酶工程考试重点

酶工程考试复习重点

一、基本概念

酶：具有生物催化功能的生物大分子。蛋白质：催化体内99%以上的反应；核酸：ribozyme，小于1%

酶工程：是生物工程的主要内容之一，是随着酶学研究的迅速发展，特别是酶的应用推广使酶学和工程学相互渗透结合、发展而成的一门新的技术科学，是酶学、微生物学的基本原理与化学工程有机结合而产生的交叉科学技术。

酶活力：即酶活性，是指酶催化一定化学反应的能力。通常以测出的酶促反应速度表示

酶活力单位：在标准条件下（25 ℃ ，最适pH和最适底物浓度）一分钟内催化1微摩尔底物转化为产物所需的酶量。1 IU= 1 mol / min 比活力：表示酶的纯度和活力高低，是酶纯度的一个指标。指在特定条件下，单位质量（mg）酶蛋白或RNA所含的酶活力单位数。 转换数：是酶催化效率的指标。是指每个酶分子每分钟催化底物转化的分子数。即每摩尔酶每分钟催化底物转化为产物的摩尔数。通常用每微摩尔酶的酶活力单位数表示，单位为/min。

诱导：是酶促分解底物或产物诱使微生物细胞合成分解代谢途径中有关酶的过程。微生物通过诱导作用而产生的酶称为诱导酶（为适应外

来底物或其结构类似物而临时合成的酶类） 激活：增

第一章 绪论：

酶学（Enzymology）是研究酶的性质、酶的作用规律、酶的结构和功能、酶的生物学功能及酶的应用的科学。

酶工程(Enzyme engineering) 又称酶技术,是酶制剂的大批量生产和应用的技术。是酶学、微生物学的基本原理与化学工程有机结合而产生的交叉科学技术。

生物催化剂（改变生化反应的速率，不改变反应的平衡点和性质以及反应方向，本身在反应前后也不发生变化的生物活性分子,外在因素），

酶:酶是一种高效、高度专一、和生命活动密切相关的、蛋白质性质的生物催化剂(更高的催化效率,更高的反应专一性,温和的反应条件,具有调节能力,本质是蛋白质;) 酶的本质（具有生物活性的蛋白质或RNA）， 第二章 酶的分类和命名

酶的分类（根据催化作用分为六大类:氧化还原酶类,转移酶类,水解酶类,裂合酶类,异构酶类,合成酶类） 酶分子结构与功能：

①酶的蛋白质本质为酶的催化活性提供了多种功能性残基。

②酶的一级结构一方面为酶准备了功能片段，另一方面又为酶形成特定的活性构象奠定基础。

③酶通过高级结构将相应的功能基团组织在酶分子的特定区域（如凹穴），形成活性中心；活性中心指直接参与和底物结合并参与催化底物转化的各有关氨基酸按特定构象分布组成的活性

第一章 绪论

1、何为酶工程，试述其主要内容和任务。 答：（1）酶工程：酶的生产、改性与应用的技术过程称为酶工程。（2）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，酶定向进化，酶反应器和酶的应用等。（3）主要任务：经过预先设计，通过人工操作获得人们所需的酶，并通过各种方式使酶的催化特性得以改进，充分发挥其催化功能。

2、 酶有哪些显著的催化特性？ 答：（1）酶催化作用的专一性强（①绝对转移性：一种酶只能催化一种第五进行一种反应；②相对专一性：一种酶能够催化一类结构相似的底物进行某种相同类型的反应）；（2）酶催化作用的效率高（107~1013倍）；（3）酶催化作用条件温和。

3、简述影响酶催化作用的主要因素。 答：（1）底物浓度的影响：决定酶催化作用的主要因素。酶催化反应速度随底物浓度增加现增加在逐步趋向平衡再反而下降。（2）酶浓度的影响：底物浓度足够高的条件下，酶催化反应速度与酶浓度成正比。（3）温度的影响：适宜温度范围内，酶能进行催化反应，最适温度条件下，酶的催化反应速度达到最大。一般60°C以上易失活，5°C以下活性极低，Taq聚合酶95°C下仍稳定。（4

酶工程第一章测试试题卷

一、填空 (每空1分,共20分) 1. 2.

1878年,____首次将酵母中酒精发酵的物质称为酶.

1913年,Michaelis和Menten根据中间产物学说,推导出酶催化反应的基本动力学方程----米氏方程,可用公式表示为_______. 3.

1982年Thomas Cech等人发现四膜虫的

rRNA可以在没有蛋白质存在的情况下

RNA的发现改变了传

自身催化切除内含子,完成加工过程.这一具有催化活性的 统的酶的化学本质是____________的概念。 4. 5. 6. 7. 8. 9.

对同一种酶可同时采用系统命名和_____命名两种方法. 乳酸脱氢酶可标识为[EC1.1.1.2],其中EC代表_________. 催化L-谷氨酸 D—谷氨酸的酶属于________酶. 核酸类酶的基本组成单位是_________.

酶的有机辅助因子在催化过程中起_______________的作用. 在酶的二级结构β—片状折叠中,________式结构更稳定.

10. 酶的绝对专一性又称为___________专一性.

11. PH对酶的影响主要是影响到了氨基酸的________状态.

12. 在测酶活力时,为了使酶

《酶工程习题》

第一章绪论

1、何为酶工程？试述其主要内容和任务。

答、酶的生产、改性与应用的技术过程称为酶工程，其主要过程包括：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、酶分子的修饰等。 2、酶有哪些催化特性？

答、转一性、高效性、作用条件温和 3影响酶催化的主要因素。

答；底物浓度、温度、PH、激活剂、抑制剂、酶浓度 4、简述酶活力单位的概念和酶活力的测定方法 答：酶活力：指在一定条件下，酶所催化的反应初速度 测定方法有：化学测定法、光学测定法、气体测定法

步骤：（1）、根据酶催化的专一性选择适宜的底物并配制成一定浓度的溶液

（2）、根据酶的动力学性质，确定酶催化反应的温度、ph、底物浓度、激活剂浓度等反应条件

（3）、在一定的条件下，将一定量的酶液和底物溶液混合均匀，适时记下反应开始的时间

（4）、反映到一定时间，取出适量的反应液，运用各种生化检测技术，测定产物的生成量或底物的减少量

酶活力单位：在特定条件下，每1min催化1umol的底物转化为产物的酶量定义为1个酶活力单位。 5、简述酶的生产方法

答、提取分离法、生物合成法、化学合成法

6、酶的生产：指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、

酶工程简介

酶分子定向进化的研究进展及应用

郭黄英

材料与化工学院 生物工程

摘要：酶分子定向进化史模拟自然进化过程，具有适应面广、目的性强、效果显著等特点，可以在较短的时间内获得具有新的催化特性的酶突变体。定向进化可以显著提高酶活力，增强酶的稳定性，改变酶的底物专一性等，已经成为一种快速有效的改进酶的催化特性的手段。本文详细综述了酶分子定向进化的概念、过程、基本策略和核心技术，并列举了该技术在现实中的应用实例。

关键词：酶，定向进化，生物催化，应用

酶分子定向进化（enzyme molecular directed evolution）简称为酶定向进化，是模拟自然进化过程（随即突变和自然选择），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体的技术过程。

酶定向进化的基本过程包括随机突变、构建突变基因文库、定向选择等步骤

酶的定向进化技术在一定程度上弥补了定点突变技术的不足，极大地拓展了蛋白质工程学的研究和应用范围，特别是能够解决合理设计所不能解决的问题，为酶的结构与功能研究开辟了崭新的途径，并且正在工业、农业、食品业、环境保护和药物开发等领域逐渐显示其生命力。

1. 酶分子定向进化的研究

较适合酶工程作为大学通识类选修课时的复习材料,若不是选修课,需要认真复习细小的知识点

酶工程期末考试题

一．名词解释：（每题2分，共22分）

1. 酶工程

2. 酶催化的专一性

3. 固定化酶

4. 等密度梯度离心

5. 酶化学修饰

6. 酶的非水相催化

7. 酶反应器

8. 模拟酶

9. 抗体酶

10. 酶定向进化

11. 生物传感器

二．填空题：（每空1分，共18分）

1. 培养基的五大要素：（碳源）（氮源）（无机盐）（水）（生长因子）。

2. 影响酶生物合成模式的主要因素：（mRNA的稳定性）（培养基中阻遏物的存在）。

3. 酶的固定化方法有（吸附法）（热处理法）（结合法）（交联法）（包埋法）。

4. 酶反应器的类型按操作方式区分，可分为（分批式反应）（连续式反应） （流加分批式反应 ）。

5. 酶定向进化的一般过程：（随机突变）（构建基因文库）（筛选目的突变）。

三．问答题：（每题5分，共40分）

1. 酶工程的主要研究内容？

2. 在生产实践中，对产酶菌的要求。

3. 提高酶产量的措施：

4. 试比较动物植物和微生物在细胞培养上的不同。

5. 何谓膜分离技术？在酶的生产中有什么应用？

6. 固定化酶和游离酶相比，有何优缺点？

7. 酶的非水相催化有哪些特点？

8. 简述水对非水相中酶的特

酶工程实验

西北民族大学生命科学与工程学院

柏家林 刘俊林

仅供2008级生物工程专业和生物技术专业本科生试用

前 言

生物工程已成为发展最快、应用最广、潜力最大、竞争最为激烈的科技领域之一，也是最有希望取得关键性突破的学科之一。生物工程产业作为一个正在崛起的主导性产业，已成为产业结构调整的战略重点和新的经济增长点，将成为我国赶超世界发达国家生产力水平、实现后发优势和跨越式发展最有前途、最有希望的领域。

酶工程是生物工程的四大重要组成部分之一，是酶学和工程学相互渗透、相互结合发展而形成的一门新的技术科学，是酶学、微生物学的基本原理与化学工程等有机结合而产生的边缘学科。酶作为生物催化剂具有催化专一性好、效率高、作用条件温和等优点，已广泛应用于医药、食品、轻工、化工、能源、环保、检测、生物技术等领域，深刻影响着许多重要的科学和实践领域。

《酶工程实验》与教材内容紧密结合,旨在通过实验强化学生对课堂内容的理解和掌握。结合我院实验条件，《酶工程实验》选择了十三个实验，主要集中在酶及酶工程概论、微生物发酵产酶、酶的提取和分离纯化、酶活力测定、酶的固定化和酶的分子修饰等章节，基本上反映了教材内容。

《酶工程实验》可作为生物技术、生物工程

酶工程实验

西北民族大学生命科学与工程学院

柏家林 刘俊林

仅供2008级生物工程专业和生物技术专业本科生试用

前 言

生物工程已成为发展最快、应用最广、潜力最大、竞争最为激烈的科技领域之一，也是最有希望取得关键性突破的学科之一。生物工程产业作为一个正在崛起的主导性产业，已成为产业结构调整的战略重点和新的经济增长点，将成为我国赶超世界发达国家生产力水平、实现后发优势和跨越式发展最有前途、最有希望的领域。

酶工程是生物工程的四大重要组成部分之一，是酶学和工程学相互渗透、相互结合发展而形成的一门新的技术科学，是酶学、微生物学的基本原理与化学工程等有机结合而产生的边缘学科。酶作为生物催化剂具有催化专一性好、效率高、作用条件温和等优点，已广泛应用于医药、食品、轻工、化工、能源、环保、检测、生物技术等领域，深刻影响着许多重要的科学和实践领域。

《酶工程实验》与教材内容紧密结合,旨在通过实验强化学生对课堂内容的理解和掌握。结合我院实验条件，《酶工程实验》选择了十三个实验，主要集中在酶及酶工程概论、微生物发酵产酶、酶的提取和分离纯化、酶活力测定、酶的固定化和酶的分子修饰等章节，基本上反映了教材内容。

《酶工程实验》可作为生物技术、生物工程

酶工程复习整理

酶工程的概念：酶工程又称酶技术，是酶的生产与应用的技术过程，其主要任务是通过

人工操作，获得人们所需的酶，并通过各种方法使酶发挥其催化功能。

酶工程的发展阶段：1.从动物、植物或微生物细胞和组织中提取酶，加以利用的阶段

2,发酵法生产，揭开近代酶工业的序幕。

酶催化作用的机制：

邻近效应；底物与底物之间、酶的催化基团与底物之间结合于同一分子，从而使反应速率大大增加。

定向效应：酶的催化基团与底物的反应基团之间的正确取向产生的效应。

底物的形变(distortion)和诱导契合(induced fit)：酶中某些基团或离子可以使底物分子产生“电子张力”，底物分子发生形变，接近过渡态，降低了反应活化能。 酸碱催化(acid-base catalysis)：通过瞬时向反应物提供质子或从反应物接受质子以稳定过渡态，加速反应的一类催化机制。

共价催化(covalent catalysis)：又称亲核催化(nucleophilic catalysis)或亲电 子催化(electrophonic catalysis)。亲核催化剂(亲电子催化剂)能放出电子(汲取电子)并作用于底物的缺电子中心(负电