现代酶工程复习题

1、现代酶工程复习题现代前工程习题第一章 绪论1.酶工程的概念、分类及其研究内容。2. Payen 和 Person、Buchner 兄弟、Sumner、Fisher、Koshland、Henri、Michaelis 和Menten、Jacob和Monod、Cech和Altmam及干佃一郎对酶工程学的发展做出的主要贡 献是什么？第二章酶工程基础1、悔的命名EC 1. 1. 1. 1代表一种什么酶类? P9 2、酶的化学本质? P153、氨基酸残基的类型？什么是酶的必需基团？什么是酶的活性中心？ P16 4、酶的催 化反应特点？ P31 5、酶催化反应的作用机制？ P356、什么是平衡态假说和拟稳态

2、假说？要求会推导方程。7、米氏常数Km的含义？ P458、画出并简述从菠萝皮中提取蛋白酶的工艺及原理？ P219、分析影响微生物产能量生产工艺方面的因素及常用控制方法？（若结合到中性蛋 白酶的生产，参数及方法需具体化）10、能生物合成方面的因素有哪些？具体到酸性蛋白酶的生产，分析提高产酶量可能 的措施？11、能分离纯化方法有哪些？分离纯化时注意事项？酶分离纯化的一般步骤？悔为什 么要分离纯化？12、列举能在淀粉类食品、蛋白类食品及果蔬类食品方面的应用？简述酶的应用对食 品科学的发展意义？13、什么是酶固定化？固定化酶优点？固定化酶方法？ P66 14、固定化对酶活性及能 反应系统的影响的原因？

3、15葡萄糖在葡萄糖异构酶存在时转化为果糖的反应机理为：试分别用如下不同方法推导出反应速率方程：（,卜胶微近似法：（。）拟 稳态近似法。第四章酶反应器的设计和放大1、画出分批搅拌罐式反应器和连续搅拌罐式反应器的示意图，说明它们在操作上的 异同？2、什么是反应器放大？有哪些放大方法？3、影响酶反应器操作的因素有哪些？如何确定及控制这些因素？第五章醐的分子 修饰与改造1、什么是酶的分子修饰？主要方法有哪些？ 2、为什么要对酶分子进行修饰？举例 说明。第七章核能与脱氧核酶(不要求)第八章抗体酶1、什么是抗体酶？2、将抗体转变为酶的主要途径有哪些？1946年，鲍林(Pauling)用过渡态理论阐明了能催

4、化的实质，即酶之所以具有催化活 力是因为它能特异性结合并稳定化学反应的过渡态(底物激态)，从而降低反应能级。1969 年杰奈克斯(Jencks)在过渡态理论的基础上猜想：若抗体能结合反应的过渡态，理论上它 则能够获得催化性质。1984年列那(Lerner)进一步推测：以过渡态类似物作为半抗原，则 其诱发出的抗体即与该类似物有着互补的构象，这种抗体与底物结合后，即可诱导底物进 入过渡态构象，从而引起催化作用。根据这个猜想列那和苏尔滋(P. C. Schultz)分别领导各自的研究小组独立地证明了：针对段酸酯水解的过渡态 类似物产生的抗体，能催化相应的峻酸酯和碳酸酯的水解反应。1986年美国Sci

5、ence杂志 同时发表了他们的发现，并将这类具催化能力的免疫球蛋白称为抗体酶或催化抗体。抗体能具有典型的防反应特性：与配体(底物)结合的专一性，包括立体专一性，抗体 能催化反应的专一性可以达到甚至超过天然酶的专一性；具有高效催化性，一般抗体酶催 化反应速度比非催化反应快104108倍，有的反应速度己接近于天然酸促反应速度；抗 体酶还具有与天然能相近的米氏方程动力学及pH依赖性等。 将抗体转变为酶主要通过 诱导法、引入法、拷贝法三种途径。诱导法是利用反应过渡态类似物为半抗原制作单克隆 抗体，筛选出具高催化活性的单抗即抗体酶：引入法则借助基因工程和蛋白质工程将催化 基因引入到特异抗体的抗原结合位点

6、上，使其获得催化功能，拷贝法主要根据抗体生成过 程中抗原-抗体互补性来设计的。博莱克(Pollack)等以硝基苯酚磷酸胆碱酯作为半抗原诱 导产生单抗，经筛选找到加快水解反应1. 2万倍的抗体酶。第九章模拟酶1、什么是模拟能？2、模拟酶可以分为哪些类型？ 3、分子印迹酶？ P164第十章非水介质中的酶催化反应有机介质反应体系的主要类型？ P179答案：11、(一)酶为什么要分离纯化、抑制或利用酶需要知道酣的性质，而研究酶需要一定纯度的酣：、研究酶的 结构、底物特异性或动力学参数需要纯酶；、能应用时尤其是用于药物时，需要高纯酶，否则易引起过敏等不良反应。（二）、悔的分离纯化方法如下：依据的性质分子

7、大小或质量电荷分离方法离心、凝胶过滤透析、超滤离子交 换色谱电泳等电聚焦适用规模大/小小小大/小小小溶解度特殊结合性质等电 点法（改变pH）盐析（改变I）有机溶剂沉淀亲和色谱亲和洗脱大/小大大小大 /小（三）分离纯化时注意事项。低温进行，保持酶活；保持一定的pH值。过酸过碱都易引起能失活，提取时应远离pl,沉淀分离时接近 pl：过程应尽可能快速进行：设法抑制酶活，以防防之间的相互作用；注意前后两个方法的相容性。透析、凝胶、过滤使样品变稀，紧接着应采用浓缩效 果较好的分离方法：在酶的分离纯化过程中，不宜连续重复使用以酶的同一性质为依据的分离方法。如 在离子交换色谱后，不应采用以电荷性质为依据的分

8、离方法。（四）酶的一般纯化步骤。 生物体组织预处理 I （破碎、抽提、离心分离） 无细胞抽提液tI除核酸（以防干扰pr。分离，等电点法） 粗分离 盐析法（NH4）2） S04分级沉淀法）或等电点沉淀I I分子筛法（透析、超滤、凝胶过滤）t I细分离离子交换层析或亲和层析I I透析f较纯酶液-1电泳法检验纯度12、列举能在淀粉类食品、蛋白类食品及果蔬类食品方面的应用？简述酶的应用对食 品科学的发展意义？答：目前能在食品中的应用领域主要有：（一）酶的食品应用：a、淀粉类食品：1）、a淀粉E及葡萄淀粉酶，用于生产葡萄糖；2）、用葡萄糖异 构酶生产果葡糖浆：3）、用a淀粉酶、B淀粉酶生产多糖。b、蛋白

9、质类食品：1）、凝乳酶用于干酪生产；2）、乳糖酶水解乳糖：3）、用葡萄 糖氧化随，除去蛋粉等制品中存在的少量葡萄糖以防止褐变，提高产品质量；4）、醉酒 抗寒，肉类嫩化。C、果蔬加工方面：1）、果胶酶用于果汁、果酒澄清，提高可过滤性，增加出汁率； 2）、柚甘酶可用于分解柑桔类果肉和果汁中柚皮甘，除苦味：3）、橙皮甘酶可使橙皮件 分解，有效防止柑桔类罐头制品出现白色浑浊。（二）酶对食品工业及食品科学的发展具有重大意义，主要体现在：酶是高效的 生物催化剂，其高度专一性，高效的催化效率以及温和的反应特性，决定了酶生产过程产 品质量高，耗能低，废物排放少，应用于食品工业，可充分利用有限的农产品资源，具有

10、 非常重要的现实意义。醐产业是一种高效的产业。随作为高效的生物催化剂应用于食品工业时，可以获得 很高的附加值。如美国1985年用葡萄糖异构成生产高果糖浆，其附加值达30多倍（24亿 /6000 万）。生物界前的种类达2000多，合理开发和使用，可广泛应用食品等工业过程。目前 已开发并获得应用的只有几十种，因此随制剂及其应用工业具有非常广阔的前景。已获应 用的酶己初步证明这一点。从酶的应用，不难分析得到随至少在以下几方面对食品科学产生的重要影响：a、 改造食品原料（包括植、动，及微生物可食部分）。例如通过改造酵母的基因，获得重组 凝乳酶的表达。国外己经商品化 用于奶酪生产，再如通过适当手段控制材

11、料中的酶活 性，使原料易于保鲜及保存；b、促进食品加工工艺改良，如双酶法生产葡萄糖，取代了传统的酸解法；c、改造 食品分析手段，如胭酶电极用于各项目的分析，还有用固定化的葡萄糖氧化酶测定葡萄糖 含量等。10题答案酶生物合成调节方面的因素。普遍地讲，通过生物合成调节能产量的措施有：（1）、添加诱导物。酶的作用底物。酶的反应产物。酶的底物类似物。（2）、抑制阻遏物浓度。产物阻遏作用。分解代谢物阻遏作用。（3）、添加表面 活性剂。（4）、添加产酶促进剂。相应地，具体到黑曲霉酸性蛋白能的生产，可采取以下措施提高产能量。添加诱 导物。其作用的本质是纯化R产生的变构pro,使其不能号操纵结合。酶一般都可由

12、其作 用底物诱导产生。蛋白质等类似物可用黑曲霉酸性蛋白能生产的诱导物，在培养基中采用 低的碳氮比有益于酶的生产。抑制产物的阻遏作用。许多酶可能由其催化反应的产物阻遏。因此用r,黑曲霉酸性 proE生产的培养基应限制氨基酸等成分的含量，同时在生产过程中，为防止产物阻遏，可 采用中途补料等方法。抑制分解代谢物的阻遏。一些容易利用的碳源如葡萄糖往往容易阻遏果酶的生物合 成。其阻遏的机理是代谢物通过代谢途径降解，一部分能量贮于ATP中。因此培养基中应 不采用葡萄糖等容易利用的碳源。添加表面活性剂。导致CAMP的生成受阻，使CAMP-CRP的浓度降低，不能结合P的 位置,E无法合成。如吐温(Tween)和特里顿(T