蛋白质与酶综合项目工程复习资料.doc

酶工程复习提纲
第一章 绪论
1. 酶及酶工程概念。
酶：是生物体内一类具备催化活性和特殊空间构象生物大分子物质。
酶工程：运用酶催化作用，在一定生物反映器中，将相应原料转化成所需产品一门工程技术。(名词解释)
2. 理解酶学发展历史，特别是某些核心事件。
1833年，Payen和Persoz发现了淀粉酶。1878年，Kuhne初次将酵母中进行乙醇发酵物质称为酶。给酶一种统一名词，叫Enzyme，这个词来自希腊文，其意思“在酵母中”。
19，Henri提出中间产物学说。19，Michaelis and Menton推导出酶催化反映基本动力学方程，米氏方程：V=VmS/（Km+S）。1926年，Summer分离纯化得到脲酶结晶。人们开始接受“酶是具备生物催化功能蛋白质”。Cech and Altman于1982和1983年发现具备催化活性RNA即核酸类酶，1989年获诺贝尔化学奖。现已鉴定出5000各种酶，上千种酶已得到结晶，并且每年均有新酶被发现。
3. 理解酶在医药、食品、轻工业方面应用。
医药：（1）用酶进行疾病诊断：通过酶活力变化进行疾病诊断，谷丙转氨酶/谷草转氨酶用于诊断肝病、心肌梗塞等，酶活力升高；葡萄糖氧化酶用于测定血糖含量，诊断糖尿病。
（2）用酶进行疾病治疗：来源于蛋清、细菌溶菌酶用于治疗各种细菌性和病毒性疾病；来源于动物、蛇、细菌、酵母等凝血酶用于治疗各种出血病；来源于蚯蚓、尿液、微生物纤溶酶用于溶血栓。
（3）用酶制造各种药物：来源于微生物青霉素酰化酶用于制造半合成青霉素和头孢菌素；来源于动物、植物、微生物蛋白酶用于生产L-氨基酸。
食品：生产低聚果糖，原料为蔗糖，所需酶为果糖基转移酶、蔗糖酶α（黑曲霉、担子菌）；生产低聚异麦芽糖，原料为淀粉，所需酶为α-淀粉酶、β-淀粉酶、真菌α-淀粉酶（米曲霉）、α-葡萄糖苷酶（黑曲霉）、普鲁兰酶、糖化型α-淀粉酶（枯草杆菌）。
轻工业：用酶进行原料解决；用酶生产各种轻工、化工产品；用酶增强产品使用效果。

第二章 酶学基本
1. 酶化学本质？酶与其她无机或者有机催化剂相比较，具备哪些催化特性？
化学本质：生物催化剂。催化特性：（1）高效率：比非催化高10^8—10^20倍；比非酶催化高10^7—10^13倍，酶催化反映效率之因此高，是由于酶催化反映可以使反映所需要活化能明显减少。（2）高度专一性：相对专一性、绝对专一性。相对专一性：键专一性：作用于具备相似化学键一类底物；基团专一性：酶作用底物具有某一相似基因。绝对专一性：一种酶只能催化一种底物进行一种反映。（3）反映条件温和：普通在常温、常压、pH值近乎中性条件下进行。（4）酶催化是可调控。
2. 解释酶作用专一性机制学说有哪些？其核心内容？（填空）
锁钥假说：整个酶分子天然构象是具备刚性构造，酶表面具备特定形状。酶与底物结合犹如一把钥匙对一把锁同样。
诱导契合假说：酶表面并没有一种与底物互补固定形状，而只是由于底物诱导才形成了互补性状。当底物与酶接近时，底物分子可以诱导酶活性中心构象发生变化，使之成为能与底物分子密切结合构象。
3. 解释酶作用高效性机制有哪些？
（1）邻近效应与定向作用（2）电子张力作用：应变效应，底物分子敏感键产生张力或变形（3）多元催化作用。酸碱催化：指通过向反映物提供质子或从反映物夺取质子而稳定过渡态、加速反映一类催化机制。共价催化：某些酶分子能作为亲核催化剂或亲电催化剂分别放出或汲取电子而与底物分子形成不稳定共价中间络合物，反映活化能减少而加速反映，称为共价催化。（4）酶活性中心低介电区：表面效应，微环境效应。
4. 什么是酶活性中心？活性中心构成？
活性中心：是指酶分子中直接与底物结合并完毕酶催化反映构造区域，该部位化学基团集中，并构成一定空间构象。
活性中心构成：结合中心：与底物结合部位，决定酶专一性；催化中心：增进底物发生化学反映某些，决定酶所催化反映性质。
5. 酶一级构造、二级构造、三级构造和四级构造概念，酶四级构造与催化功能关系？
酶一级构造：一级构造是指构成酶蛋白氨基酸构成一条长肽链或多肽链。酶一级构造是酶基本化学构造，是催化功能基本。
酶二级构造：二级构造是指肽链骨架相邻区段借助氢键等沿轴向方向建立规则折叠片与螺旋。是所有酶必要具备空间构造，是维持酶活性部位所必须构象。
酶三级构造：三级构造指在二级构造基本上肽链进一步折叠片与盘绕成二维空间构造，多肽链中本来相距较远序列可以集中到一种区域内。
酶四级构造：在三级构造基本上，由几种到十数个亚基(或单体)构成寡聚酶或生物大分子称为酶四级构造。
关系：1、具备四级构造酶，其功能可分为两类：与催化作用关于,与代谢调节关于,酶蛋白一级构造是酶具备催化功能决定性某些，而高档构造为酶催化功能所必须某些
6. 什么是同工酶，举例阐明？
指能催化相似化学反映，但酶蛋白自身分子构造构成及理化性质不同一组酶。如：乳酸脱氢酶LDH，可装配成H4、H3M、H2M2、HM3、M4五种四聚体。
7. 依照酶催化反映类型和机制不同，酶分类？填空题
（1）、氧化还原酶类：催化氧化还原反映
（2)、转移酶类：催化分子基团从一种分子转移到另一种分子反映
（3）、水解酶类：催化加水分解反映
（4）、裂合酶类：双键上去除或加入一种基团反映
（5）、异构酶类：催化分子间重排关于反映
（6）、连接酶类：催化将两个分子连接在一起，并由ATP提供能量反映
8. 酶活力及比活力？国际酶活力单位IU如何定义？
酶活力：在一定条件下，酶所催化某一化学反映速度，可用时间单位内底物减少量或产物增长量来表达。
比活力：指在特定条件下，每毫克酶蛋白所具备酶活力单位数。
国际酶活力单位IU：在最适反映条件（温度25℃）下，每分钟内催化一微摩尔底物转化为产物酶量定为一种酶活力单位，1IU=1μmol/min

第三章 酶促反映动力学
1. 酶促反映初速度概念？
在研究酶促反映动力学中，为精确表达酶活力，普通都用初速度表达，即酶反映初始阶段，即底物转化量＜5%时反映速度，也就是进程曲线直线某些。
2. 中间产物学说和过渡态理论？
中间产物学说：酶中间产物学说是由Brown（1902）和Henri（1903）提出。其学说重要以为酶高效催化效率是由于酶一方面与底物结合，生成不稳定中间产物（又称中心复合物central complex）。然后分解为反映产物而释放出酶。在酶促反映中，酶一方面和底物结合成不稳定中间配合物（ES），然后再生成产物（P），并释放出酶。反映式为S+E=ES→E+P，这里S代表底物，E代表酶，ES为中间产物，P为反映产物
过渡态理论：过渡态理论即活化络合物理论，（transition-state theory）。过渡态：以量子力学对反映过程中能量变化研究为根据，以为从反映物到生成物之间形成了势能较高活化络合物，活化络合物所处状态叫过渡态。过渡态理论是1935年由A.G.埃文斯和M.波拉尼提出，研究有机反映中由反映物到产物过程中过渡态理论。
3. 米氏方程动力学描述形式，Km,Vmax动力学参数意义。（3,4题合成一种大题）
V=Vmax[S]/（Km+[S]）
意义：（1）当v=Vmax/2时，Km=[S]。因而，Km等于酶促反映速度达最大值一半时底物浓度，它单位是摩尔/升。
（2）Km可以反映酶与底物亲和力大小。Km越小，酶与底物亲和力越大。
（3）可用于判断反映级数：当[S]＜0.01Km时，反映为一级反映；当[S]＞100Km时，v=Vmax，反映为零级反映；当0.01Km＜[S]＜100Km时，为混合级反映。
（4）Km是酶特性性常数：在一定条件下，某种酶Km值是恒定，因而可以通过测定不同酶（特别是一组同工酶）Km值，来判断与否为不同酶。
（5）Km可用来判断酶最适底物：当酶有几种不同底物存在时，通过测定酶在不同底物存在时Km值，Km值最小者，即为该酶最适底物。
（6）可用来拟定酶活性测定期所需底物浓度：当[S]=10Km时，v=91%Vmax，以为此时为最适当测定酶活性所需底物浓度。
4. 如何测定Km,Vmax ?Lineweaver-Burk双倒数作图法动力学表述形式。

5. 酶激活剂概念？激活剂种类？
酶激活剂：凡能提高酶活性，加速酶促反映进行物质都称为激活剂或活化剂。
种类（按分子大小分类）：（1）无机离子：无机阳离子——金属离子（如钠离子、钾离子、镁离子等）；无机阴离子（如氯离子、溴离子等）；氢离子。
（2）中档大小有机分子：某些还原剂，如半胱氨酸、巯基乙醇、抗坏血酸，作用机制是使酶中二硫键还原成巯基，从而提高酶活性或与底物、酶或ES复合；EDTA（乙二胺四乙酸），作用机制是金属螯合剂，解除重金属离子对酶抑制作用。
（3）具备蛋白质性质大分子物质（如酶原激活）。

第四章 酶反映器
1. 酶反映器定义？
用于酶进行催化反映容器及其附属设备称为酶反映器。
2. 按构造区别，常用酶反映器类型、定义及其特点？（类型有哪些以及填充式反映器定义）大题

定义
特点
搅拌罐式反映器：
又称为批量反映器、间歇式搅拌罐。由容器、搅拌器及保温装置构成，底物与酶一次性投入反映器内，产物一次性取出，反映完毕之后，酶（细胞）用过滤法或超滤法回收，再转入下一批反映一类反映器。
反映比较完全，反映条件比较容易调节控制
填充床式反映器：
将固定化酶填充于反映器内，制成稳定柱床，然后，通入底物溶液，在一定条件下实现酶催化反映，以一定流速，收集输出转化液（含产物）
密度大，可以提高酶催化反映速度。在工业生产中普遍使用。
流化床式反映器：
将底物溶液以足够大流速，从反映器底部向上通过固定化酶柱床，使固定化酶颗粒始终处在流化状态，使反映液混合限度介于全混型和平推流型之间。即可用于解决黏度较大和具有固体颗粒底物溶度，同步亦可用于需要供气体或排放气体（即固、液、气三相反映）酶反映器称为流化床式反映器
混合均匀，传质和传热效果好，温度和PH值调节控制比较容易，不易堵塞，对粘度较大反映液也可进行催化反映
鼓泡式反映器：
是运用从反映器底部通入气体产生大量气泡，在上升过程中起到提
供反映底物和混合两种作用一类反映器。也是一种无搅拌装置反映器。
构造简朴，操作容易，剪切力小，混合效果好，传质、传热效率高，适合于有气体参加反映。
膜反映器：
是一种将酶催化反映与半透膜分离作用组合在一起而成反映器，可以用于游离酶催化反映，也可以用于固定化酶催化反映。
清洗比较困难
喷射式反映器
通入高压喷射蒸汽，实现酶与底物混合，进行高温短时催化反映，合用于某些耐高温酶一类反映器称为喷射式反映器。
通入高压喷射蒸汽，实现酶与底物混合，进行高温短时催化反映合用于某些耐高温酶反映
3. 选取和使用酶反映器时，要考虑哪些因素？
（1） 所用生物催化剂应具备较高比活和酶浓度（或细胞浓度），才干得到较大产品转化率。
（2） 能用电脑自动检测和调控，从而获得最佳反映条件。
（3） 应具备良好传质和混合性能。传质是指底物和产物在反映介质中传递。传质阻力是反映器速度限制重要因素。
（4） 应具备最佳无菌条件，否则，杂菌污染使反映器生产能力下降。

第五章 酶生产
1. 酶生产办法有哪些，各自特点如何？
提取分离法：采用各种提取、分离纯化技术从动物、植物组织、器官、细胞或微生物细胞中将酶提取出来，再进行分离纯化过程。特点：长处是设备简朴、操作以便；缺陷是易受影响、工艺路线复杂。
生物合成：运用微生物细胞、植物细胞或动物细胞生命活动而获得人们所需酶技术过程。特点：长处是生产周期短、产率高、不受外界条件影响；缺陷是设备及工艺规定高、生产过程需严格控制。
化学合成：特点是原料单体纯度规定高、只可合成已知化学构造酶。
2. 什么是构成型酶和调节型酶？
构成型酶：生物细胞中合成酶量比较恒定，环境对这些酶合成速率影响不大。如DNA聚合酶、RNA聚合酶、糖酵解途径各种酶等。
调节型酶：生物细胞中合成酶含量变化很大，其合成速率明显受到环境因素影响。如大肠杆菌β—半乳糖苷酶。
3. 什么是酶诱导？什么是酶阻遏？什么实验证明了这两种现象？
酶诱导：某些代谢物可以诱导某些酶合成，是通过增进为该酶编码基因表达而进行，这种现象叫做酶合成诱导。（名词解释）证明实验：分解运用乳糖酶有：β—半乳糖苷酶、β—半乳糖苷透过酶、硫代半乳糖苷转乙酰酶。
（1） 大肠杆菌生长在葡萄糖培养基上时，细胞内无上述三种酶合成；
（2） 大肠杆菌生长在唯一碳源乳糖培养基上时，细胞内有上述三种酶合成；当换成葡萄糖培养基时，三种酶基本消失；
（3） 表白菌体生物合成经济原则：需要时才合成。
酶阻遏：某些代谢物可以制止某些酶合成，是通过制止为该酶编码基因表达而进行，这种现象叫做酶合成阻遏。
证明实验：（1）大肠杆菌生长在无机盐和葡萄糖培养基上时，检测到细胞内有色氨酸合成酶存在；
（2）在上述培养基中加入色氨酸，检测发现细胞内色氨酸合成酶活性减少，直至消失；
（3）表白色氨酸存在组织了色氨酸合成酶合成，体现了菌生长经济原则：不需要就不合成。
4. 微生物生产酶长处，产酶微生物基本规定？
长处：微生物种类繁多：产酶微生物多；一种微生物产好几种酶；微生物繁殖快、生产周期短、培养以便；微生物易改造，可通过各种手段哺育新种。
基本规定：不是致病菌、安全可靠，无毒性；发酵周期短，产酶量高；不易变异退化；最佳是产生胞外酶菌种，利于分离纯化。
5. 可以通过哪些途径获得产酶微生物
从自然界中搜寻所需要产酶微生物；从菌种保藏中心筛选；从基因库筛选
6. 微生物发酵产酶培养方式有哪些？
固体发酵培养：以麸皮、米糠为重要原料，加入其她必要营养成分，制成固体或半固体麸曲后，进行发酵产酶。
液体深层发酵：采用液体培养基，经灭菌、冷却后接种产酶菌，在一定条件下发酵产酶。
固定化细胞发酵：将细胞固定在水不溶性载体上，在一定空间范畴内进行生命活动而产酶。
固定化原生质体发酵：利于胞内物质透过细胞膜分泌到细胞外。
7. 分析提高微生物产酶量办法有哪些？

（1）针对性地打破生物细胞内酶蛋白合成机制，可从两方面入手：
条件控制：发酵条件优化：控制温度、PH，优化培养基，依照需求供应无菌空气，掌控发酵周期，拟定放罐时间，避免自溶。采用添加诱导物、解除阻遏物、流加等技术提高产酶量。（2）遗传控制：涉及基因突变和基因重组。
8. 什么是基因重组？构建基因工程菌普通流程是什么？
依照人们预先设想，运用酶学办法，将目基因重组到一种适当载体上，构成重组子，将重组子转化到恰当受体细胞中进行扩增表达，以达到改
造生物细胞目技术。
流程：目基因片段产生和分离；目基因片段共价连接到载体上，即体外重组；体外重组杂合分子转入适当宿主；筛选和检测。
9. 设计一种实验方案从自然环境中筛选获得一株产α-淀粉酶微生物，并获取其编码α-淀粉酶基因。简述该实验方案基本原理，并描述实验流程。

PCR扩增后测序获得基因序列

第六章 酶分离纯化
1. 酶提取、分离纯化普通技术路线。

2. 细胞破碎办法及其原理。填空
机械破碎——通过机械运动产生剪切力，使组织、细胞破碎。——捣碎法、研磨法、匀浆法；
物理破碎——通过各种物理因素作用，使组织、细胞外层构造破坏，而使细胞破碎。——温度差破碎法、压力差破碎法、超声波破碎法；
化学破碎——通过各种化学试剂对细胞膜作用，而使细胞破碎。——有机溶剂：甲苯、丙酮、丁醇、氯仿，表面活性剂：Triton、Tween；
酶促破碎——通过细胞自身酶系或外加酶制剂催化作用，使细胞外层构造受到破坏，而达到细胞破碎。——自溶法、外加酶制剂法。
3. 什么是盐溶？什么是盐析？
盐溶现象：大多数蛋白类酶都溶于水，并且在低浓度盐存在条件下，酶溶解度随盐浓度升高而增长，称为盐溶现象。
盐析：在盐浓度达到某一界限后，酶溶解度随盐浓度升高而减少，这称为盐析现象。
4. 酶沉淀分离办法有哪些？盐析沉淀、等电点沉淀、有机溶剂沉淀原理。大题
盐析沉淀法、等电点沉淀法、有机溶剂沉淀法、复合沉淀法、选取性变性沉淀法。
盐析沉淀原理：运用不同蛋白质在不同盐浓度条件下溶解度不同特性，通过在酶液中添加一定浓度中性盐，使酶或杂质从溶液中析出沉淀，从而使酶与杂质分离。
等电点沉淀法原理：运用两性电解质在等电点时溶解度最低，以及不同两性电解质有不同等电点这一特性，通过调节溶液pH值，使酶或杂质沉淀析出，从而使酶与杂质分离。
有机溶剂沉淀原理：运用酶与其她杂质在有机溶剂中溶解度不同，通过添加一定量某种有机溶剂，使酶或杂质沉淀析出，从而使酶与杂质分离。
5. 什么是膜分离？膜分离基本类型和截留重要物质。
膜分离：借助于一定孔径高分子薄膜，将不同大小、不同形状和不同特性物质颗粒或分子进行分离技术称为膜分离技术。
基本类型：（1）加压膜分离：微滤、超滤、反渗入；微滤截留物质为尺寸不不大于0.1-10μm微生物和微粒子，超滤截留物质为分子量在500以上高分子，反渗入截留物质为小分子物质。
（2）电场膜分离：电渗析、离子互换膜电渗析；阳膜截留阴离子，阴膜截留阳离子。
（3）扩散膜分离：透析。截留物质为大分子溶质。
6. 什么是吸附层析？分派层析？离子互换层析？凝胶层析？亲和层析？层析聚焦？各自分离根据？
吸附层析：运用吸附剂对不同物质吸附力不同而使混合物中各组分分离。
分派层析：运用各组分在两相中分派系数不同，而使各组分分离办法。
离子互换层析：运用离子互换剂上可解离基团（活性基团）对各种离子亲和力不同而达到物质分离。
凝胶层析：以各种多空凝胶为固定相，运用流动相中所含各组分相对分子质量不同而达到物质分离。
亲和层析：运用生物分子与配基之间所具备专一而又可逆亲和力，是生物分子分离纯化。
层析聚焦：将酶等两性物质等电点特性与离子互换层析特性结合在一起，实现组分分离。
7. 对于某种酶制剂，如α-淀粉酶，如何检查其与否达到预期纯化精度规定？
计算酶活力和比活力、回收率、提纯倍数。
回收率：提纯前与提纯后酶总活力之比，表达提纯过程中酶损失限度大小。回收率越高损失越小
提纯倍数：提纯先后比活力之比，这是表达提纯过程中纯度提高倍数。提纯倍数越大，表达该办法纯化效果越好。

第七章 固定化酶和细胞
1. 酶固定化是为了克服游离酶应用过程中哪些缺陷？
（1） 酶稳定性较差：除了某些耐高温酶，以及胃蛋白酶等可以耐受较低pH条件以外，大多数酶在高温、强酸、强碱和重金属离子等外界因素影响下，都容易变性失活。
（2） 酶一次性使用：酶普通都是在溶液中与底物反映，酶在反映系统中与底物和产物混在一起，反映结束后，虽然酶仍有很高活力，也难于回收运用。这种一次性使用酶方式，不但使生产成本提高，并且难于持续化生产。
（3） 产物分离纯化较困难：酶反映后成为杂质与产物混合在一起，无疑给产物进一步分离纯化带来一定困难。
2. 什么是固定化酶？固定化酶长处和缺陷？
固定化酶：在一定空间内呈闭锁状态酶，能持续进行反映，反映后酶可以回收重复运用。
长处：（1）不溶于水，易于与产物分离；（2）可重复使用；（3）可持续化生产；（4）稳定性好。缺陷：（1）固定化过程中往往会引起酶失活；（2）初次制备成本较高；（3）合用于可溶性底物，特别可溶性小分子底物，对大分子不适当。
3. 酶固定化有哪些办法，优缺陷？
（1）非化学结合法：物理吸附法：运用各种固体吸附剂将酶或含酶菌体吸附在其表面上，而使酶固定化办法。长处是操作简便，条件温和，不会引起酶变性失活，载体便宜易得，并且可以重复使用。缺陷是由于靠非化学吸附作用，结合力较弱，酶与载体结合不牢固而容易脱落，因此使用受到一定限制。
离子结合法：通过离子键使酶与载体结合固定化办法。长处是条件温和，操作简朴，制备过程中，活力损失较少。缺陷是离子键结合力较弱，结合力不牢固，在pH和离子强度等条件变化时，酶容易脱落。
（2）化学结合法：交联法：借助双功能试剂使酶分子之间发生交联作用，制成网状构造固定化酶办法称为交联法。长处是结合牢固，可长时间使用。缺陷是交联反映条件较激烈，酶分子各种基团被交联，酶活力损失较大；颗粒较小，使用不便。
共价结合法：通过共价键将酶蛋白分子上反映集团与载体表面反映基团结合，从而使酶固定化办法。长处是结合牢固，固定化酶稳定性好，利于持续使用，不会由于反映条件等因素容易脱落。缺陷是反映条件苛刻，操作复杂；引起高档构造变化，破坏活性中心，不易得到比活力高固定化酶，酶活回收率较低；底物专一性会发生变化。
（3）包埋法：将酶或含酶菌体包埋在各种多孔载体中，使酶固定化办法称为包埋法。长处是不与酶蛋白氨基酸残基结合，很少变化酶构造，酶活回收率高。缺陷是包埋时化学聚合反映，易导致失活，只合用于小分子底物和产物体系。

4. 与游离酶相比较，固定化酶性质有哪些变化？
（1） 酶活性影响：酶活性下降，反映速率下降；
（2） 酶稳定性影响：操作稳定性提高，贮存稳定性比游离酶大多数提高，热稳定性大多数提高但有些反而减少，对分解酶稳定性提高，pH稳定性提高明显优于游离酶，对有机溶剂稳定性提高；
（3） pH变化：变化酶空间构象，影响酶催化基团解离，影响酶结合基团解离，变化底物解离状态（酶与底物不能结合或结合后不能生成产物）；
（4） 最适温度变化：随热稳定性提高，最适温度随之提高，少数例外最适温度下降，活性或其她因素会改进；
（5） 底物特异性变化：专一性会发生不同限度变化，作用于小分子底物酶特异性没有明显变化，既可作用于小分子底物又可作用于大分子底物酶特异性往往会变化；
（6） 米氏常数Km变化，Km值随载体性质变化：Km升高，酶与底物亲和力减少，带电载体与底物之间静电作用会引起底物分子在扩散层和整个溶液之间不均一分布。
5. 什么是固定化细胞？什么是固定化原生质体？
固定化细胞：固定在载体上并在一定空间范畴内进行生命活动细胞，该细胞能进行正常生长、繁殖和新陈代谢。
固定化原生质体：细胞产生许多代谢物不能分泌到胞外，细胞壁对物质扩散障碍是其因素之一。除去微生物和植物细胞细胞壁，就可以增长细胞膜透过性，从而使较多胞内物质分泌到细胞外，这个过程称为固定化原生质体。
6. 任意选取一种酶固定化办法，设计一种实验方案制备固定化α-淀粉酶。（最后大题，规定写两种方案）

第八章 酶修饰与改造
1. 酶分子修饰概念及其意义？
通过各种办法使酶分子构造发生某些变化，从而变化酶某些特性和功能技术过程称为酶分子修饰。
意义：提高酶活力；增强酶稳定性；减少或消除酶抗原性；研究和理解酶分子中主链、侧链、构成单位、金属离子和各种物理因素对酶分子空间构象影响。
2. 酶分子修饰办法有哪些，原理及优缺陷？

原理
长处
缺陷
金属离子置换修饰
把酶分子中金属离子换成另一种金属离子，使酶特性和功能发生变化
阐明金属离子对酶催化作用影响；提高酶活力；增强酶稳定性；变化酶动力学性质
只合用于在分子构造中本来具有金属离子酶
大分子结合修饰
运用水溶性大分子与酶结合，使酶空间构造发生某些精细变化，从而变化酶特性与功能
提高酶活力；增强酶稳定性；减少或消除酶蛋白抗原性
需要选取适当水溶性大分子作为修饰剂，并且须通过活化
侧链基团修饰
采用一定办法（普通为化学法）使酶蛋白侧链基团发生变化，从而变化酶分子特性与功能
可用于研究酶构造和功能；可提高酶活力，增强酶稳定性和减少抗原性；可获得自然界不存在新酶种
会引起酶蛋白空间构象变化
肽链有限水解修饰
运用酶分子主链切断和连接，使酶分子化学构造及其空间构造发生某些变化，从而变化酶特性与功能
探测酶活性中心位置；使本来不具活力酶原显示活性；提高酶活力；某些药用酶可消除抗原性
会引起酶蛋白空间构象变化，需要专一性较高修饰剂
氨基酸置换修饰
将肽链上氨基酸换成另一种氨基酸，从而变化酶特性和功能
提高酶活力；增强酶稳定性；使酶专一性发生变化
难度大，成本高，专一性差，逐个对酶分子进行修饰操作复杂，难以工业化生产
酶分子物理修饰
在不同物理条件下，不变化酶构成单位及其基团，共价键不发生变化，只有副键发生某些变化和重排，来观测理解酶特性和功能变化状况
可以理解不同物理条件下由于酶分子空间构象变化而引起酶特性和功能变化状况；提高酶催化活性、增长酶稳定性或使酶催化动力学发生变化
共价键不变化

3.什么是酶原激活？举一种例子阐明酶蛋白主链修饰(肽链有限水解修饰)？
某些酶在细胞内合成或初分泌时没有活性，这些没有活性酶前身称为酶原,使酶原转变为有活性酶作用称为酶原激活。

4.与天然酶比较，酶分子修饰后性质发生了哪些变化.？
热稳定性：普通来说，热稳定性有较大提高。
抗原性：比较公认是PEG和人血清蛋白在消除酶抗原性上效果比较明显。
各类失活因子抵抗力：修饰酶对蛋白酶、抑制剂均有一定抵抗能力，从而提高其稳定性。
半衰期：普通在体内半衰期得到有效延长。
最适PH：大某些酶经化学修饰后，酶最适PH更接近于生理环境，在临床应用上有较大意义。
Km变化：大多数酶经修饰后，Vm没有明显变化，但有些酶经修饰后，Km值变大。
5.什么是酶体外定向进化，原理及普通流程。
酶体外定向进化，又称实验分子进化，属于蛋白质非合理设计，它不需事先理解酶空间构造和催化机制，通过人为创造特殊条件，模仿自然进化机制（随机突变、重组和自然选取），在体外改造酶基因，并定向选取出所需性质突变酶。
原理：在待进化酶基因PCR扩增反映中，运用TaqDNA聚合酶不具备3’->5’校对功能性质，配合恰当条件，以很低比率向目基因中随机引入突变，构建突变库，凭借定向选取办法，选出所需性质优化酶（或蛋白质）。从而排除其她突变体。
流程：1基因选取：选取编码所需蛋白质DNA序列 2突变或重组：通过易错PCR引入随后突变或DNA Shuffling等办法增长基因序列多样性。 3突变基因文库构建：将获得突变重组基因插入到表达载体中构建突变库。4突变体酶表达：将载体转入受体细胞表达变异酶。5目基因鉴定：运用筛选和选取办法拟定有益特性克隆。6分离改良基因并重复上述过程，直至获得所需性质蛋白质。
6.酶体外定向进化过程中产生随机突变方略有哪些？什么是易错PCR？
方略：易错PCR，DNA改组，外显子改组，杂合酶，PCR体外随机引起重组，交错延伸，随机定向突变。
易错PCR是在采用Taq酶进行PCR扩增目基因时，通过调节反映条件，如提高Mg2+浓度，加入Mn2+，变化体系中四种dNTP浓度等，然后选取或筛选需要突变体。

第九章 酶非水相催化
1. 酶非水相催化类型有哪些？
有机介质中酶催化；气相介质中酶催化；超临界介质中酶催化；离子液介质中酶催化
2. 有机溶剂介导非水相生物催化体系类型？
非极性有机溶剂—酶悬浮体系（微水介质体系）；与水互溶有机溶剂—水单相体系；非极性有机溶剂—谁两相/多相体系
3. 什么是必须水？
维持酶分子完整空间构象所必要最低水量称为必要水。
4. 有机介质酶催化反映长处。（大题）
1酶在有机介质中由于水分子减少，相对来说酶分子构象体现出比水溶液中更具备“刚性”特点。因而使通过选取不同性质溶剂来调控酶某些特性成为也许。 2由于引起没变形许多因素都与水存在关于，因而在有机介质中酶稳定性得到明显提高。 3由于有机溶剂存在，水量减少，大大减少了许多需要水参加副反映，如酸酐水解，酰基转移等。 4在有机介质中进行酶促反映，可以省略产物萃取分离过程，提高收率。
5. 举例阐明有机介质中酶催化反映详细应用。

第十章 酶抑制剂
1. 什么是酶失活作用？什么是酶抑制作用？什么是酶去激活作用？
失活作用是指由于某些物理因素或化学试剂某些或所有破坏了酶三维构造，即引起酶蛋白变性，导致某些或所有丧失活性。抑制作用指某些化合物可以与酶必须基团结合，变化必须基团构造和性质，酶未发生变性，从而引起酶活性下降，甚至使酶活性完全丧失。去激活作用：某些酶只有在金属离子存在下才有活性，去除金属离子也会引起这些酶活性减少或丧失，去激活作用通过去除金属离子而间接地影响酶活性。当金属离子去除后，底物与酶结合减少，事实上是减少了底物有效浓度。
2. 什么是不可逆抑制剂？什么是可逆抑制剂？如何区别这两种抑制类型？
不可逆抑制剂:抑制剂与酶必须基团以共价形式结合，引起酶活性丧失。不能用透析、超滤等物理办法解除抑制而使酶恢复活性。
可逆抑制剂：抑制剂与酶蛋白以非共价方式结合，引起酶活性暂时性丧失。抑制剂可以通过透析等办法被除去，并且能某些或所有恢复酶活性。
区别：1物理办法：用透析、超滤和凝胶过滤等办法与否能除去抑制剂来鉴别可逆抑制作用和不可逆抑制作用。 2动力学办法：在测定酶活力系统中加入一定量抑制剂，测定酶反映初速度，以初速度和酶浓度作图区别。
3. 什么是竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制？各自特点？
竞争性抑制：某些抑制剂化学构造与底物相似，因而能与底物竞争与酶活性中心结合，当抑制剂与活性中心结合后，底物被排斥在反映中心之外，其成果是酶促反映被抑制。
特点：1竞争性抑制剂多是酶底物类似物或反映产物；2抑制剂与底物竞争与酶结合，多于酶活性中心同底物结合基团结合；3底物浓度增长时，抑制作用削弱，取决于底物浓度与抑制剂浓度比例及其与酶亲和力大小，可通过增长底物浓度办法消除抑制作用；4动力学参数：Km值增大，Vm值不变。
非竞争性抑制：酶可同步与底物及抑制剂结合，引起酶分子构象变化，并导致酶活性下降。由于此类物质并不是与底物竞争与活性中心结合，因此称为非竞争性抑制。（名词解释）
特点：1非竞争抑制剂化学构造不一定与底物分子构造类似；2底物和抑制剂分别独立与酶不同部位相结合；抑制剂是与酶活性中心以外必须基团结合而起作用；3抑制剂对酶和底物结合无影响，故底物浓度变化对抑制限度无影响；抑制作用只取决于酶浓度、抑制剂浓度和Ki大小；4动力学参数：Km值不变。Vm值减少
反竞争性抑制：酶与底物结合后抑制剂才干和酶结合，反竞争性抑制作用常用于多底物反映。
特点：1反竞争抑制剂化学构造不一定与底物分子构造类似；2抑制剂与底物可同步与酶不同部位结合；3必要有底物存在，抑制剂才干对酶产生抑制作用；抑制限度随底物浓度增长而增长；4动力学参数：Km减小，Vm减少
4. 微生物来源酶抑制剂筛选普通环节？
微生物分离；筛选模型建立；发酵条件拟定；抑制剂分离、鉴定

第十一章 当代酶学
1. 请描述Ribozyme发现以及意义。核酶分类？什么是脱氧核酶？
发现：核酶是美国科学家Cech和Altman发现具备酶特异性催化功能一类RNA。20世纪80年代，美国科学家Cech等人在研究四膜虫RNA时，初次发现rRNA中I型内含子具备自我剪接功能，随后，Altman和Pace以及Cech几种实验室又陆续发现了真正RNA催化剂，其中L19RNA和核糖核酸酶PRNA组分是两个最具备说服力例子。
意义：（1）打破了生物催化剂只有蛋白质一家老式观念，给此后生命人工合成提供了一种重要信息；（2）给生命来源和演变提供一种新线索；（3）将酶概念拓展为：酶是具备生物催化功能一类大分子，涉及蛋白质或RNA。
分类：（1）剪接型核酶：I型内含子、II型内含子（2）剪切型核酶：自体催化有锤头核酶、发夹核酶、丁型肝炎病毒核酶；异体催化有RNaseP。
脱氧核酶：具备酶活性DNA分子称为脱氧核酶。
2. 什么是抗体酶？有什么特点？抗体酶制备办法及其原理？
抗体酶：具备催化能力免疫球蛋白称为催化抗体，即抗体酶。
特点：（1）与配体结合专一性；（2）具备高效催化性；（3）具备与天然酶相近米氏方程动力学及pH依赖性等；（4）一种对酶促反映过渡态特异抗体——既可以起酶促催化作用，又可以起抗体选取性和专一性结合抗原作用；（5）能催化某些天然酶不能催化反映；（6）有更强专一性和稳定性。
制备办法：（1）诱导法：运用反映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单抗即抗体酶。
原理：用设计好半抗原，通过与载体蛋白偶联制成抗原。然后对动物进行免疫，取免疫动物脾细胞与骨髓瘤细胞杂交，杂交细胞则分泌单克隆抗体，经筛选和纯化，得抗体酶。
（2）拷贝法：重要依照抗体生成过程中抗原-抗体互补性来设计。
原理：用酶作为抗原免疫动物得到抗酶抗体，再将此抗体免疫动物进行单克隆化，获得单克隆抗抗体。对抗抗体进行筛选，获得具备本来酶活性抗体酶。
（3）引入法：借助基因工程和蛋白质工程将催化基因引入到特异抗体抗原结合位点上，使其获得催化功能。
原理：将催化基因或辅助因子引入到抗体抗原结合部位，可采用选取性化学修饰办法，亦可运用蛋白质工程和基因工程技术。
（4）化学修饰法：对抗体进行化学修饰，使抗体与催化基因相连。
3. 什么是模仿酶，其酶学基本是什么？依照Kirby分类办法，模仿酶分类？（大题）
模仿酶：又称人工合成酶，是一类运用有机化学办法合成，比天然酶简朴非蛋白质分子或蛋白质分子，以这些分子作为模型来模仿酶对其作用底物结合和催化过程。
酶学基本：具备两个特殊部位：底物结合位点和催化位点。
分类：单纯酶模型：化学办法通过天然酶活性模仿来重建和改造酶活性。
机理酶模型：通过对酶作用机制诸如辨认、结合和过渡态稳定化结识，来指引酶模型设计和合成。
单纯合成酶样化合物：化学合成具备酶样催化活性简朴分子。
4. 什么是分子印迹酶？
分子印迹酶：通过度子印迹技术产生类似于酶活性中心空腔，对第五产生有效结合伙用，可以再结合部位空腔内诱导产生催化基团，并与底物定向排列，这样产生为分子印迹酶。
5. 极端微生物定义？什么是极端酶？
极端微生物：又称嗜极菌，是在超常生态环境条件下生存微生物。
极端酶：极端微生物合成与其所处环境相适应酶。（名词解释）