酶工程整理

1.酶工程：在一定的生物反应装置里，利用酶的催化作用将相应的原料转化为有关物质的技术。

2.蛋白质工程：是通过对蛋白质已知结构和功能的了解，借助计算机辅助设计，利用基因定点诱变等技术，特异性地对蛋白质结构基因进行改选，产生具有新的特性的蛋白质技术。

3.酶的改性：是指通过各种方法改进酶的催化特性的技术过程，主要包括酶分子修饰，酶固定化，酶非水相催化和酶定向进化等。

4酶的生产:通过各种方法获得人们所需的酶的技术过程，主要包括微生物发酵产酶、动植物培养产酶和酶的提取与分离纯化等。

5.酶的应用:通过各种方法获得人们所需的物质或者除去不良物质的技术过程，主要包括酶反应器的选择与设计以及酶在各个领域的应用等。

6.酶的提取：在一定条件下，用适当的溶剂或溶液处理含酶原料，使酶充分溶解到溶剂或溶液中过程，也称酶的抽提。

7.有机溶剂沉淀法:利用酶与其他杂质在有机溶剂中的溶解度不同，通过添加一定量的某种有机溶剂使酶或杂质沉淀析出，从而使酶与杂质分离的方法。

8.β分段盐析:在一定的盐和离子强度条件下(Ks为常数)，通过改变温度和pH值，使不同的酶或蛋白质分离的方法。

9.Ks分段盐析:在一定的温度和pH值条件下（β为常数），通常改变离子浓度，使不同的酶或蛋白质分离的方法。

10盐析沉淀法:简称盐析法，是利用不同蛋白质在不同的盐浓度条件下溶解度不同的特性，通过在酶液中添加一定浓度的中性盐，使酶或杂质从溶液中析出沉淀，从而使酶与杂质分离的过程。

反胶束:将表面活性分散于非极性溶剂中形成的纳米尺度的一种聚集体
自我剪接酶:在一定条件下催化本身RNA分子同时进行剪切和连接反应的R酶。

吸附法:利用各种固体吸附剂，将细胞吸附在其表面而使细胞固定化的方法。

易错PCR：从酶的单一基因出发，在改变反应条件的情况下进行聚合酶链反应，使扩增得到的基因出现碱基配对错误，从而引起基因突变的技术过程。

DNA重排技术：又称为DNA改组技术，是从正突变基因文库得到的同源DNA，用酶切割成随机片段，经过不加引物的多次PCR循环，使DNA的碱基序列重新排布而引起基因突变的技术。

pH印记:在有机介质反应中，酶所处的pH环境中与酶在冻干或吸附到载体上之前所使用的缓冲液pH相同
氨基酸置换修饰：将酶分子肽链上的某一个氨基酸置换成另一个氨基酸，从而改变酶的催化特性的修饰方法。

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，使酶的催化特性发生改变的修饰方法。

大分子结合修饰;采用水溶性大分子与酶的侧链基团共价结合，使酶分子的空间构象发生改变，从而改变酶的催化特性的方法。

侧链基团修饰:采用一定的方法使酶的侧链基团发生改变，从而改变酶的催化特性的修饰方法。

肽链有限水解修饰:在肽链的限定位点进行水解，使酶的空间结构发生某些精细的改变，从而改变酶的催化特性的方法。

细胞的固定化:通过各种方法将细胞固定在水不溶性的载体上，制备固定化细胞的过程
固定化酶:指在固定在一定载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶。

半透膜包埋法：将包埋在由各种高分子聚合物制成的小球内，制成固定化酶。

常用于制备固
定化酶的半透膜有聚酰胺膜、火棉胶膜等。

酶定向进化：是模拟自然进化过程，在体外进行酶基因的人工随机突变，建立突变基因文库，在人工控制条件的特殊环境下，定向选择得到具有优良催化特性的酶的突变技术过程。

固定化细胞：固定在载体上并在一定的空间范围内进行生命活动的细胞。

酶的固定化：采用各种方法，将酶固定化在水不溶性的载体上，制备成固定化酶的过程。

二、英汉互译
吸附法：absorbing method
氨基酸置换修饰：aminoacid substitute modification
多肽链：abzyme
鼓泡式反应器（BCR）：bubble column reactor
分批搅拌罐反应器（BSTR）：batch stirred tank reactor
键合法：coupling method
交联法：crosslinking method
连续搅拌罐反应器（CSTR）:continuous stirred tank reactor
抗体酶：catalytic antibody
DNA改组技术：DNA shuffling
包埋法：entrapping method
酶的生产：enzyme production
酶的改性：enzyme improving
酶的应用：enzyme application
酶工程：enzyme enginerring
酶分子修饰：enzyme molecular modification
酶的固定化：enzyme immobilization
非水相催化：enzyme catalysis in non-aqueous phase
酶定向进化：enzyme directed evolution
酶反应器：enzyme reactor
流化床式反应器（FBR）：flutdized bed reactor
高通量筛选技术（HTS）：high throughput screening
主——客体化学：host——guest chemistry
固定化酶：immobilized enzyme
固定相：mobile phase
金属离子置换修饰：metal ion substitute modification
大分子结合修饰：macro molecules combine modification
膜反应器（MR）：membrane reactor
非水介质体系：microaqueous media
核苷酸置换修饰：nucleotide substituted modification
肽链有限水修饰：peptide chain limit hydro lysis modification
填充床式反应器（PCR）：packed column reator
喷射式反应器（PR）：projectional reactor
印记分子（P）：print——molecule
核酶：ribozyme
流动相：stationary phase
侧链基团修饰：side residues modification
定点突变：site directed mutagenesis
搅拌罐式反应器（STR）：stirred tank reactor
超分子：supramolecular
模板分子（T）：template
填空
1．定向进化的基本过程（随机突变）、（构建突变基因文库）、（定向选择）。

2．用离子结合法制备的固定化酶要控制的操作条件（pH）、（离子强度）、（温度）。

3．影响酶生物合成模式的主要因素（酶所对应的mRNA 的稳定性）、（培养基中阻遏物的存在）。

4．细胞破碎方法（机械破碎法）、（物理破碎法）、（化学破碎法）、（酶促破碎法）。

5．固定化的方法（吸附固定化技术）、（包埋固定化技术）、（结合固定化技术）、（交联固定化技术）、（热处理固定化技术）。

6．搅拌罐式反应器的操作方式（分批式）、（流加分批式）、（连续式）。

7．酶反应器的设计（反应器类型的选择）、（反应器制造材料的选择）、（热量衡算）、（物料衡算）。

8．酶的非水相催化（有机介质中的酶催化）、（气相介质中的酶催化）（超临界流体介质中的酶催化）、（离子液介质中的酶催化）。

9．酶的生产方法（提取分离法）、（化学合成法）、（生物合成法）。

简答
1.提高酶产量的措施
1.添加诱导剂
2.控制阻遏物浓度
3.添加表面表性剂
4.添加产酶促进剂
2.在细胞培养产酶过程中，植物细胞与动物细胞及微生物细胞之间的特性差异主要有那些？答:1.植物细胞比微生物细胞大得多，体积比微生物细胞大103-106倍;植物细胞的体积比动物细胞大；2.植物细胞的生长速率和代谢速率比微生物低，生长倍增时间较微生物长;生长周期也比微生物长;
3.植物细胞和微生物细胞的营养要求较为简单;
4.植物细胞与动物细胞、微生物细胞的主要不同点之一是大多数植物细胞的生长以及次级代谢物的生产要求一定的光照和光照时间;
5.植物细胞与动物细胞一样随剪切力敏感，需要在生物反应器的研制和培养过程通风、搅拌方面严加控制;
6.植物细胞和微生物细胞、动物细胞用于生产的主要目的产物各不相同。

3.固定化动物细胞的特点
1、由于有载体的保护作用，可提高动物细胞的存活率。

2、动物细胞固定化后，可先在生长培养基中生长繁殖，使细胞在载体上形成最佳分布并达到一定的细胞密度后，转移至发酵培养基，控制发酵条件，使细胞从生长期转变到生产期，以利于提高产率。

3、可反复使用或连续使用较长的时间。

4、易于与产物分开，利于产物分离纯化，提高产品质量。

4.酶的提取过程中，细胞破碎的方法有哪些，各方法所依据的原理是什么？
答:1.机械破碎法;原理：通过机械运动产生的剪切力，使组织、细胞破碎;2.物理破碎法;原理：通过各种物理因素的作用，使组织、细胞的外层结构破坏，而使细胞破碎;3.化学破碎法;原理：通过各种化学试剂对细胞膜的作用，从而使细胞破碎;4.酶促破碎法;原理：通过细胞本身的酶系或外加酶制剂的催化作用，使细胞外层结构受到破坏，从而达到细胞破碎。

5.金属离子置换修饰的过程主要包括哪些步骤？
答:1.酶的分离纯化：首先将欲进行修饰的酶分离纯化，除去杂质，获得具有一定纯度的酶液;2.除去原有的金属离子：在经过纯化的酶液中加入一定量的金属螯合剂; 3. 加入置换离子：于去离子的酶液中加入一定量的另一种金属离子，酶蛋白与新加入的金属离子结合，除去多余的置换离子，就可以得到经过金属离子置换后的酶。

6.酶的侧链基团修饰的方法及各方法的原理
7.酶在有机介质中起催化作用时显示出哪些与在水相介质中不同的催化特性？（酶在有机介质中起催化作用时显示出的催化特性）
答:1.底物专一性;2.对映体选择性;3.区域选择性;4.键选择性；5.热稳定性;6.pH特性。

8.有机溶剂对有机介质中酶催化的影响主要有哪些?
答:1.有机溶剂对酶结构和功能的影响:酶具有完整的空间结构和活性中心才能发挥其催化功能;2.有机溶剂对酶活性的影响:有些有机溶剂，特别是极性强较的有机溶剂，会夺取酶分子的结合水，影响酶分子微环境的水化层，从而降低酶的催化活性，甚至引起酶的变性失活;3.有机溶剂对底物和产物分配的影响:有机溶剂与水之间的极性不同，在反应过程中会影响底物和产物的分配，从而影响酶的催化反应。

9.在工业生产中，优良的产酶微生物应具备哪些条件？
答: 1.酶的产量高：优良的产酶微生物首先要具有高产的特性，才能有较好的开发应用价值;2.容易培养和管理：优良的产酶微生物必须对培养基和工艺条件没有特别苛刻的要求，容易生长繁殖，适应性强，易于控制，便于管理;3.产酶稳定性好：优良的产酶微生物在正常的条件下，要能够稳定地生长和产酶，不易退化，一旦出现退化现象，经过复壮处理，可以使其恢复原有的产酶特性;4.利于酶的分离纯化：酶生物合成以后，需要经过分离纯化，才能得到可以在各个领域应用的酶制剂;5.安全可靠、无毒性：要求产酶微生物及其代谢产物安全无毒，不会对人体和环境产生不良影响，也不会对酶的应用产生其他不良影响。

10.何谓酶工程，试述其主要内容和任务。

答:酶工程是指在一定的生物反应装置里，利用酶的催化作用将相应的原料转化为有关物质的技术。

主要内容：微生物细胞发酵产酶，动植物细胞培养产酶，酶的提取与分离纯化，酶分子修饰，酶、细胞、原生质体固定化，酶非水相催化，没定向进化，没反应器和酶的应用等。

主要任务是经过预先设计，通过人工操作获得人们所需的酶，并通过各种方法使酶的催化特性得以改进，充分发挥其催化功能。

11.请简述大分子结合修饰法的主要过程？
答:1.修饰剂的选择：大分子结合修饰采用的修饰剂是水溶性大分子;2.修饰剂的活化：作为修饰剂使用的水溶性大分子含有的基团往往不能直接与酶分子的基团进行反应而结合在一起;3.修饰：将带有活化的大分子修饰剂与经过分离纯化的酶液以一定的比例混合，在一定的温度、pH等条件下反应一段时间，使修饰剂的活化基因与酶分子的某侧链基团以共价键结合，对酶分子进行修饰;4.分离：酶经过大分子结合修饰后，不同酶分子的修饰效果往往有所差别，有的酶分子可能与一个修饰剂分子结合，有的酶分子则可能与2个或多个修饰剂分子结合，有的酶分子还可能没有与修饰剂分子结合。

12..酶反应器操作过程中除了控制好各种条件以外，还必须注意哪些问题？
答:1.保持酶反应器的操作稳定性: 在酶反应器的操作过程中，应尽量保持操作的稳定性，以
避免反应条件的剧烈波动;2.防止酶的变性失活:在酶反应器的操作过程中，应当特别注意防止酶的失活变性;3.防止微生物的污染: 在酶催化反应过程中，由于酶的作用底物或反应物往往只有一两种，不具备微生物生长、繁殖的基本条件。

13.酶的提取过程中，沉淀分离方法主要包括哪些,各方法的分离原理是什么？
答:1.盐析沉淀法；原理：是利用不同蛋白质在不同的盐浓度条件下溶解度不同的特性，通过在酶液中添加一定浓度的中性盐，使酶或杂质从溶液中析出沉淀，从而使酶与杂质分离;2.等电点沉淀法;原理：利用两性电解质在等电点时溶解度最低以及不同的两性电解质有不同的等电点这一特性，通过调节溶液的pH，使酶或杂质沉淀析出，从而使酶与杂质分离;3.有机溶剂沉淀法;原理：利用酶与其他杂质在有机溶剂中的溶解度不同，通过添加一定量的某种有机溶剂使酶或杂质沉淀析出，从而使酶与杂质分离的方法;4.复合沉淀法; 原理：在酶中加入某些物质，使它与酶形成复合物而沉淀下来，从而使酶与杂质分离;5.选择性变性沉淀法;原理：选择一定的条件使酶液中存在的某些杂蛋白等杂质变性沉淀，而不影响所需的酶。

14.相对于盐析法，有机溶剂沉淀法在酶提取的过程中有哪些优缺点？（有机溶剂沉淀法的优缺点）
答:优点:1)易于离心或过滤分离;2)不含无机盐;3)分辨率较高。

缺点:易引起酶的失活变性15.有机溶剂法使酶沉淀析出的原理是什么？
答:利用酶与其他杂质在有机溶剂中的溶解度不同，通过添加一定量的某种有机溶剂使酶或杂质沉淀析出，从而使酶与杂质分离的方法。

16.在酶的发酵生产中，如何控制微生物发酵产酶的工艺条件？（微生物发酵产酶的工艺条件控制）
答:1.培养基的选择和控制，生产中碳源、氮源对微生物酶生产的诱导或抑制作用是最重要的考虑因素；培养基中碳源与氮源的比例是随生产的酶类、生产菌株的性质和培养阶段的不同而改变的；培养基中无机盐、生长因子和产酶促进剂也是要考虑和控制的。

2.温度控制，酶生产的培养温度随菌种而不同；有的为了利于菌体生长和酶的合成，也有进行变温生产的。

3.酶生产的合适pH通常和酶反应的最适pH接近；当然也有例外，pH也可能影响微生物分泌的酶系。

4.通气搅拌随菌种和生产阶段而及时变化
六、论述题
1.举例说明酶在食品方面有哪些重要应用？
答:1)酶在食品保鲜方面的应用;①食品除氧保鲜;②蛋类制品脱糖保鲜;③食品灭菌保鲜
2)酶在食品生产方面的应用;①没在淀粉类食品生产方面的应用;②酶在蛋白类食品生产方面的应用;③酶在果蔬类食品生产方面的应用;
3)酶在食品添加剂生产方面的应用①酶在酸味剂生产中;③的应用;②酶在食品增味剂生产中的应用;③酶在甜味剂生产中的应用;④酶在乳化剂生产中的应用;
4)改善食品风味的品质和风味。

2.举例说明酶在医药方面有哪些重要应用？
答：一.酶在疾病诊断方面的应用;1)根据体内酶活性的变化诊断疾病;①酸性磷酸酶②碱性磷酸酶③转氨酶④乳酸脱氢酶⑤乳酸脱氢酶同工酶⑥葡萄糖磷酸异构酶⑦胆碱酯酶⑧端粒酶;2）用酶测定体液中某些物质的变化诊断疾病;①利用葡萄糖氧化酶检测葡萄糖的含量，进行糖尿病诊断;②利用葡萄糖氧化酶和过氧化物酶的联合作用检测葡萄糖的含量，诊断糖尿病;③利用尿激酶测定尿素含量，从而诊断肝脏，肾脏的病变;④利用胆固醇氧化酶测定血液中胆固醇的含量，从而诊断高血脂等疾病;⑤利用谷氨酰胺酶测定脑脊液中谷氨酰胺含量，进行肝硬化、肝昏迷的诊断;⑥利用DNA聚合酶检测基因是否正常，进行基因诊断、检测癌基因⑦利用酶标免疫检测法测定抗体或者抗原;
二、酶在疾病预防和治疗方面的应用;1)蛋白酶;2)α-淀粉酶;3)脂肪酶;4)溶菌酶;5)超氧化物
歧化酶;6)L-天冬氨酸酶;7)尿激酶;8)纳豆激酶;9)豆豉纤溶酶;10)凝血酶;11)组织纤溶酶原激活剂;12)乳糖酶;13)核酸类酶;
三、三.酶在药物制造方面的应用;1)青霉素酰化酶制造半合成抗生素;2)β-酪氨酸酶制造多巴;3)核苷磷酸酶制造阿糖腺苷;4)无色杆菌蛋白酶制造胰岛素;5)多核苷酸磷酸化酶生产聚肌胞;6)β-D-葡萄糖酶制造抗臃肿人参皂苷。