锚定蛋白）。
8.在设计转角时常选择的残基是哪些？Pro-Asn残基对。
P53（鸿秋）9.设计α螺旋时，其电荷应如何分布。
P63（鸿秋）带正电的氨基酸残基靠近C端，带负点的残基靠近N端。
10.设计α螺旋时，采用哪些氨基酸能使螺旋终结。
P63（鸿秋）Pro、Gly中断α螺旋11.何为定点突变。
定点突变是依据酶蛋白的一级结构及编码序列，并根据蛋白质空间结构知识来设计突变位点来引入变化（通常是表征有利方向的变化），包括碱基的添加、删除、点突变等。
12.蛋白质化学修饰的定义。
（刘佳）蛋白质的化学修饰：通过活性基团的引入或去除使蛋白质化学(一级)结构发生改变的过程。
13.目前常用的体外翻译系统有哪些？（侯宇）1）兔网织红细胞系统2）麦胚提取物系统3）原核体外翻译系统(E．Coli S30 )（补充：体外翻译系统又称无细胞蛋白质合成系统，是一种相对胞内表达系统而言的开放表达体系。
蛋白质与酶工程第一章资料
目前国内外普遍采用酶法生产葡萄糖。采用 粗淀粉为原料，投料浓度可达50%（干物质计）， 得率高达110%，因不需要中和等环节，杂质含 量低，不需精制直接喷雾干燥成葡萄糖粉。此 法简要步骤是：以淀粉作成30-40%粉浆，在 pH6~6.5时加入-淀粉酶，90C左右液化到碘反 应消失，冷却到55~60C，在pH4.5~5.0时加入酶 化酶，保温糖化48h左右，几乎全部淀粉转化为 葡萄糖，再经脱色浓缩，结晶或喷雾干燥即为 产品，DE值达98%以上。 目前世界上淀粉糖达1000多万吨。
酶技术在食品工业中的应用
一、酶在淀粉加工中的应用 应用于淀粉加工中的酶种类很多，如α-淀粉酶、β-淀粉酶、 糖化酶、葡萄糖异构酶、脱支酶、环糊精葡萄糖基转移酶等 等。 （一） 葡萄糖的生产 酸水解工艺缺点很多：①需用耐酸、耐压设备；②需用精制 淀粉为原料；③水解后需中和、色泽深，精制费用大；④淀 粉投料浓度低，仅20%；⑤葡萄糖收率低，不超过90%；⑥水 解时当DE值达到80%，因逆聚合反应生成 -键带苦味的龙 胆二糖等低聚糖，要精制除苦；⑦久贮后还因生成氧化甲基 糠醛而转变为褐色。
酶源：微生物 动植物 酶的分离提纯 化学修饰，固定化
化学与高分子 技术
人工酶的化学合成
工业：食品、 纺织、制药、 畜牧业等
研究与医学
酶与其他生物工程的关系
酶工程
基因工程 近代生 物工程 细胞工程 发酵工程 蛋白质工程
目前世界上已经发现的酶
目前已发现和鉴定的酶 大约有2500多种，在工 业上有应用前景的5060种，大规模生产和应 用的仅16种，小批量生 产的也仅200来种。
蛋白质结构
与功能
新酶分子
基因蓝图
新酶 突变酶
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
蛋白质与酶工程
蛋白质与酶工程重点1.蛋白质工程：以蛋白质结构与功能的关系研究为基础，利用基因工程技术或化学修饰技术对现有蛋白质加以改造，组建成新型蛋白质的现代生物技术。
2.酶工程：利用酶、细胞器或细胞的特异催化功能，通过适当的反应器工业化生产人类所需产品或达到某种特殊目的的一门技术科学。
3.酶工程研究的主要内容：1）化学酶工程2）生物酶工程3）固定化酶与细胞4）酶反应器与传感器5）酶的非水相催化4.蛋白质的融合：将编码一种蛋白质的部分基因重组到另一种蛋白质基因上，或将不同蛋白质基因的片段组合在一起，经基因克隆和表达产生新的融合蛋白。
5.蛋白质的融合的作用：1）用于表达产物的分离纯化；2）提高表达产物的溶解度；3）提高蛋白质稳定性。
6.蛋白质晶体学：利用X射线衍射技术，进行生物大分子结构研究的工程，是结构生物学的一个重要组成部分。
8.定点突变：通过分子克隆手段定点的改变特定基因的局部核苷酸序列，通常被用来研究蛋白质的功能结构以及用于目的蛋白的改造。
10.酶工程的研究范围：1）各类自然酶的开发和生产；2）酶的分离纯化和鉴定技术；3）固定化技术；4）利用其他的生物技术领域交叉渗透；5）多酶反应器的研制和应用。
11.酶的稳定性和稳定化：（一）引起酶失活的原因：1）酶的活性中心一些特定氨基酸残基被化学修饰，使酶活性丧失（微观）；2）外部环境的影响，酶活性中心出现空间障碍，使其不能与底物结合；3）酶的高级结构发生变化（螺旋、折叠发生变化）；4）多肽链的断裂（很强烈）；（二）酶的稳定化：1）低温保存（酶的本身不易变性，不易使其他酶把目的蛋白降解）；2）添加盐类（高浓度(NH4)2SO4）；3）添加底物辅酶等配体；4）添加强变性剂（保护一级结构，使用时可复活）；5）结晶化。
12.微生物作为酶源的优越性：1）容易获得酶需要的酶类；2）容易获得高产菌株；3）生产周期短；4）生产成本低；5）生产易管理；6）提高微生物产酶的途径比较多。
蛋白质与酶工程复习资料概要.
酶工程复习提纲第一章绪论1.酶及酶工程的概念。
酶：是生物体内一类具有催化活性和特殊空间构象的生物大分子物质。
酶工程：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产品的一门工程技术。
(名词解释) 2.了解酶学的发展历史，尤其是一些关键事件。
1833年，Payen和Persoz发现了淀粉酶。
1878年，Kuhne首次将酵母中进行乙醇发酵的物质称为酶。
给酶一个统一的名词，叫Enzyme，这个词来自希腊文，其意思“在酵母中”。
1902年，Henri提出中间产物学说。
1913年，Michaelis and Menton推导出酶催化反应的基本动力学方程，米氏方程：V=VmS/（Km+S）。
1926年，Summer分离纯化得到脲酶结晶。
人们开始接受“酶是具有生物催化功能的蛋白质”。
Cech and Altman于1982和1983年发现具有催化活性的RNA即核酸类酶，1989年获诺贝尔化学奖。
现已鉴定出5000多种酶，上千种酶已得到结晶，而且每年都有新酶被发现。
3.了解酶在医药、食品、轻工业方面的应用。
医药：（1）用酶进行疾病的诊断：通过酶活力变化进行疾病诊断，谷丙转氨酶/谷草转氨酶用于诊断肝病、心肌梗塞等，酶活力升高；葡萄糖氧化酶用于测定血糖含量，诊断糖尿病。
（2）用酶进行疾病的治疗：来源于蛋清、细菌的溶菌酶用于治疗各种细菌性和病毒性疾病；来源于动物、蛇、细菌、酵母等的凝血酶用于治疗各种出血病；来源于蚯蚓、尿液、微生物的纤溶酶用于溶血栓。
（3）用酶制造各种药物：来源于微生物的青霉素酰化酶用于制造半合成青霉素和头孢菌素；来源于动物、植物、微生物的蛋白酶用于生产L-氨基酸。
食品：生产低聚果糖，原料为蔗糖，所需酶为果糖基转移酶、蔗糖酶α（黑曲霉、担子菌）；生产低聚异麦芽糖，原料为淀粉，所需酶为α-淀粉酶、β-淀粉酶、真菌α-淀粉酶（米曲霉）、α-葡萄糖苷酶（黑曲霉）、普鲁兰酶、糖化型α-淀粉酶（枯草杆菌）。
蛋白质与酶工程
蛋白质与酶工程重点1. 蛋白质工程：以蛋白质结构与功能的关系研究为基础，利用基因工程技术或化学修饰技术对现有蛋白质加以改造，组建成新型蛋白质的现代生物技术。
2. 酶工程：利用酶、细胞器或细胞的特异催化功能，通过适当的反应器工业化生产人类所需产品或达到某种特殊目的的一门技术科学。
3. 酶工程研究的主要内容：1）化学酶工程2）生物酶工程3）固定化酶与细胞4）酶反应器与传感器5）酶的非水相催化4. 蛋白质的融合：将编码一种蛋白质的部分基因重组到另一种蛋白质基因上，或将不同蛋白质基因的片段组合在一起，经基因克隆和表达产生新的融合蛋白。
5. 蛋白质的融合的作用：1）用于表达产物的分离纯化；2）提高表达产物的溶解度；3）提高蛋白质稳定性。
6. 蛋白质晶体学：利用X 射线衍射技术，进行生物大分子结构研究的工程，是结构生物学的一个重要组成部分。
8. 定点突变：通过分子克隆手段定点的改变特定基因的局部核苷酸序列，通常被用来研究蛋白质的功能结构以及用于目的蛋白的改造。
10. 酶工程的研究范围：1）各类自然酶的开发和生产；2）酶的分离纯化和鉴定技术；3）固定化技术；4）利用其他的生物技术领域交叉渗透；5）多酶反应器的研制和应用。
11. 酶的稳定性和稳定化：（一）引起酶失活的原因：1）酶的活性中心一些特定氨基酸残基被化学修饰，使酶活性丧失（微观）；2）外部环境的影响，酶活性中心出现空间障碍，使其不能与底物结合；3）酶的高级结构发生变化（螺旋、折叠发生变化）；4）多肽链的断裂（很强烈）；（二）酶的稳定化：1）低温保存（酶的本身不易变性，不易使其他酶把目的蛋白降解）；2）添加盐类（高浓度（NH4）2SO4 ）；3）添加底物辅酶等配体；4）添加强变性剂（保护一级结构，使用时可复活）；5）结晶化。
12. 微生物作为酶源的优越性：1）容易获得酶需要的酶类；2）容易获得高产菌株；3）生产周期短；4）生产成本低；5）生产易管理；6）提高微生物产酶的途径比较多。
蛋白质与酶工程复习资料
第一章一、蛋白质工程的产生：1，最早的蛋白工程是福什特（Forsht）等在1982-1985年间对酪氨酰-t-RNA合成酶的分子改造工作。
2，佩里（Perry）1984年通过将溶菌酶中Ile(3)改成Cys(3)，并进一步氧化生成Cys(3)-Cys（97）二硫键，使酶热稳定性提高，显著改进了这种食品工业用酶的应用价值。
3，1987年福什特通过将枯草杆菌蛋白酶分子表面的Asp（99）和Glu（156）改成Lys，而导致了活性中心His（64）质子pKa从7下降到6，使酶在pH＝6时的活力提高10倍。
二，蛋白质工程的内容1、定义：广义上来说，蛋白质工程是通过物理、化学、生物和基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质。
2、内容：确定蛋白质的化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。
根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质三，蛋白质工程的程序蛋白质分子设计基因改造方案基因成或突变分离纯化蛋白质结构蛋白质分子基因克隆与表达目的基因和功能测定改造的蛋白质分子四，酶工程的应用范围（1）对生物宝库中存在天然酶的开发和生产；（2）自然酶的分离纯化及鉴定技术；（3）酶的固定化技术（酶和细胞固定化）；（4）酶反应器的研制和应用；（5）与其他生物技术领域的交叉和渗透。
其中固定化酶技术是酶工程的核心。
实际上有了酶的固定化技术，酶在工业生产中的利用价值才真正得以体现。
五，医用药物酶应用的问题：1）异体蛋白引起免疫反应；2）酶不纯，引起各种副作3）酶在体内降解，时间短；4）药物无法定向分布。
解决办法：1) 制成微胶囊；2) 制成衍生物；3) 制成脂质体包埋与免疫系统隔开(酶蛋白)；4) 酶上引入一定基团，起导向作用。
五，分子酶学与酶工程1、酶——由活细胞产生的具有催化功能的蛋白质（或其它类型的生物大分子），是生物体进行代谢、维持生命活动的必需物质，没有酶就没有生命，因此研究酶的结构与功能、性质与作用机理，对于阐明生命现象的本质具有重要意义。
蛋白质与酶工程知识点完---仅供
1、易错PCR:通过调整反应条件来使PCR扩增过程中复制错配率增加，在目的基因中随机引入突变，继而获得蛋白质分子的随机突变体* 提高镁离子浓度或加入锰离子* 降低体系中一种的dNTP浓度（至少5-10%）* 运用低保真度DNA聚合酶* 增加DNA聚合酶的浓度属于无性进化：单一基因进行遗传突变，费力、耗时，多用于小片段（800bp以下）2、酶的概念：酶是一类由活细胞产生的，对其特异底物（substrate）具有高效催化作用的生大分子，包括蛋白质和核酸3、辅酶:与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的方法除去(NAD+)。
辅基:与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤的方法除去(FAD、FMN)酶的活性中心：或称活性部位，指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，能与底物特异结合并将底物转化为产物。
4、抗体酶或催化抗体：是具有催化功能的抗体。
本质：免疫球蛋白，即具有催化作用的免疫球蛋白5、酶促反应特点：①酶促反应具有极高的效率②酶促反应具有高度的特异性：绝对特异性、相对特异性、立体结构特异性③酶促反应的可调节性：对酶量的调节，对酶活性的调节6、诱导契合假说：酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合。
这一过程称为酶-底物结合的诱导契合假说。
7、底物浓度对反应速度的影响：①当底物浓度较低时：反应速度与底物浓度成正比；反应为一级反应。
②随着底物浓度的增加：反应速度不再成正比例加速；反应为混合级反应。
③当底物浓度高达一定程度：反应速度不再增加，达最大速度；反应为零级反应8、Km与Vmax的意义9、不可逆性抑制作用：抑制剂通常以共价键与酶活性中心或活性中心以外的必需基团相结合，使酶失活。
可逆性抑制作用：抑制剂通常以非共价键与酶或酶-底物复合物可逆性结合，使酶的活性降低或丧失；抑制剂可用透析、超滤等方法除去。
类型：竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制。
三种抑制剂的特点10、酶的调节：❖酶活性的调节（快速调节）①酶原与酶原的激活②变构（別构）酶③酶的共价修饰调节❖酶含量的调节（缓慢调节）①酶蛋白合成的诱导和阻遏②酶降解的调控11、酶原激活的意义避免细胞产生的酶对细胞进行自身消化，并使酶在特定的部位和环境中发挥作用，保证体代正常进行。
皖西学院 生物工程专业 大三蛋白质与酶工程复习题及答案
蛋白质与酶工程课程复习题一．名词解释：1.蛋白质工程概念:通过基因工程技术或化学修饰技术改造现有蛋白或组建新型蛋白的现代生物技术、2.蛋白质的一级结构；蛋白质多链中氨基酸残基的排列顺序3.蛋白质的二级结构：指肽链主链不同区段通过自身的相互作用，形成氢键，沿某一主轴盘旋折叠而形成的局部空间结构，是蛋白质结构的构象单元4结构域:对于较大的蛋白质分子或亚基，多肽链往往由两个或两个以上相对独立的三维实体缔合而成三级结构，这种相对独立的三维实体称结构域。
现在结构域的概念有三种不同而又相互联系的涵义:即独立的结构单位、独立的功能单位和独立的折叠单位。
5.β－折叠:是蛋白质中的常见的二级结构，是由伸展的多肽链组成的。
6.α－螺旋: 是蛋白质分子的一种基本结构7.超二级结构:在蛋白质分子中，特别是球状蛋白质中，由若干相邻的二级结构单元（即α—螺旋、β—折叠片和β—转角等）彼此相互作用组合在一起，，形成有规则、在空间上能辨认的二级结构组合体，充当三级结构的构件单元，称超二级结构。
8.三级结构是指球状蛋白质的多肽键在二级结构的基础上，通过侧链基团的相互作用进一步卷曲折叠，借助次级键维系使β－折叠α－螺旋和无规则卷曲等二级结构相互配置而形成特定的构象。
9四级结构指由相同或不同的称作亚基（subunit）的亚单位按照一定排布方式缔合而成的蛋白质结构，维持四级结构稳定的作用力是疏水键、离子键、氢键、范得华力。
10蛋白质折叠: 。
蛋白质可凭借相互作用在细胞环境（特定的酸碱度、温度等）下自己组装自己11蛋白质变性: 是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被改变，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失，这种现象称为蛋白质变性。
12蛋白质复性:、13回拆:所连接的肽链发生180°的反相弯曲14第二遗传密码：氨基酸顺序与蛋白质三维结构之间存在的对应关系15分子伴侣:是一类相互之间有关系的蛋白，它们的功能是帮助其他含多肽结构的物质在体内进行非共价健的组装和卸装，但不是这些结构在发挥其正常生物学功能的永久组成成分、蛋白质的化学修饰:凡通过活性基团的引入或除去，而使蛋白质一级结构发生改变的过程、16定点突变：是指通过聚合酶链式反应（PCR）等方法对已知的目的基因DNA片段进行碱基的添加、删除、点突变等，从而改变对应的氨基酸序列和蛋白质结构。
蛋白质与酶工程复习资料
蛋白质与酶工程概述1 相关概念、2 蛋白质工程概述、3 酶工程概述一、相关概念1、工程：根据科学原理和有关技术，组合出高效、合理的技术系统，它除了要考虑技术的先进性和可行性，还要考虑成本和质量，做到经济、实用、美观，要考虑对环境的影响，以避免污染它的成功有赖于多种科学技术的综合集成和科学的管理2、生物工程( Bioengineering, Biologic engineering)：以生命科学为基础，利用生物体系和工程原理生产生物制品和创造新物种的综合性科学技术，是现代生物学中一切工程技术的总称，包括：遗传工程（基因工程）、蛋白质工程、细胞工程、微生物工程(发酵工程)、酶工程(生化工程)、生物反应器工程3、细胞工程（cell engineering ）：应用细胞生物学、分子生物学和工程学的原理和技术，在细胞或亚细胞水平上，通过细胞融合、核移植、细胞器移植或染色体操作，有目的地制造特定的细胞、细胞产品或新生物体的一门生物技术（如：改良生物品种，创造新品种，加速繁育动植物个体，或获得某种有用的物质）。
在细胞水平上动手，也称细胞操作技术。
狭义的细胞工程：指细胞融合和细胞培养技术。
广义的细胞工程：所有的生物组织、器官及细胞离体操作和培养技术（动植物细胞的体外培养技术、细胞融合技术、单克隆抗体技术、核移植和胚胎移植技术等）二、比较不同的工程三、蛋白质工程1、定义：以蛋白质分子的结构及其与功能的关系作为基础，通过理化和DNA重组等方法对基因和蛋白质进行有目的地设计、改造和修饰，最终获得满足人类生产和生活需求的新型蛋白质（天然蛋白质的改造，或是纯新蛋白质）2、研究内容：（1）通过定点突变、定向进化等技术，合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质（2）确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。
此利于从aa序列预测蛋白质的空间结构和生物功能，以设计合成具有特定功能的全新蛋白质。
具体包括：蛋白质分离纯化、结构功能分析、设计和预测；通过基因重组或其它手段改造或创造蛋白质3、蛋白质工程原理：中心法则、中心法则的逆推4、蛋白质工程与基因工程的关系1）都以中心法则为根本的理论基础2）蛋白质工程是基因工程的发展，“第二代基因工程”3）基因工程是实现蛋白质工程的重要手段4）蛋白质工程通过基因工程加速着蛋白质的进化过程5、蛋白质工程的目的和主要内容1）目的：以蛋白质的结构及其与生物功能的关系为基础，通过修饰和合成，对现有蛋白质加以定向改造，设计、构建并最终生产出性能比自然界存在的蛋白质更加优良、更符合人类需要的新型蛋白质2）蛋白质工程的核心内容①蛋白质结构分析：收集大量的蛋白质分子结构信息，建立结构与功能的关系的数据库，为阐明蛋白质结构与功能的关系奠定基础。
蛋白质与酶学 复习资料
二、蛋白质分离纯化的一般原则（一）分离对象的检测应该能“看到”和“识别”要分离得到的蛋白质，或是从它的分子质量加以“识别”，或是通过特征的吸收光谱“看到”它们，最重要的是从它的生物活性上加以“识别”。
(二）分离方法的分类和选择、组合和优化如果原料充足，可以用盐析之类以溶解度为基础的分离方法，超滤也可以作为首选的方法。
在选择所用的方法时，应该尽可能地选用不同原理的分离方法，并加以组合；或选用类似的方法，但是要改变分离条件。
通常以电荷为基础的分离方法与以分子质量为基础的方法组合后，就可以得到满意的结果。
在各类方法组合和优化时，经常首选的方法是亲和层析。
因为该方法可以将不具所需样品活性的其他蛋白质一次性从亲和层析步骤中分离除去。
第二章第一节蛋白质的功能一、作为信息分子和信号的转导分子（一）作为信号的蛋白质作为信号分子的蛋白质包括激素、生长因子、细胞因子等。
它们的共同特征是：作为特异的配体，作用于细胞表面的受体，进而通过细胞的各种信号转导途径，最终作用与基因，引起某些蛋白质的表达。
其结果或是促进某些细胞增殖，或是对机体的整体平衡进行调节，或是对外来刺激作出应答。
属于激素类型的蛋白质有胰岛素、生长激素等。
属于生长因子类的蛋白质有表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、促红细胞生长素等。
细胞因子中的绝大多数参与细胞免疫调节，实际上，也与机体的防卫有关。
它们中最常见的有白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等。
（二）起信号转导作用的蛋白质目前普遍认为信号转导过程存在与细胞中，信号的最终转导者是细胞膜上的受体。
细胞外各种各样的信号分子，首先是与其在细胞表面的特异的受体结合，将信息从细胞外转导到细胞内；然后引发细胞内的信号转导。
在细胞质内的信号转导途径不是单一的，而是呈网络状。
各种类型的激酶是细胞质中信号转导的主导者。
（三）各种类型的转录因子信号转导犹如接力过程，其间最后一棒是转录因子。
一旦信号转导过程激活了转录因子，后者将作用于基因，诱导基因的表达。
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酶工程复习提纲第一章绪论1. 酶及酶工程的概念。
酶：是生物体内一类具有催化活性和特殊空间构象的生物大分子物质。
酶工程：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产品的一门工程技术。
（名词解释）2. 了解酶学的发展历史，尤其是一些关键事件。
1833年，Payen和Persoz发现了淀粉酶。
1878年，Kuhne首次将酵母中进行乙醇发酵的物质称为酶。
给酶一个统一的名词，叫Enzyme，这个词来自希腊文，其意思“在酵母中”。
1902年，He nri提出中间产物学说。
1913年，Michaelis and Men to n推导出酶催化反应的基本动力学方程，米氏方程：V=VmS/ （Km+S ）。
1926年，Summer分离纯化得到脲酶结晶。
人们开始接受“酶是具有生物催化功能的蛋白质”。
Cech and Altman于1982和1983年发现具有催化活性的RNA即核酸类酶，1989年获诺贝尔化学奖。
现已鉴定出5000 多种酶，上千种酶已得到结晶，而且每年都有新酶被发现。
3. 了解酶在医药、食品、轻工业方面的应用。
医药：（1）用酶进行疾病的诊断：通过酶活力变化进行疾病诊断，谷丙转氨酶/谷草转氨酶用于诊断肝病、心肌梗塞等，酶活力升高；葡萄糖氧化酶用于测定血糖含量，诊断糖尿病。
（2）用酶进行疾病的治疗：来源于蛋清、细菌的溶菌酶用于治疗各种细菌性和病毒性疾病；来源于动物、蛇、细菌、酵母等的凝血酶用于治疗各种出血病；来源于蚯蚓、尿液、微生物的纤溶酶用于溶血栓。
（3）用酶制造各种药物：来源于微生物的青霉素酰化酶用于制造半合成青霉素和头孢菌素；来源于动物、植物、微生物的蛋白酶用于生产L-氨基酸。
食品：生产低聚果糖，原料为蔗糖，所需酶为果糖基转移酶、蔗糖酶 a （黑曲霉、担子菌）；生产低聚异麦芽糖，原料为淀粉，所需酶为a-淀粉酶、3 -淀粉酶、真菌a -淀粉酶（米曲霉）、a -葡萄糖苷酶（黑曲霉）、普鲁兰酶、糖化型a -淀粉酶（枯草杆菌）。
轻工业：用酶进行原料处理；用酶生产各种轻工、化工产品；用酶增强产品的使用效果。
第二章酶学基础1. 酶的化学本质？酶与其他无机或者有机催化剂相比较，具有哪些催化特性？化学本质：生物催化剂。
催化特性：（1）高效率：比非催化高10A8 —10A20倍；比非酶催化高10A7 —10X3倍，酶催化反应的效率之所以高，是由于酶催化反应可以使反应所需要的活化能显著降低。
（2）高度专一性：相对专一性、绝对专一性。
相对专一性：键专一性：作用于具有相同化学键的一类底物；基团专一性：酶的作用底物含有某一相同的基因。
绝对专一性：一种酶只能催化一种底物进行一种反应。
（3）反应条件温和：一般在常温、常压、pH值近乎中性的条件下进行。
（4）酶催化是可调控的。
2. 解释酶作用专一性机制的学说有哪些？其核心内容？（填空）锁钥假说：整个酶分子的天然构象是具有刚性结构的，酶表面具有特定的形状。
酶与底物的结合如同一把钥匙对一把锁一样。
诱导契合假说：酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互补性状。
当底物与酶接近时，底物分子可以诱导酶活性中心构象发生改变，使之成为能与底物分子密切结合的构象。
3. 解释酶作用高效性的机制有哪些？（1）邻近效应与定向作用（2）电子张力作用：应变效应，底物分子的敏感键产生张力或变形（ 3 ）多元催化作用。
酸碱催化：指通过向反应物提供质子或从反应物夺取质子而稳定过渡态、加速反应的一类催化机制。
共价催化：某些酶分子能作为亲核催化剂或亲电催化剂分别放出或汲取电子而与底物分子形成不稳定的共价中间络合物，反应活化能降低而加速反应，称为共价催化。
（4）酶活性中心的低介电区：表面效应，微环境效应。
4. 什么是酶的活性中心？活性中心的构成？活性中心：是指酶分子中直接与底物结合并完成酶催化反应的结构区域，该部位化学基团集中，并构成一定空间构象。
活性中心的构成：结合中心：与底物结合的部位，决定酶的专一性；催化中心：促进底物发生化学反应的部分，决定酶所催化反应的性质。
5. 酶的一级结构、二级结构、三级结构和四级结构的概念，酶的四级结构与催化功能的关系？酶的一级结构：一级结构是指构成酶蛋白的氨基酸组成的一条长肽链或多肽链。
酶的一级结构是酶的基本化学结构，是催化功能的基础。
酶的二级结构：二级结构是指肽链骨架相邻区段借助氢键等沿轴向方向建立的规则折叠片与螺旋。
是所有的酶必须具备的空间结构，是维持酶活性部位所必需的构象。
酶的三级结构：三级结构指在二级结构基础上肽链进一步的折叠片与盘绕成二维空间结构，多肽链中原来相距较远的序列可以集中到一个区域内。
酶的四级结构：在三级结构基础上，由几个到十数个亚基（或单体）组成的寡聚酶或生物大分子称为酶的四级结构。
关系：1、具有四级结构的酶，其功能可分为两类：与催化作用有关，与代谢调节有关，酶蛋白的一级结构是酶具有催化功能的决定性部分，而高级结构为酶催化功能所必需部分6■什么是同工酶，举例说明？指能催化相同的化学反应，但酶蛋白本身的分子结构组成及理化性质不同的一组酶。
女口：乳酸脱氢酶LDH ,可装配成H4、H3M、H2M2、HM3、M4 五种四聚体。
7.根据酶催化反应类型和机制不同，酶的分类？填空题（1）、氧化还原酶类：催化氧化还原反应（2）、转移酶类：催化分子基团从一个分子转移到另一个分子的反应（3）、水解酶类：催化加水分解的反应（4）、裂合酶类：双键上去除或加入一个基团的反应（5）、异构酶类：催化分子间重排的有关反应（6）、连接酶类：催化将两个分子连接在一起，并由ATP提供能量的反应&酶活力及比活力？国际酶活力单位IU如何定义的？酶活力：在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的速度，可用时间单位内底物的减少量或产物的增加量来表示。
比活力：指在特定条件下，每毫克酶蛋白所具有的酶的活力单位数。
国际酶活力单位IU :在最适的反应条件（温度25C ）下，每分钟内催化一微摩尔底物转化为产物的酶量定为一个酶活力单位，1IU=1卩mol/min第三章酶促反应动力学1. 酶促反应初速度的概念？在研究酶促反应动力学中，为准确的表示酶活力，一般都用初速度表示，即酶反应初始阶段，即底物转化量v 5%时的反应速度，也就是进程曲线的直线部分。
2. 中间产物学说和过渡态理论？率是由于酶首先与底物结合，生成不稳定的中间产物(又称中心复合物central complex )。
然后分解为反应产物而释放出酶。
在酶促反应中，酶首先和底物结合成不稳定的中间配合物( ES),然后再生成产物(P),并释放出酶。
反应式为S+E=E&E+P ，这里S代表底物，E代表酶，ES为中间产物，P为反应的产物过渡态理论：过渡态理论即活化络合物理论，(transition-state theory )。
过渡态：以量子力学对反应过程中的能量变化的研究为依据，认为从反应物到生成物之间形成了势能较高的活化络合物，活化络合物所处的状态叫过渡态。
过渡态理论是1935年由A.G.埃文斯和M.波拉尼提出的，研究有机反应中由反应物到产物的过程中过渡态的理论。
3. 米氏方程的动力学描述形式，K m,V max 的动力学参数意义。
(3,4题合成一个大题)V=Vmax[S]/ (Km+[S])意义：(1 )当v=Vmax/2时，Km=[S]。
因此，Km等于酶促反应速度达最大值一半时的底物浓度，它的单位是摩尔/升。
(2)Km可以反应酶与底物亲和力的大小。
Km越小，酶与底物亲和力越大。
(3)可用于判断反应级数：当[S] v 0.01Km时，反应为一级反应；当[S] > 100Km时，v=Vmax，反应为零级反应；当0.01Km v [S] v 100Km时，为混合级反应。
(4)Km是酶的特征性常数：在一定条件下，某种酶的Km值是恒定的，因而可以通过测定不同酶(特别是一组同工酶)的Km值，来判断是否为不同的酶。
(5)Km可用来判断酶的最适底物：当酶有几种不同的底物存在时，通过测定酶在不同底物存在时的Km值，Km 值最小者，即为该酶的最适底物。
(6)可用来确定酶活性测定时所需的底物浓度：当[S]=10Km 时，v=91%Vmax，认为此时为最合适的测定酶活性所需的底物浓度。
4.如何测定K m,V max ? Lineweaver-Burk双倒数作图法的动力学表述形式称沟XKfHSSf方程[ci ouble-i-ecipLxxal plot)=二族[呂]l/v 对作圉，即可得到一条直线，该直线在 P 轴的截距即対Wtna口在冗轴上的烈距即均1 Km的绝对值。
示番图如下’5.酶激活剂的概念？激活剂的种类？酶的激活剂：凡能提高酶的活性，加速酶促反应进行的物质都称为激活剂或活化剂。
种类（按分子大小分类）：（1 ）无机离子：无机阳离子——金属离子（如钠离子、钾离子、镁离子等）；无机阴离子（如氯离子、溴离子等）；氢离子。
（2）中等大小的有机分子：某些还原剂，如半胱氨酸、巯基乙醇、抗坏血酸，作用机制是使酶中的二硫键还原成巯基，从而提高酶活性或与底物、酶或ES复合；EDTA （乙二胺四乙酸），作用机制是金属螯合剂，解除重金属离子对酶的抑制作用。
（3）具有蛋白质性质的大分子物质（如酶原激活）第四章酶反应器1. 酶反应器的定义？用于酶进行催化反应的容器及其附属设备称为酶反应器。
2. 按结构区分，常见的酶反应器类型、定义及其特点？（类型有哪些以及填充式反应器的定义）大题3. 选择和使用酶反应器时，要考虑哪些因素？（1）所用生物催化剂应具有较高的比活和酶浓度（或细胞浓度），才能得到较大的产品转化率。
（2）能用电脑自动检测和调控，从而获得最佳的反应条件。
（3）应具有良好的传质和混合性能。
传质是指底物和产物在反应介质中的传递。
传质阻力是反应器速度限制的主要因素。
（4）应具有最佳的无菌条件，否则，杂菌污染使反应器的生产能力下降。
第五章酶的生产1. 酶的生产方法有哪些，各自特点如何？提取分离法：采用各种提取、分离纯化技术从动物、植物的组织、器官、细胞或微生物细胞中将酶提取出来，再进行分离纯化的过程。
特点：优点是设备简单、操作方便；缺点是易受影响、工艺路线复杂。
生物合成：利用微生物细胞、植物细胞或动物细胞的生命活动而获得人们所需酶的技术过程。
特点：优点是生产周期短、产率高、不受外界条件影响；缺点是设备及工艺要求高、生产过程需严格控制。
化学合成：特点是原料单体纯度要求高、只可合成已知化学结构的酶。
2■什么是组成型酶和调节型酶？组成型酶：生物细胞中合成的酶的量比较恒定，环境对这些酶的合成速率影响不大。
如DNA聚合酶、RNA聚合酶、糖酵解途径的各种酶等。
调节型酶：生物细胞中合成的酶的含量变化很大，其合成速率明显受到环境因素的影响。