生工四班酶工程试题

酶的应用：一、选择题：1、哪一个不是属于酶在环境保护中的应用（D）A、废水处理B、环境监测C、可降解材料开发D、探测空气污染程度2、下列哪一个是属于糖化液经过异构酶催化的产物（B）A、粉状葡萄糖B、果葡糖浆C、结晶葡萄糖D、山梨醇3、苯丙氨酸代谢途径关系到三种遗传病不包括下列哪种（D）A、尿黑酸症B、白化病C、苯丙酮尿症D、白血病4、溶菌酶溶解细胞壁中的什么（C）A、N-乙酰胞壁酸B、N-乙酰氨基葡糖C、不溶性黏多糖D、可溶性糖肽5、被称为“分子手术刀”和“分子针线”的没分别是（A）A、限制性内切酶、DNA连接酶B、DNA解旋酶、DNA连接酶C、DNA聚合酶、限制性内切酶D、DNA解旋酶、DNA聚合酶二、名词解释：1、淀粉酶（amylase）：能水解淀粉、糖原和有关多糖中的O-葡萄糖键的酶。2、聚糖酯高聚物：在脂肪酶催化下，己二酸（或癸二酸）与蔗糖在己烷溶液中进行酯化反应后的产物。三、论述题：1.请论述酶参与了生物体内那些生命活动和过程？答：1.执行具体的生理功能-唾液、胃液中的消化酶，凝血酶等2.清除有害物质,起保卫作用-过氧化物酶，朝氧化物岐化酶等3.协同激素等生理活性物质在体内发挥信号转换,传递与放大作用,调节生理功能。如蛋白激酶4.催化代谢反应,建立各种各样代谢体系与代谢途径-葡萄糖、氨基酸、核酸代谢2.请论述超氧化物歧化酶的作用并举一例说明。超氧化物岐化酶（SOD）在人体内催化超氧阴离子自由基（O2-）和氢离子（2H+）反应生成过氧化氢（H2O2）和氧气（O2）。生成的H2O2仍具有毒性，在人体内过氧化氢酶（CAT）或谷胱甘肽过氧化氢酶（GSHPX）的作用下生成对人体无害的水。故SOD可缓解因超氧阴离子自由基造成的各种人体病变。例一：肺气肿是由于肺组织的中性白细胞含弹性蛋白酶及弹性蛋白酶抑制剂不平衡所致。弹性蛋白酶抑制剂有α-蛋白酶抑制剂及支气管粘膜蛋白抑制剂两种,均可受O2-攻击而失活,导致肺气肿。故SOD可治疗肺气肿。老年性白内障例二：眼睛对光线具有特殊敏感性，故眼部一般含有高浓度的抗氧化剂。这种自身保护作用随年龄增长逐渐削弱。眼睛晶状体中蛋白质被自由基氧化而变性，形成白内障。改善和提高SOD酶活性，提高机体抗氧化能力，就有可能阻止或延缓老年性白内障的发生、发展。四．简答题1.DNA重组是酶在生物技术上的成功应用，请简述DNA重组的步骤？答1目的基因的获得方法有：基因文库（cDNA文库、基因组文库）、PCR（放达效应）、人工合成2目的基因与载体连接方法有：——粘性末端——全同源性、定向克隆（两种酶切）定向克隆可防止高背景的产生，因为全同源性会造成载体自连、重组子、目的基因自连三种可能，重组子可能还会出现正反插入的情况，使筛选过程复杂。——平末端酶切后也有可能产生平末端，也会出现高背景。——人工接头——连接子（连入带粘性酶切位点的片断，再酶切）、普适子（一条链连上片断，成为粘性末端）、T-A克隆（PCR中使用的Taq聚合酶会根据模板延伸至后在链末尾加上一个A，可在克隆载体上加上T，使之连接）、同聚物加尾（末端转移酶加尾）由于平末端连接效率比较低，可在其两端人工修饰反应体系：目的基因、载体、T4连接酶、缓冲液3重组DNA导入受体（宿主）细胞——转化、转染、转导、感染主要运用的是原核转化（导入感受态细菌，感受态：处于易于吸收外缘DNA的状态，方法：氯化钙法：DNA与其形成羟基-磷酸钙复合物，抗DNase水解）、真核转染。4筛选与鉴定方法：——遗传学（表形）——插入失活、蓝-白筛选、抗性基因（四环素Tet、氨苄青霉素Amp）——酶切，在电泳（分子量、构想）——PCR（特异性引物）——核酸杂交（southernblot）——免疫学方法（westernblot）——DNA测序（sanger、焦磷酸测序）2.简述酶对生物体生命活动的意义。答：1.执行具体的生理功能。例如唾液、胃液中的消化酶，凝血酶等2.清除有害物质,起保卫作用。例如过氧化物酶，朝氧化物岐化酶等3.协同激素等生理活性物质在体内发挥信号转换,传递与放大作用,调节生理功能。例如蛋白激酶4.催化代谢反应,建立各种各样代谢体系与代谢途径。例如葡萄糖、氨基酸、核酸代谢酶的分子修饰一.名词解释1..酶分子修饰：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修饰。即：在体外将酶分子通过人工的方法与一些化学基团（物质），特别是具有生物相容性的物质，进行共价连接，从而改变酶的结构和性质。2.酶的大分子修饰：使用一些能与酶非共价地相互作用而又能有效地保护酶的一些添加物，如聚乙二醇、右旋糖苷等，它们既能通过氢键固定在酶分子表面，也能通过氢键有效地与外部水相连，从而保护酶的活力。选择1.以下哪个不是酶的分子修饰的意义：CA提高酶的活力B增强酶的稳定性C增大酶的分子量D降低或消除酶的抗原性2.以下经常被修饰的残基中亲电的是：BASerBTyrCLysDHis3.不是化学修饰法的特点的是DA难度大B成本高C专一性差D有目的性4.聚乙二醇与酶非共价地相互作用是通过（B）连接的：A离子键B氢键C范德华力D疏水键5以下不是常用的大分子结合修饰剂的是：AA.甘油B聚乙二醇C右旋糖酐D蔗糖聚合物二.简答题1.酶经过修饰后性质会有什么变化？答：（1）热稳定性：热稳定性有较大的提高。（2）抗原性：比较公认的是PEG和人血清白蛋白在消除酶的抗原性上效果比较明显。（3）各类失活因子的抵抗力：修饰酶对蛋白酶、抑制剂均有一定的抵抗能力，从而提高其稳定性。（4）半衰期：一般在体内的半衰期得到有效延长。由于酶分子经修饰后，增强对热、蛋白酶、抑制剂等的稳定性，从而延长了在体内的半衰期。（5）最适pH：大部分酶经化学修饰后，酶的最适pH发生了变化。修饰酶最适pH更接近于生理环境。2.什么是酶分子修饰？答：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修饰。即：在体外将酶分子通过人工的方法与一些化学基团（物质），特别是具有生物相容性的物质，进行共价连接，从而改变酶的结构和性质。论述题：一、请解释酶的金属离子置换修饰和描述它的过程。答：定义：把酶分子中的金属离子换成另一种金属离子，使酶的特性和功能发生改变的修饰方法称为金属离子置换修饰。过程：1、酶的分离纯化：将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。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，如乙二胺四乙酸（EDTA）等，使酶分子中的金属离子与EDTA等形成螯合物。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。此时，酶往往成为无活性状态。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。二、详述酶的大分子修饰中非共价修饰和共价修饰？答：非共价修饰：1.使用一些能与酶非共价地相互作用而又能有效地保护酶的一些添加物，如聚乙二醇、右旋糖苷等，它们既能通过氢键固定在酶分子表面，也能通过氢键有效地与外部水相连，从而保护酶的活力。2.一些添加物，如多元醇、多糖、多聚氨基酸、多胺等能通过调节酶的微环境来保护酶的活力。3.另一类添加物就是蛋白质。蛋白质分子之间相互作用时，其表面区域内排除了水分子，因而增加了相互作用力，其稳定性也就增加了。共价修饰：1.用可溶性大分子，如聚乙二醇、右旋糖苷、肝素等，通过共价键连接于酶分子的表面，形成一层覆盖层。2.每分子核糖核酸酶与6.5分子的右旋糖酐结合，可以使酶活力提高到原有酶活力的2.25倍；3.每分子胰凝乳蛋白酶与11分子右旋糖酐结合，酶活力达到原有酶活力的5.1倍。酶反应器名词解释：1.酶反应器：用于酶进行催化反应的容器及其附属设备称为酶反应器。2.间歇式酶反应器：又称为批量反应器（BatchReactor）、间歇式搅拌罐、搅拌式反应罐。简答题一．各种酶反应器的特点搅拌罐式反应器:反应比较完全，反应条件容易调节控制。填充床式反应器:密度大，可以提高酶催化反应的速度。在工业生产中普遍使用。流化床反应器流:化床反应器具有混合均匀，传质和传热效果好，温度和pH值的调节控制比较容易，不易堵塞，对粘度较大反应液也可进行催化反应。鼓泡式反应器:鼓泡式反应器的结构简单，操作容易，剪切力小，混合效果好，传质、传热效率高,适合于有气体参与的反应。膜反应器:清洗比较困难喷射式反应器:通入高压喷射蒸汽，实现酶与底物的混合，进行高温短时催化反应，适用于某些耐高温酶的反应二．酶反应器要求(1)具有较高的酶比活和酶浓度。(2)能方便检测和调控反应过程。(3)具有良好的传质和传热性能。(4)具有维持的无菌状态的条件。论述题一．设计酶反应器的应考虑哪些条件1、确定酶反应器的类型酶反应器的设计，首先要根据酶、底物和产物的性质，按照上一节所述的选择原则，选择并确定反应器的类型。2、确定反应器的制造材料由于酶催化反应具有条件温和的特点，通常都是在常温、常压、pH近乎中性的环境中进行反应，所以酶反应器的设计对制造材料没有什么特别要求，一般采用不锈钢制造反应容器即可。3、进行热量衡算酶催化反应一般在30～70℃的常温条件下进行，所以热量衡算并不复杂。温度的调节控制也较为简单，通常采用一定温度的热水通过夹套（或列管）加热或冷却方式，进行温度的调节控制，热量衡算是根据热水的温度和使用量计算。对于某些耐高温的酶，例如高温淀粉酶，可以采用喷射式反应器，热量衡算时，根据所使用的水蒸气热焓和用量进行计算。4、进行物料衡算酶反应动力学参数/底物用量/酶量/反应体积/反应器数量二．酶反应器在使用过程中应注意哪些方面问题？1控制酶反应器中流动状态2酶反应器的操作中，应注意壅塞现象3酶反应器的恒定生产能力的控制，维持酶反应器的恒定生产能力4保持酶反应器的稳定及长期运转5防止酶反应器被微生物污染核酶名词解释：1、Ribozyme：具有催化功能的RNA分子，是生物催化剂。又称核酸类酶、酶RNA、核酶类酶RNA。2、抗体酶：又称催化抗体（catalyticantibody）一种新型人工酶制剂，是一种具有催化功能的抗体分子。是抗体的高度选择性和酶的高效催化能力巧妙结合的产物，本质上是一类具有催化活力的免疫球蛋白，在其可变区赋予了酶的属性。论述：核酶的功能：1.核苷酸转移作用。2.水解反应，即磷酸二酯酶作用。3.磷酸转移反应，类似磷酸转移酶作用。4.脱磷酸作用，即酸性磷酸酶作用。5.RNA内切反应，即RNA限制性内切酶作用。抗体酶的催化作用机理酶的催化在于能结合底物产生过渡态，降低能障（反应的活化能）。以过渡态类似物作为半抗原，诱导与其互补构象的抗体，使其具有催化活性，可观察到抗体催化相应底物发生化学反应。简答：抗体酶的催化特征：与天然酶相比抗体酶的特点能催化一些天然酶不能催化的反应有更强的专一性和稳定性催化作用机制不同抗体酶和非催化性抗体作用的比较更高的反应特异性反应的可逆性反应的量效性反应过程2、简述HBV的生活史，并阐述用核酶阻断其复制的机理：HBV进入肝细胞，在宿主酶作用下以负链DNA为模板合成正链DNA，形成共价闭合环状DNA。在宿主RNA聚合酶作用下合成mRNA(亦称前基因组RNA,pgRNA)在HBV逆转录酶作用下合成负链DNA，在HBVDNA聚合酶作用下合成正链DNA形成子代闭合环状DNA。由于HBV的复制必须经过RNA的过程，所以可设计特异性核酶用于切割RNA，从而阻断HBV的复制过程。选择题：核酶能切割致病基因的（A），通过使其断裂来抑制致病基因的翻译及表达，从而达到预防及治疗疾病的目的。A.mRNAB.DNAC.tRNA2.脱氧核酶是利用体外分子进化技术合成的一种具有有高效的催化活性和结构识别能力的（B）片段。A.双链DNAB.单链DNAC.RNA3.抗体酶是以下列那种分子为半抗原制备的？CA.底物B.过渡态中间物C.过渡态中间物的类似物D.产物类似物4．核酶CA.以NAD+为辅酶B.是有催化作用的蛋白质C.能催化RNA的自我剪接5.关于