2013-2014-2期末考试试卷 酶工程

2、酶还可分为单纯酶（只有蛋白质成分）和结合酶（蛋白质成分和非蛋白质部分的辅酶和辅基）。

Km的应用：

鉴定酶，催化相同反应的酶是否同一种。判断酶的最佳底物；计算一定速度下的底物浓度；了解酶的底物在体内具有的浓度水平；判断反应的方向或趋势。

3、酶的专一性指一定条件下，一种酶只能催化一种或一类结构相似的底物进行某种类型反应的特性。

4、酶的催化特性：①极高的催化效率②高度的专一性③酶活性的可调节性④酶的不稳定性

5、酶的分类：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、合成酶。

2、酶活力是酶催化速率的量度指标，酶的比活力是酶纯度的量度指标，酶转换数是酶催化效率的量度指标。

3、固定化酶是与水不溶性载体结合，在一定的空间范围内起催化作用的酶。

4、酶的固定化采用各种方法，将酶与水不溶性载体结合，制备固定化酶的过程。

5、酶的提取：在一定条件下，用适当的溶剂处理含酶原料，使酶充分溶解到溶剂中的过程。

6、经过预先设计，通过人工操作利用微生物的生命活动获得所需酶的技术过程称为酶的发酵生产。

7、细胞生长动力学研究细胞生长速度和外界因素对细胞生长速度影响的规律。

3、双水相萃取的两相分别为互不相溶的两个水相。利用溶质在两个互不相溶地水相中的溶解度不同而达到分离。影响因素：两相的组成；高分子聚合物的分子

量、浓度极性等；两相溶液的比例；酶的分子质量电荷、极性；温度、PH等。

5.酶分离纯化方法的依据：酶分子量的大小、溶解度、电泳性质、吸附特性、对其他分子的生物亲和力。

6、反胶束萃取是利用反胶束将酶或其他蛋白质从混合液中萃取出来的一种分离纯化技术，是表面活性剂分散于连续有机相中形成的纳米尺度的一种聚集体。

4、酶的生产方法有提取分离法，生物合成法和化学合成法。

5、萃取分离可以分为有机溶剂萃取、液膜萃取、双水相萃取和超临界萃取等。

6、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的技术称为膜分离技术。

5、优良的产酶微生物所具备的条件：酶的产量高，发酵周期短；产酶稳定性高；容易培养和管理，不易变异退化。

6、干燥方法：真空干燥、喷雾干燥、气流干燥、吸附干燥、冷冻干燥。

7、固定化酶的活力测定：振荡检测法、酶柱检测法、连续检测法、

1、试述提高酶发酵产量的措施。

答：（1）添加诱导物对于诱导酶的发酵生产，在发酵培养基中添加适量诱导物，可使酶产量显著提高.加入的效应物与阻遏蛋白结合，阻止其与操纵基因结合，使结构基因得以表达.在实际工作中，关键是选择一个适当的诱导物、确定诱导浓度及诱导时间。

（2）控制阻遏物的浓度阻遏作用根据其作用的机理不同可以分为产物阻遏和分离代谢阻遏两种。通过减少或者分解代谢物的阻遏作用，可以显著提高酶的产量。

（3）添加表面活性剂表面活性剂可以与细胞膜相互作用，增加细胞的透过性，

有利于胞外酶的分泌，从而提高酶的产量

（4）增加产酶促进剂可以增加产酶，但是作用机理还未阐明清楚

（5）另外还有补料和遗传调控，例如诱变育种、体内基因重组、基因工程等。

3、酶的提取方法有哪些？

（1）盐溶液提取。大多数蛋白酶都溶于水，而且在低浓度盐存在的条件下有盐溶现象，高浓度盐存在的条件下有盐析现象，所以一般采用稀盐溶液进行酶的提取，盐的浓度一般控制在 0.02-0.5mol/l。

（2）酸溶液提取。有些酶在酸性条件下溶解度较大，且稳定性好，宜采用酸溶液提取。

（3）碱溶液提取。在碱性条件下溶解度较大且稳定性较好的酶，应采用碱溶液提取。

（4）有机溶剂提取。与脂质结合牢固或含有较多非极性基团的酶，可以采用能与水混溶的乙醇、丙酮、丁醇等有机溶剂提取。

6、固定化酶和游离酶相比，有何优缺点？

优点：（1）易将固定化酶和底物，产物分开产物溶液中没有酶的残留简化了提纯工艺（2）可以在较长的时间内连续使用（3）反应过程可以严格控制，有利于工艺自动化（4）提高了酶的稳定性（5）较能适于多酶反应（6）酶的使用效率高、产率高、成本低。

缺点：（1）固定化时酶的活力有损失（2）比较适应于水溶性底物（3）与完整的细胞相比，不适于多酶反应。

3、固定化方法有哪几种？各自的优缺点及适用范围？

答：分为吸附法、包埋法、结合法、交联法四种主要的固定化方法。

吸附法：利用各种固体吸附剂，将酶或含酶菌体吸附在其表面而使酶固定化的方法。操作简便条件温和不会引起酶的失活，载体廉价易得，但是依靠物理吸附作用结合力弱酶易脱落，使用范围窄；

包埋法：将包埋在多孔载体内而制成固定化酶的方法，天然凝胶包埋处理条件温和操作简单酶活损失少但是强度低，合成凝胶强度高，对温度pH值耐受性强，但是需要在一定的条件下进行对酶的活力有所影响，为防止固定化后酶从凝胶中渗出，凝胶孔径需控制在小于酶分子直径范围内，对于大分子底物的酶不太适合，该固定化方法多用于细胞固定化；

结合法：选择适宜的载体，使之通过共价键或离子键与酶结合在一起的固定化方法，分为离子键结合和共价键结合法，离子键结合法条件温和操作简便，活力损失少但是结合不牢固，需控制好pH值温度和离子强度等条件；共价键结合法酶结合牢固可以连续使用，但操作麻烦酶活力损失大；

交联法：借助双功能试剂是酶分子之间发生交联作用，制成网状结构的固定化酶，制备的固定化酶和细胞结合牢固可以长时间使用，但是酶活损失大，且颗粒小使用不方便，可以将交联法和吸附法或包埋法结合使用。

热处理法：是将含酶细胞在一定温度下加热处理一段时间，使酶固定在体内，而制备得到固定化菌体的方法。只适用于那些热稳定性较好的酶的固定化。

10、酶生物合成的模式有哪些？阐述理想的酶合成模式。

答：①同步合成型：酶生物合成与细胞生长同步进行的一种酶生物合成模式。（生长偶联型）特点：酶是可诱导的；酶不受分解代谢物的阻遏作用，也不受产物的反馈阻遏作用；该类型酶所对应的mRNA很不稳定其寿命一般只有十几分钟。酶动力学方程：dE/dt=auX

②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。特点：其生物合成可以受诱导物的诱导；一般不受分解代谢物的阻遏；这些酶所对应的mRNA相当稳定。酶动力学方程：dE/dt=auX+bX

③中期合成型：该类型的酶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以后，酶的生物合成也随之停止。特点：酶的生物合成受到产物的反馈阻遏作用或分解代谢物的阻遏作用；酶所对应的mRNA稳定性差。酶动力学方程：dE/dt=auX

④滞后合成型：此类型酶是在细胞生长一段时间或者进入平衡期以后才开始其生物合成并大量积累，又称为非生长偶联型。特点：该酶所对应的mRNA具有很高的稳定性；受到培养基中存在的阻遏物的阻遏作用。酶动力学方程：

其中最理想的合成模式是延续合成型。属于该类型的酶可以是组成酶，也可以是诱导酶。因为属于延续合成型的酶，在发酵过程中没有生长期和产酶期的明显差别。细胞一开始生长就有酶产生，直至细胞生长进入平衡期以后，酶还可以继续合成一段较长的时间。对于其他合成模式的酶，可以通过基因工程\细胞工程等先进技术，选育得到优良的菌株，并通过工艺条件的优化控制，使他们的生物合成模式更加接近于延续合成型。用两个罐。