酶工程复习要点

1、酶的催化作用特点：具有专一性，催化效率高和反应条件温和等显著特点。

2、酶研究的两个方向：理论研究方向和应用研究方向。理论研究方向：酶的理化性质、催化性质、催化机制等。应用研究：促进了酶工程的形成。

3、酶工程的定义：利用酶或者微生物细胞，动植物细胞，细胞器，借助于酶的催化作用，通过工程学手段生产产品或提供社会服务的科学体系。

4、酶工程的应用范围：①对生物资源中天然酶的开发和生产②自然酶的分离纯化与鉴定技术③酶的固定化技术④酶反应器的研制与应用⑤与其它生物技术领域的交叉与渗透。

5、酶工程的组成：①酶的发酵生产②酶的分离纯化③酶分子修饰④酶和细胞固定化⑤酶反应器和酶的应用等方面。

6、酶工程的主要任务：通过预先设计，经过人工操作控制而获得大量所需的酶，并通过各种方法使酶发挥其最大的催化功能。

8、酶的分类：第1类，氧化还原酶；第2类，转移酶；第3类，水解酶；第4类，裂合酶；第5类，异构酶；第6类，合成酶；第7类，核酸类酶。

9、酶的作用机制：酶的催化机理可能与几种因素有关：酶与底物结合时，两者构象的改变使它们互相契合，底物分子适当地向酶分子活性中心靠近，并且趋向于酶的催化部位，使活性中心这一局部地区额底物浓度大大增高，并使底物分子发生扭曲，易于断裂。在另一些情况中，可能还有一些其他的因素使酶反应速度稍有一些提高，如酶与底物形成有一定稳定度的过渡态中间物——共价的ES中间物，这种ES中间物又可迅速地分解成产物，又如酶活性中心的质子供体和质子受体对底物分子进行了广义的酸碱催化等。

10、酶的催化能力：酶仅能改变化学反应的速度，并不不能改变化学反应的平衡点。酶本身在反应前后也不发生变化例如肽键遇水自发地进行水解的反应极为缓慢，当有蛋白酶存在时，这个反应则进行得十分迅速，可降低反应的活化能。在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物(S)分子的平均能量水平较低为“初态”，在反应的任何一瞬间反应物中都有一部分分子具有了比初态更高一些的能量，高出的这一部分能量称为活化能，使这些分子进入“过渡态”，这时就能形成或打破一些化学键，形成新的物质——产物（P）。即S变为P。这些具有较高能量，处于活化态的分子称为活化分子，反应物中这种活化分子愈多，反应速率就越快。活化能的定义是在一定温度下一摩尔底物全部进入活化态所需要的自由能，单位是焦耳/摩尔。

11、酶的专一性：酶的专一性是指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的反应。如果没有酶的专一性，在细胞中有秩序的物质代谢将不复存在，而且酶的应用将如同其他非酶催化剂那样受到局限。酶的专一性可以分为两类：①绝对专一性：一种酶只能催化一种物质进行一种反应，这种高度的专一性称为绝对专一性。②相对专一性：一种酶能够催化一类结构相似的物质进行某种相同类型的反应，这种专一性称为相对专一性。

12、酶的专一性确定过程：首先要选择一种该酶可催化的物质作为该酶的作用底物，通过实验确定其最适PH、温度等反应条件，其次是实验底物浓度对反应速度的影响，确定其米氏

常数，然后用其他有可能是该酶作用底物的物质，在相同条件下逐个进行实验，有时要在

不同条件下逐个试验，观察是否有催化反应发生，从而确定该酶是属于绝对专一性还是相对专一性，可作用于一类物质，可以选择几种有代表性的底物，求出各自的值，在某些情况下，不同底物有不同的最适PH值，而PH对有一定的影响，此时必须作出不同底物各自的PH

曲线。然后再在各自的最适PH值条件下进行试验，以确定各底物相对应的值，在进行酶

的专一性试验时，所使用的酶和各种底物都要尽可能地纯。对于有对称碳原子的物质，应分

别对不同的光学异构进行试验。

13、酶活力是酶的数量的量度指标，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，而酶结合效率是酶被固定比例的量度指标。

14、固定化酶活性损失的原因：酶本身失活、没从载体上脱落或载体破碎或溶解。

15、酶活的可调节性：酶活性调解的几种方式：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⑤抑制剂调节⑥反馈调节⑦金属离子和其它小分子调节。

16、几种调节机理：①别构效应的调控②可逆共价修饰调控③酶原的激活④激促蛋白质或抑制蛋白质的调控。

17、酶活力单位：每一min催化1的底物转化为产物的酶量定义为一个活力单位。

18、酶的比活力：是指在特定条件下，每1mg酶蛋白所具有的酶活力单位数，即酶比活力=酶活力/mg酶蛋白。

19、酶与抑制剂结合后如果值增加，则该抑制属于竞争性抑制，不变，抑制属于非竞争性抑制。减小，抑制属于反竞争性抑制。

20、酶的生产菌种要求：①酶的产量高。酶的性质应符合使用要求，而且最好是胞外酶生产菌；②酶的产量高发酵周期短，培养条件易控制。；③菌种产酶性能稳定，不易变异退化，不易感染噬菌体；④酶产物易分离纯化，回收率高；⑤不是致病菌，在系统发育上，最好与病原体无关，不产毒素。

21、终止酶反应的方法有：①反应时间一到，立即取出适量的反应液，置于沸水裕中，加热使酶失活②立即加入适宜的酶变性剂，使酶失活③加入酸或钾溶液，使反应的PH值迅速远离酶催化反应的最适PH，从而终止反应。④将取出的反应液立即置于冰粒堆中，或冰盐溶液中，使反应液的温度迅速降低至10摄氏度以下等等。

22、维持酶的稳定化的作用力：①金属离子、底物、辅因子和其他低相对分子质量配体的结合作用②盐桥和氢键③二硫键④对氧化修饰敏感的氨基酸含量较低⑤氨基酸残基的坚实装配⑥疏水相互作用。⑦蛋白质—蛋白质和蛋白质—脂的作用。

23、稳定天然酶的方法：①固定化②非共价修饰③化学修饰④蛋白质工程。

24、酶生物合成的基本过程：RNA的生物合成；翻译；肽链合成的起始；肽链的延长；肽链合成额终止：随着肽链的延伸，mRNA与70s核糖体不断地作相対移动，当mRNA分子中的终止密码子（UAA,UAG,UGA）移动到核糖体的A位时，没有相应的氨酰-tRNA进入，此时释放因子（ReleaseFactor）进入A位，并与终止密码子结合。据研究表明，释放因子有两种，其中RF-1可与UAA和UAG结合，而RF-2可与UAA和UGA结合。在释放因子进入A位后，已合成的完整肽链从P位转移到A位时，被释放出来，随之70s核糖体解离成为30s亚基和50s亚基，可重新用于下一次肽链的合成。新合成的肽链释放出来后，还需经过加工才能形成完整空间结构的酶或蛋白质。加工过程首先经过脱肽甲酰酶的作用，使甲酰甲硫氨酸残基上的甲酰基除去。有时还需要在氨肽酶的作用下从肽链的N-末端切除一个或数个氨基酸残基，然后自动折叠盘曲成完整的空间结构。

25、酶生物合成的调节：转录水平的调节控制，又称为基因的调节控制，这种控制理论最早是由雅各和莫诺德于1960年提出的操纵子学说来阐明的，基因对酶生物合成的调节控制有3种模式。即分解代谢物阻遏作用，酶合成的诱导作用以及酶合成的反馈阻遏作用。操纵子学说认为DNA分子中的酶生物合成有关基因有四种，即操纵基因、调节基因、启动基因和结构基因，它们共同作用只能执行一个基因功能。

26、酶的合成类型：酶的生物合成模式分为4种：①同步合成型：E合成与细胞合成生长同步。当细胞进入对数生长期，酶大量产生，细胞进入平衡期酶合成停止，其生物合成可被诱