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生化酶的特性
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机体细胞中的酶，按其所参加酶促反应的性质，分为六大类。&&& （1）氧化还原酶类&&& 氧化还原酶类催化氧化还原反应。常见的氧化还原酶有酚酶、脂肪氧合酶和过氧化物酶等。其中，酚酶可以氧化酚类和醇类化合物，生成醌或酮，脂肪氧合酶可以使不饱和脂肪产生过敏化物的臭味；过氧化物酶则可以催化分解过氧化氢和其他有机过氧化物。&&& （2）转换酶类&&& 转换酶类主要催化功能基团的转移反应。例如在蛋白质代谢过程中，具有重要作用的转氨酶，就是一种氨基转换酶类。&&& （3）水解酶类&&& 水解酶类主要催化水解反应。重要的水解酶有淀粉酶、脂酶、蛋白酶和核酸酶等。其中，淀粉酶可以使淀粉水解，变成糊精、麦芽糖和葡萄糖；脂酶可以使脂肪水解，产生甘油二酯、甘油一酯、甘油以及脂肪酸；蛋白酶可以使蛋白质发生水解，主要生成肽类以及氨基酸；核酸酶则可以使核苷酸消化水解为核苷酸、核苷和碱基。&&& （4）裂合酶类&&& 裂合酶类又称为脱加酶类，它主要催化从底物上移去一个基团而留下双键的反应或其逆反应。重要的裂合酶有醛缩酶、水化酶及脱羧酶等。其中，醛缩酶可以使二磷酸酮糖转变为磷酸酮糖和磷酸醛糖；水化酶可以使延胡素酸加合水，转变成苹果酸；脱羧酶可以使丙酮酸脱羧，形成乙醛。&&& （5）异构酶类&&& 异构酶类主要催化各种同分异构体的相互转变。例如6-磷酸葡萄糖异构酶，可以使葡萄糖-6-磷酸与果糖-6-磷酸发生互变。&&& （6）合成酶类&&& 合成酶类又称为连接酶类，它主要催化一切必须与三磷酸腺苷分解相偶联，并且由两种物质合成—种物质的反应。例如谷氨酰胺合成酶，在三磷酸腺苷的参与下，可以将游离氨和谷氨酸转变为谷氨酰胺。酶的合成与分解&&& 酶的化学本质是蛋白质，所以其合成的过程与蛋白质的合成类似。在细胞内，酶的合成还与营养素和代谢产物的关系密切。一定的营养素的摄入，可以促进相应酶的合成，而其代谢之后的生成产物则抑制酶的合成。另外，激素通过对代谢过程的效应也对酶的合成具有很大的影响。
TA的最新馆藏[转]&[转]&[转]&[转]&[转]&[转]&作业；1酶工程的概念？其主要研究内容和任务有哪些？；概念：酶的生产与应用的技术过程称为酶工程；内容：微生物细胞发酵产酶、动植物细胞培养产酶、酶；任务：经过预先设计，通过人工操作，获得人们所需的；2.什么是核酸酶类？其发现有何重要意义？；定义：主要由核糖核酸组成――核酸类酶（R酶）；意义：它的发现，改变了有关酶的概念，被认为是最近；3.P酶和R酶的分类和命名有
1酶工程的概念？其主要研究内容和任务有哪些？
概念：酶的生产与应用的技术过程称为酶工程。
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、酶分子的修饰、酶，细胞和原生质体固定化、酶的非水相催化、酶反应器和酶的应用。
任务：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充分发挥其催化功能
2.什么是核酸酶类？其发现有何重要意义？
定义：主要由核糖核酸组成――核酸类酶（R酶）
意义：它的发现，改变了有关酶的概念，被认为是最近20年来生物科学领域最令人鼓舞的发现之一。
3.P酶和R酶的分类和命名有何异同？
主要由蛋白质组成――蛋白类酶（P酶）;主要由核糖核酸组成――核酸类酶（R酶）
P酶的分类原则：a按照酶催化作用的类型，将蛋白质酶类分为六大类
b每个大类中，按照酶的作用底物、化学键或基团的不同，分为若干亚类
c每一亚类中再分为若干小类d每一小类中包含若干具体的酶
命名：根据系统命名法，每一种具体的酶，除了有一个系统名称以外，还有一个系统编号。系统编号采用四码编码方法。第一个号码表示该酶属于6大类酶中的某一类，第二
个号码表示该酶属于该大类某一亚类，第三个号码表示亚类中的某一个小类，第四
个号码表示这一具体的酶在该小类中的序号。
R酶的分类原则：a根据酶作用的底物是其本身RNA分子还是其他分子，可以将R酶分为内催化和
分子间催化两大类。
b在每个大类中，根据酶的催化类型不同，将R酶分为若干亚类c在每个亚类中，
根据酶的结构特点和催化特性的不同，分为若干小类d在每一小类中包含若干具体
4.简述酶活力单位的概念和酶活力的测定方法？
概念：在最适条件（温度25℃）下，每分钟内催化1微摩尔（μmol）底物转化为产物所需的酶量为1个酶活力单位，即IU=1μmol /min。
测定方法：化学测定法、光学测定法、气体测定法
5.试述酶工程的发展概况与前景？
发展概况：
1894年，日本的高峰让吉用米曲霉制备得到淀粉酶，开创了酶技术走向商业化的先例。 1908年，德国的Rohm用动物胰脏制得胰蛋白酶，用于皮革的软化及洗涤。
1908年，法国的Boidin制备得到细菌淀粉酶，用于纺织品的褪浆。
1911年，Warlerstein从木瓜中获得木瓜蛋白酶，用于啤酒的澄清。
1949年，用微生物液体深层培养法进行?－淀粉酶的发酵生产，揭开了近代酶工业的序幕。 1960年，法国科学家Jacob和Monod提出的操纵子学说，阐明了酶生物合成的调节机制，通过酶的
诱导和解除阻遏，可显著提高酶的产量。
20世纪80年代迅速发展起来的动、植物细胞培养技术，继微生物发酵生产酶之后，已成为酶生产的
又一种途径。
前景：经过100多年的发展，酶工程已经成为生物工程的主要内容，在世界科技和经济的发展中起
着重要作用。今后将以更快的速度向纵深发展，显出广阔而诱人的前景
1.酶生物合成法生产的主要工艺过程包括那几个步骤？
(1)用作培养菌种及扩大生产的发酵罐的培养基的配制
(2)培养基、发酵罐以及辅助设备的消毒灭菌
(3)将已培养好的有活性的纯菌株以一定量转接到发酵罐中
(4)接种到发酵罐中的菌株控制在最适条件下生长并形成代谢产物
(5)将产物抽提并进行精制
(6)回收或处理发酵过程中产生的废物和废水
2.如何控制微生物发酵产酶的工艺条件？
发酵过程中，为了能对生产过程进行必要的控制，需要对有关工艺参数进行定期取样测定或进行连续测量。参数中，对发酵过程影响较大的有温度、ＰＨ、溶解氧浓度等。
(1)温度:温度对发酵的影响是多方面的，主要表现在对细胞生长、产物形成、发酵液的物理性质和生物合成方面。例如：枯草杆菌的最适温度为34--37℃，黑曲霉的最适温度为28--32℃
(2)pH:发酵过程中pH的变化取决于所用的菌种、培养基的成分和培养条件。微生物生长和生物合成都有其最适和能够耐受的pH范围，大多数微生物生长的最适pH6.3-7.5，霉菌和酵母生长的最适
pH4-6，放线菌生长的最适pH7-8。
(3)溶解氧浓度:对于好氧发酵，溶解氧浓度是最重要的参数之一。好氧性微生物深层培养时，需要适量的溶解氧以维持其呼吸代谢和某些产物的合成，氧的不足会造成代谢异常，产量降低。
3.提高酶产量的措施主要有哪些？
选育优良的产酶细胞、添加诱导物、控制阻遏物浓度、添加表面活性剂等
4.酶的生物合成有哪几种模式？
根据酶的合成与细胞生长之间的关系，可将酶的生物合成分为3种模式，即：
生长偶联型――（
同步合成型、中期合成型）
部分生长偶联型――延续合成型
非生长偶联型 ―― 滞后合成型
5.何谓产酶动力学？简述其动力学模型？
主要研究细胞产酶速度以及各种环境对产酶速度的影响规律。分为宏观酶动力学和微观酶动力学
一般产酶动力学方程可表达为：dE/dt=（αμ+β）*X
式中 X――细胞浓度(g /L);μ?――细胞比生长速率(h-1);α ――生长偶联的比产酶系数(IU/g);
β ――非生长偶联的比产酶速率(IU/(g?h));E――酶浓度(IU/L);t――时间(h)
生长偶联型：
β=0时，即dE/dt=αμX
部分生长偶联型 ： α =0时，即dE/dt=βX
非生长偶联型：dE/dt=（αμ+β）*X
1.微生物、动物和植物细胞之间的差异主要有那些？
三者之间的差异主要有：
A植物细胞&动物细胞&微生物细胞。
B 动物细胞、植物细胞的生产周期比微生物长。
C 植物细胞和微生物细胞的营养要求较简单。
D 植物细胞的生
长以及次级代谢物的生产要求一定的光照。
E植物细胞和动物细胞对剪切力敏感。
F 植物、微生物和动物细胞的主要目的产物各不相同。
2.简述动植物细胞培养的工艺条件及其控制措施？
植物 ：（1）工艺流程：外植体----细胞的获取---细胞培养----分离纯化----产物
（2）控制措施：a温度（一般为室温25℃）; b. pH(PH=5.0-6.0);c通气与搅拌;d光照的控制;
e前体的添加;f.诱导子的应用’
动物：(1)工艺流程：种质细胞-----（胰蛋白酶处理）-----悬浮细胞----（接入）-----培养液-----（人工
控制条件）------悬浮培养----（收集）--------培养液------分离纯化------产物
(2)控制措施：a温度：一般控制在36.5℃.
b .pH值：一般控制在7.0-7.6的微碱性范围内。
c.渗透压: 应与细胞内渗透压相同。d溶解氧：根据情况随时调节。
3.细胞培养的目的及其在研究工作中意义？
目的：获得细胞产物
意义:1.能长时间直接观察活细胞的形态结构和生命活动。2.便于使用各种不同的研究技术对细胞进
行研究。3.易于附加物理、化学、生物药物等实验因素。4.能同时提供大量生物性状相似的实
4.动植物细胞培养产酶有何特点？
植物：1.提高产率;2.缩短周期;3.易于管理、减轻劳动强度;4.提高产品质量;5.其他.
动物：1.细胞生长速度慢（需添加抗生素）; 2. 细胞体积大，无细胞壁保护，对剪切力敏感;
3.反应过程成本高，产品价格贵;
4. 细胞具有锚地依赖性; 5. 原代细胞一般繁殖50代
5.举例说明动植物细胞培养产酶的工艺过程？
植物：以大蒜细胞培养生产超氧化物歧化酶为例:1.大蒜愈伤组织的诱导;2.大蒜悬浮细胞培养;3.酶的
分离纯化细胞培养完成后，收集细胞，经过细胞破碎、提取、分离得到超氧化物歧化酶。
动物：以人黑色素瘤细胞培养生产组织纤溶酶原活化剂（tPA)为例:人黑色素瘤细胞培养生产tPA的
工艺过程：人黑色素瘤细胞培养基的配制、人黑色素瘤细胞培养、tPA的分离纯化
1.简述细胞破碎的主要方法和特点？
机械破碎法：通过机械运动产生剪切力使组织细胞破碎.a捣碎法：常用于动物内脏、植物叶芽、细
菌的细胞b研磨法：常用于微生物和植物细胞c匀浆法：常用于易于分散、比较柔软、
颗粒细小的组织细胞
物理破碎法：通过各种物理因素作用，使组织细胞的外层结构破坏，而使细胞破碎。常用于微生物
细胞的破碎.1.温度差破碎法;2.压力差破碎法（渗透压突变）;3. 超声波破碎法
化学破碎法：通过各种化学试剂对细胞膜的作用，而使细胞破碎.1.有机溶剂处理：破坏膜磷脂结构，
常用丙酮、丁醇、氯仿等。2.表面活性剂处理：常用非离子型表面活性剂。
酶促破碎法：通过细胞本身酶系或外加酶制剂的催化作用，使细胞外层结构受到破坏，而达到细胞
破碎。1.外加酶法：根据细胞壁的结构和组成特点，选用适当的酶。2.自溶法:细胞结
构在本身具有的各种水解酶作用下发生溶解的现象。
2.试述酶提取的概念和主要方法？
把酶从生物组织或细胞中以溶解状态释放出来的过程，即将尽可能多
的酶，尽量少的杂质从原料中引入溶液。
3.酶的沉淀分离有哪些？主要方法简述其原理与特点？
4.何谓双水相萃取和超临界萃取？各有何特点？
双水相萃取技术: 又称水溶液两相分配技术.两种不相溶的亲水性高分子聚合物水溶液。
由于形成的两相均有很高的含水量（达70%?90%），故称“双水相”系统。
优点：a.每一水相中均有很高的含水量，为酶等生物物质提供了一个良好的环境；
b. PEG、Dextran 和无机盐对酶等无毒害作用，不会引起变性。
超临界流体萃取: 利用欲分离物质与杂质在超临界流体中的溶解度不同而达到分离的一种萃取技术。 优点: 萃取率和反萃取率高;分离浓缩同时进行，溶剂可反复利用;解决胞内酶在非细胞环境中迅速
失活问题;破壁功能，直接从完整细胞提取酶蛋白;成本低.
5.何谓膜分离技术？在酶的生产中有何应用？
膜分离技术：大部分微滤以及超滤、反渗透、透析、电渗析等采用各种高分子膜为过滤介质称为膜过滤又
称为膜分离技术
膜分离中最常用的是透析
6.简述凝胶层析、亲和层析、离子交换层析的原理和操作要点？
离子交换层析原理：根据待分离物质带电性质不同的分离纯化方法。
a上样：上样体积不十分严格。b洗脱:增加溶液的离子强度 c梯度洗脱法:改变溶液的pH
d再生：用0.5mol/LNaOH和0.5mol/L NaCl混合溶液或0.5mol/L HCl处理。
凝胶层析原理：利用某些凝胶对于不同分子大小的组分阻滞作用的不同。大分子物质不能进入凝胶孔
内，在凝胶颗粒之间的空隙向下移动，并最先被洗脱出来；小分子物质可自由出入凝
胶孔，流程长而后流出层析柱。
操作：a凝胶的选择和处理,根据相对分子质量范围选择相应型号的凝胶介质。 将干胶悬浮于5-10
倍的蒸馏水中 ，充分溶胀，抽气，装柱。b柱的选择:采用L/D比值高的柱子，可提高分
辨率，但影响流速。c加样:体积不能过多，不超过凝胶床体积的5％，脱盐时可在10％左
右。d洗脱:洗脱液与平衡时用的buffer一致。洗速不可过快，保持恒速。e胶的保存:洗脱
完毕后，凝胶柱已恢复到上柱前的状态，不必再生处理。
亲和层析原理:利用生物大分子间特异的亲和力来纯化生物大分子.体通过适当的化学反应共价的连接
到载体上，待纯化的物质可被配体吸附，杂质则不被吸附，从层析柱流出，变换洗脱条件，
即可将分离的物质洗脱下来，实现分离提纯。
7.简述凝胶电泳的分类及其原理？
琼脂糖凝胶电泳：一般用于核酸的分离分析。琼脂糖凝胶孔径度较大，对大部分蛋白质只有很小的分
子筛效应。
聚丙烯酰胺凝胶电泳：可用于核酸和蛋白质的分离、纯化及检测。分辨率较高。
8.简述酶结晶的主要方法和原理？
（1）盐析结晶法：在适当的温度和ＰＨ值等条件下，于接近饱和的酶液中缓慢增加某种中性盐的浓度，
使酶的溶解度缓慢降低，达到稍微过饱和状态，而析出酶晶体的过程
（２）有机溶剂结晶法：在接近饱和的酶液中缓慢增加某种有机溶剂，使酶的溶解度缓慢降低，而析出
酶晶体的过程
（３）透析平衡结晶法：将酶液装进透析袋，对一定浓度的盐溶液进行透析，使酶液逐步达到过饱和状
态而析出结晶的过程。前提：酶液要达到一定纯度（经过纯化）酶液要浓缩到一定浓度
（４）等电点结晶法：通缓慢加入浓酶液的ＰＨ值、使之逐渐达到酶的等电点，而析出酶晶体的过程
1.何谓酶分子修饰？有何作用？
定义：通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变，从而改变酶的某些特性和功能的技术过程称为
酶分子的修饰。
作用：a.探索酶的结构与功能的关系b.提高酶的活性，增强酶的稳定性，降低或消除酶的抗原性,改
变酶的动力学特性等，从而提高酶在医药和食品、轻工、化工、环保、能源等领域的应用价值。
2.何谓大分子结合修饰？有何作用？
定义：是目前应用最广的酶分子修饰方法。利用水溶性大分子与酶结合，使酶的空间结构发生精细的
改变，从而改变酶的特性与功能的方法。
作用：（1）提高酶活力（2）增加酶的稳定性（3）降低抗原抗体反应
3.定点突变技术在酶分子修饰中有何应用？
定义：指在DNA序列中的某一特定位点上进行碱基的改变从而获得突变基因的操作技术。是蛋白质
工程和酶分子组成单位置换修饰中常用的技术。
应用：新的酶分子结构的设计；突变基因碱基序列的确定；突变基因的获得；新酶的获得。
4.简述金属离子置换修饰的主要修饰过程和作用？
主要修饰过程：a.酶的分离纯化： 首先将欲进行修饰的酶经过分离纯化，除去杂质，获得具有一定
纯度的酶液。b除去原有的金属离子。经过纯化的酶液中加入一定量的金属螯合剂，如EDTA 等，使酶分子中的金属离子与EDTA等形成螯合物。然后通过透析、超滤、分子筛层析等方法， 将EDTA-金属螯合物从酶液中除去。c加入置换离子.上述已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，就可得到经过金属离子置换的酶。
作用：a.阐明金属离子对酶催化作用的影响 b.提高酶活力
c.增强酶的稳定性 d.改变酶的动力学特性
5.酶分子的物理修饰有何作用？
定义：通过各种物理方法使酶分子的空间构象发生某些改变，从而改变酶的某些特性和功能的方法
称为酶分子的物理修饰。
作用：a了解在不同的物理条件下，特别是在高温、高压、高盐、低温、真空、失重、极端PH值、
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