酶学与酶工程复习资料

酶学与酶工程复习资料上一届考试试题一、名字解释1、酶的活性中性：酶分子中直接与底物结合，并和酶催化作用直接有关的区域叫酶的活性中心，参与构成酶的活性中心和维持酶的特定构象所必需的基团为酶的必需基团。2、米式方程及各字母的意义：米氏方程表示一个酶促反应的起始速度v与底物浓度S关系的速度方程，v＝Vmax·S/（Km+S）。其中Km值称为米氏常数，Vmax是酶被底物饱和时的反应速度，[S]为底物浓度。由此可见Km值的物理意义为反应速度（v）达到1/2Vmax时的底物浓度（即Km=[S]），单位一般为mol/L，只由酶的性质决定，而与酶的浓度无关。3、别构效应：一个蛋白质与其配体（或其他蛋白质）结合后，蛋白质的空间结构发生改变，使它适用于功能的需要，这一类变化称为别构效应或变构效应。4、遗传密码：遗传密码决定蛋白质中氨基酸顺序的核苷酸顺序，由3个连续的核苷酸组成的密码子所构成。5、盐析：增加中性盐浓度使蛋白质、气体、未带电分子溶解度降低的现象。是蛋白质分离纯化中经常使用的方法，最常用的中性盐有硫酸铵、硫酸钠和氯化钠等。6、内囊性包埋法：系利用天然的或合成的高分子材料（统称为囊材）作为囊膜壁壳，将固态或液态药物包裹成为的药库型微型胶囊。7、固定化酶：水溶性酶经物理或化学方法处理后，成为不溶于水的但仍具有酶活性的一种酶的衍生物。在催化反应中以固相状态作用于底物。8、必需水：维持酶分子完整的空间构象所必需的最低水量。二、问答题1、温度对酶促反应的影响及原因。答：温度对酶促反应的影响包括两方面：一方面是当温度升高时，反应速度也加快，这与一般化学反应相同。另一方面，随温度升高而使酶逐步变性，即通过减少有活性的酶而降低酶的反应速度。在低于最适温度时，前一种效应为主，在高于最适温度时，则后一种效应为主，因而酶活性丧失，反应速度下降。2、操纵子的定义及组成。答：操纵子：指启动基因、操纵基因和一系列紧密连锁的结构基因的总称，基因表达的协同单位，转录的功能单位。很多功能上相关的基因前后相连成串，由一个共同的控制区进行转录的控制，包括结构基因以及调节基因的整个DNA序列。操纵子通常由2个以上的编码序列与启动序列、操纵序列以及其他调节序列在基因组中成簇串联组成。3、蛋白质合成过程当中的主要物质。答：主要为mRNA、tRNA、氨基酸、核糖核蛋白体以及有关的酶和辅助因子。蛋白质合成是以mRNA为模板，以氨基酸为底物，在核糖体上通过各种tRNA、酶和辅助因子的作用，合成多肽链的过程。4、酶生物合成模式有哪几种及其特点?简述其接近理想模式的方法？答：1、同步合成型：酶的生物合成与细胞生长同步进行的一种酶生物合成模式。该类型酶的生物合成速度与细胞生长速度紧密联系，又称为生长偶联型。2、延续合成型：酶的生物合成在细胞的生长阶段开始，在细胞生长进入平衡期后，酶还可以延续合成一段较长时间。3、中期合成型：酶在细胞生长一段时间以后才开始，而在细胞生长进入平衡期以后，酶的生物合成也随着停止。4、滞后合成型：酶是在细胞生长一段时间或者进入平衡期以后才开始其生物合成并大量积累，又称为非生长偶联型，许多水解酶的生物合成都属于这一类型。在酶的发酵生产中，为了提高产酶率和缩短发酵周期，最理想的合成模式应是延续合成型。属于延续合成型的酶，在发酵过程中没有生长期和产酶期的明显差别。细胞一开始生长就有酶产生，直至细胞生长进入平衡期以后，酶还可以继续合成一段较长的时间。对于其他合成模式的酶，可以通过基因工程\细胞工程等先进技术,选育得到优良的菌株,并通过工艺条件的优化控制,使他们的生物合成模式更加接近于延续合成型。其中对于同步合成型的酶，要尽量提高其对应的mRNA的稳定性，为此适当降低发酵温度是可取的措施；对于滞后合成型的酶，要设法降低培养基中阻遏物的浓度，尽量减少甚至解除产物阻遏或分解代谢物阻遏作用，使酶的生物合成提早开始；而对于中期合成型的酶，则要在提高mRNA的稳定性以及解除阻遏两方面考虑，使其生物合成的开始时间提前，并尽量延迟其生物合成停止的时间。5、举例说明生物酶制剂生产工艺流程。答：一、植物细胞培养的工艺流程：外植体→细胞的获取→细胞培养→分离纯化→产物。植物细胞培养产酶的工艺过程——大蒜细胞培养生产超氧化物歧化酶（SOD）：1、大蒜愈伤组织的诱导：打破休眠的大蒜蒜瓣，去除外皮消毒在无菌条件下，将蒜瓣切成0.5cm3左右的小块，植入培养基中，25℃、600lux、12h/d光照的条件下培养18d，诱导得到愈伤组织。2、大蒜细胞悬浮培养：愈伤组织在无菌条件下转入培养基中，加入灭菌玻璃珠，25℃、600lux、12h/d的光照条件下震荡培养10～12d，使愈伤组织分散成为小细胞团或单细胞筛网将小细胞团或单细胞转入新培养基中，光照培养。3、超氧化物歧化酶的分离纯化：收集细胞，经过细胞破碎，用pH7.8的磷酸缓冲液提取、有机溶剂沉淀等，分离得到超氧化物歧化酶。二、动物细胞培养产酶的工艺过程——人黑色素瘤细胞培养生产组织纤溶酶原活化剂：1、人黑色素瘤细胞培养基。2、人黑色素瘤细胞培养：（1）细胞的种子细胞用胰蛋白酶消化处理：细胞分散、洗涤、记数、稀释成细胞悬浮液。（2）接种浓度为（1～3）×103个细胞/mL，于37℃的CO2培养箱中，通入含5%CO2的无菌空气，培养至长成单层致密细胞。（3）倾去培养液，用pH7.4的磷酸缓冲液洗涤细胞2～3次。（4）换入一定量的无血清Eagle培养液，继续培养。（5）每隔3～4d，取出培养液进行tPA的分离纯化。（6）再向反应器中加入新鲜的无血清Eagle培养液，继续培养，以获得大量tPA。3、组织纤溶酶原活化剂的分离纯化：在获得培养液中加入一定量的蛋白酶抑制剂和表面活性剂，过滤去沉淀，适当稀释后，采用亲和层析技术进行分离（以tPA抗体为配基，以溴化氰活化的琼脂糖凝胶为母体制成亲和层析剂，上柱、洗涤后用3mol/LKSCN溶液洗脱，分部收集），得到tPA溶液。经过浓缩、葡聚糖G-150凝胶层析、冷冻干燥，得到精制tPA干粉。6、简述各种层析方法及其原理。答：层析方法分离依据吸附层析利用吸附剂对不同物质的吸附力不同而使混合物中各组分分离分配层析利用各组分在两相中的分配系数不同，而使各组分分离离子交换层析利用离子交换剂上的可解离基团（活性基团）对各种离子的亲和力不同而达到分离目的凝胶层析以各种多孔凝胶为固定相，利用流动相中所含各种组分的相对分子质量不同而达到物质分离亲和层析利用生物分子与配基之间所具有的专一而又可逆的亲和力，使生物分子分离纯化层析聚焦将酶等两性物质的等电点特性与离子交换层析的特性结合在一起，实现组分分离