酶与蛋白质复习题带答案Word格式.docx
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固体培养法和液体培养法
4、产酶微生物基本要求？
1）产酶量高2）产酶稳定性好3）容易培养，发酵周期短便于管理4）利于分离5）不能是病原菌，不产生毒素及其他生理活性物质，特别是针对医药，食品用酶要求更严
5、常见产酶微生物种类及各自的培养基？
细菌：
牛肉膏，蛋白胨培养基；
放线菌：
高氏1号合成培养基；
酵母菌：
麦芽汁培养基；
霉菌：
查氏合成培养基
6、产酶微生物优良菌种的筛选？
采样—增殖培养—纯种分离—平板初筛—摇瓶初筛—摇瓶复筛—产酶菌种
1）样品的采集：
从富含该酶作用底物的场所采集样品
2）富集培养：
控制营养成份和培养条件
3）纯培养：
平板划线、涂板
4）初筛：
透明圈法
5）复筛：
测定酶活，淘汰低产菌
7、酶发酵生产的一般工艺流程？
8、酶生物合成的模式种类、定义及调控方法？
1）酶生物合成定义：
将产酶细胞在一定条件下进行培养，其生长过程一般经历调整期、对数生长期、平衡期和衰退期四个阶段
2）种类：
同步合成型、延续合成型、中期合成型和滞后合成型
3）调控方法：
最理想的合成模式是延续合成型。
对于同步合成型的酶，要尽量提高其所对应的mRNA的稳定性，为此，适当降低发酵温度；
对于滞后合成型的酶，在发酵过程中应设法尽量减少甚至解除分解代谢物的阻遏，使酶的合成提早开始；
对于中期合成型的酶，则要在提高mRNA稳定性以及解除阻遏两方面进行努力。
9、微生物发酵产酶固体及液体深层培养法的优缺点？
1）固体培养的优点：
1、设备简单投入少2、培养物中酶浓度较高3、环境污染较少
缺点：
1、产酶纯度较差2、原料利用率较低3、劳动强度大4、占地面积多5、发酵条件不宜控制均匀6、产酶不稳定7、不易于胞内酶的生产
2液体培养的优点：
1、产酶纯度高，质量稳定2、较易控制发酵条件，有利于自动化
1、设备投资较大2、工艺管理严格3、必须严格控制发酵条件4、特别注意防止染菌
10、固体发酵种类？
1）浅盘法2）转桶法3）厚层通气培养法
第三章酶的提取与分离纯化
1、酶分离纯化的一般技术路线？
（笔记）
2、细胞破碎的目的、方法及原理？
目的：
要制备胞内酶首先就得破碎细胞，使酶从细胞内释放出来，而且抽提效果也往往与细胞破碎程度有关。
方法及原理：
1）机械破碎：
通过机械运动产生的剪切力，使组织细胞破碎
2）物理破碎：
通过各种物理因素的作用，使组织、细胞的外层结构破坏，而使细胞破碎
3）化学破碎：
通过各种化学试剂对细胞膜的作用，而使细胞破碎
4）酶促破碎：
通过细胞本身的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。
3、发酵液的相对纯化主要内容？
1）无机离子的去除：
钙离子：
草酸；
镁离子：
三局磷酸钠；
亚铁离子：
黄血盐
2）杂蛋白的去除：
沉淀法、变性法、凝聚和絮凝、吸附法
凝聚：
多价离子的电解质，通常是明矾
絮凝：
含极性官能团的复合物，通常是聚丙烯酰胺复合物
3）色素的去除：
加活性炭，加离子交换纤维，离子交换树脂
4）核酸的去除：
鱼精蛋白硫酸盐，链霉素，硫酸盐
4、酶的提取定义及提高提取萃取的方法？
定义：
指在一定的条件下，用适当的溶剂或溶液处理含酶原料，使酶充分溶解到溶剂或溶液中的过程。
方法：
提高温度，降低溶液粘度，增大扩散面积，缩短扩散距离，增大浓度差等
5、酶的主要提取方法、所需试剂及提取对象?
方法：
盐溶液提取法，酸溶液提取法，碱溶液提取法，有机溶剂提取法
试剂及对象：
1）盐溶液；
0.02~0.5mol/L的盐溶液
用于提取高低浓度盐溶液中的溶解度较大的酶
2）酸溶液：
PH2~6的水溶液
用于提取在稀酸溶液中溶解度大，且稳定性好的酶
3）碱溶液：
PH8~12的水溶液
用于在碱溶液中溶解度大的且稳定性好的酶
4）有机溶剂：
可与水混溶的有机溶剂
用于与脂结合牢固或含有较多非极性基团的酶
6、常用沉淀法的种类及原理及应用范围？
1）盐析沉淀法：
原理：
高盐浓度下盐离子与蛋白质分子争夺水分子，除去蛋白质的水合外壳，降低溶解度而沉淀。
适用于：
多用于各种蛋白质和酶的纯化。
2）有机溶剂沉淀法：
利用酶等蛋白质在有机溶剂中的溶解度不同而使之分离的方法。
多用于蛋白质、酶、多糖、核酸及生物小分子的分离和纯化。
3）等电点沉淀：
蛋白质在PI时溶解度最低，不同的蛋白质具有不的PI。
用于氨基酸、蛋白质及其他两性介质。
4）有机聚合物沉淀法：
使用非离子型聚合物以及离子型表面活性剂在一定条件下能与酶蛋白直接或间接形成络合物，使蛋白质沉淀析出。
核酸内切酶EcoR1可以PEI分离，PEI至0.2molkcl存在下，能和EcoR1及相关蛋白凝聚析出。
5）选择性变性沉淀法：
选择一定的条件使溶液中存在的某些杂蛋白质变性下降，而不影响所需蛋白质的方法。
用于除去不耐热或在一定PH值下易变性的蛋白质。
7、离心机的种类及使用范围？
1）常速离心机：
用于分离细胞、细胞碎片和培养基残渣等固形物
2）高速离心机：
用于分离各种沉淀物、细胞碎片和较大的细胞器
3）超速离心机：
用于生物大分子、细胞器和病毒等的分离纯化
8、常用离方法及原理？
1）差速离心：
采用不同的离心速度好人离心时间，使沉降速度不同的各种颗粒分批分离的方法
2）密度梯度离心：
是样品在密度梯度介质中进行离心，使沉降系数比较接近的物质得以分离的一种区带分离方法。
3）等密度梯度离心：
当预分离的不同颗粒的密度范围在离心介质的密度梯度范围内时，在离心力作用下，不同浮力密度的物质颗粒或向下沉降或向上漂浮，一直移动到与它们各自浮力密度恰好相等的位置，形成区带。
9、密度梯度离心和等密度梯度离心的差异？
1）梯度介质：
1通常用蔗糖，最大的梯度密度小于最小的密度沉降样品
2通常用Cscl，最大的梯度密度大于最大的密度沉降样品
2）离心条件：
1在最前的沉降物质达到管底前停止，短时间，低速度
2使各组分沉降到其平衡的密度区，长时间，高速度
3）分离依据：
1密度相近，但沉降系数不同
2沉降系数相近，但密度不同
10、层析分离定义？
是利用混合物中各组分的物理化学性质（分子的大小和形状、分子极性、吸附力、分子亲和力和分配系数）的不同，使个各组分在两相中的分布程度不同而达到分离。
11、层析分离方法及分离依据？
1）吸附层析：
利用固定相的固体吸附剂表面对不同组分的吸附力的大小及洗脱液对它的溶解作用的差异进行分离
2）离子交换层析：
是利用离子交换剂上的可解离基团对各种离子的亲和力不同，而使不同物质得以分离的方法。
3）凝胶层析：
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。
4）亲和层析：
将待纯化物质的特异配件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，杂志则不被吸附，从层析柱流出，变换洗脱条件，即可将欲分离的物质洗脱下来，实现分离提取。
5）高效液相层析：
利用样品中的溶质在固定相和流动相之间分配系数的不同，进行连续的无数次的交换和分配而达到分离的过程。
6）层析聚焦：
用特定的多缓冲液滴定和淋洗层析柱特定的多缓冲交换剂，随着缓冲液的扩展，会自上而下建立PH梯度，而蛋白质也在相应PH梯度处聚焦，随着缓冲液的下移而下移。
12、吸附剂根据吸附能力强弱分类？
弱吸附剂：
蔗糖，淀粉
中等吸附剂：
Caco3，磷酸钙，硅胶
强吸附剂：
氧化铝，活性炭
13、离子交换剂的构成成分及各自的种类？
离子交换剂由载体、电荷基团和反离子构成。
载体：
1）化学原料合成：
树脂类物质
2）天然材料制成：
cellulose,sephadex,sepharose
电荷基团：
1）阳离子交换剂：
电荷基团（—），反离子（+）
2）阴离子交换剂：
电荷基团（+），反离子（—）
14、凝胶过滤层析中凝胶的种类和商品名及符合意义？
1）交换葡聚糖凝胶商品名：
Sephadex型号：
SephadexG—10至G—200
G后数字为凝胶吸水值的10倍
2）琼脂糖凝胶商品名：
Sepharose2B~6B（瑞典），Bio-GelA（美国）
B前面的数字表示胶百分浓度
3）聚丙烯酰胺凝胶商品名：
Bio-Gel，型号从Bio-GelP—2至P—300
P后的数字乘以1000表示其分离的最大分子量，P值越大，孔径也越大。
15、层析聚焦多缓冲离子交换剂及多缓冲溶液的种类？
多缓冲离子交换剂：
PBE118应用范围：
PH8~11；
PBE94应用范围：
PH4~9
多缓冲溶液：
PB96应用范围：
PH6~9；
PB74应用范围：
PH4~7
16、电泳的基本原理是什么？
根据支持介质的不同，电泳的种类有哪些？
原理：
在一定的PH值（buffer）待分离颗粒所带电荷、大小、形状，在电场中移动速度不同，各自集中到特定的位置上而形成紧密的泳动带。
分类：
1）纸电泳2）薄层电泳3）薄膜电泳（醋酸纤维素膜）4）凝胶电泳
17、SDS-PAGE的原理及操作过程？
1）SDS为阴离子表面去污剂，与酶分子结合使酶颗粒均带负电荷
2）SDS为变性剂，使蛋白质构象变化，变为椭圆形颗粒，常用于测定未知蛋白质
操作过程：
1）制胶2）样品溶液的制备3）加样及电泳4）固定和染色
18、过滤分离的定义、种类、及过滤介质的分类？
定义：
过滤是借助于过滤介质将不同大小的、不同形状的物质加以分离的技术。
种类：
粗滤、微滤、超滤、反渗透
过滤介质：
滤纸、滤布、纤维、多孔陶瓷和各种高分子膜。
19、萃取分离的定义？
利用溶质在互不相溶的两相（轻相和重相）之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法。
20、有机溶剂萃取法中料液、溶质、萃取剂、萃取液、萃余液、反萃取的定义？
料液：
供提取的溶液
溶质：
料液中欲提取的物质
萃取剂：
用来进行萃取的溶剂，通常是有机溶剂（乙醇、丙酮、丁醇、苯酚）
萃取液：
经接触分离后，溶质转移到萃取剂中与萃取剂形成的溶液
萃余液：
被萃取出溶质后的料液
反萃取：
完成萃取操作后，将产物从有机相转入水相的萃取操作
21、典型的双水相系统：
聚乙二醇（PEG）/葡聚糖（DEX）；
聚乙二醇（PEG）/磷酸钾
22、超临界流体及超临界萃取的定义？
超临界流体（SCF）：
超过临界湿度与临界压力状态的流体。
超临界萃取：
是利用欲分离物质与杂质在超临界流体中的溶解度不同而实现分离的一种萃取技术。
23、CO2超临界萃取的分类、临界温度及临界压力？
分类：
1）等压分离2）等温分离3）吸附分离
临界温度：
31.1度临界压力：
7.3MPa
24、反胶团萃取定义？
利用反胶束将酶或其他蛋白质冲混合物中萃取出来的一种分离纯化技术
25、酶的浓缩的种类？
1）蒸发浓缩2）超滤浓缩3）吸水剂：
胶过滤浓缩和聚乙二醇浓缩4）反复冻融浓缩5）沉淀法
26、常用酶的干燥方法？
真空干燥、冷冻干燥、喷雾干燥、气流干燥和吸附干燥
27、酶结晶的条件？
1）酶的纯度2）酶的浓度3）结晶温度4）溶液PH5）金属离子6）晶核
28、纯化方法的选择依据？
根据有效成分和杂质之间理化性质的差异。
1）调节溶解度：
沉淀法
2）根据分子大小、形状的不同：
离心分离、膜分离、凝胶过滤
3）根据分子带电荷性质不同：
离子交换层析、电泳
4）根据专一性结合的方法：
亲和层析
29、酶活力、比活力、纯化倍数、回收率？
酶活力：
也称酶活性，是指酶催化一定化学反应的能力
比活力：
是纯度的量度，是指每毫克质量的蛋白质中所含的某种酶的催化活力，一般用单位/毫克蛋白来表示。
纯化倍数：
表示提纯过程中纯度提高的倍数。
纯化倍数=提纯后比活力/提纯前比活力
回收率：
表示提纯过程中酶损失程度的大小。
回收率=提纯后酶总活力/提纯前酶总活力x100%
30、判断酶分离纯化方案优劣的指标及计算公式？
常用回收率和比活力的提纯倍数两个指标。
提纯倍数=提纯后比活力/提纯前比活力
第四章酶的分子修饰
1、酶分子修饰的定义？
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。
2、酶化学修饰的目的？
提高酶活力、改进酶的稳定性、允许酶在一个变化的环境中起作用、改变最适PH或最适温度、
改变酶的特异性使其催化不同、改变催化反应的类型、提高催化过程的反应效率
3、水溶性大分子修饰剂的种类及修饰（共价）的过程？
种类：
1）糖及糖的衍生物2）生物活性大分子3）大分子多聚物
过程：
1）修饰剂的选择：
要根据酶分子的结构和修饰酶的特性选择适宜的水溶性大分子。
2）修饰剂的活化：
在使用之前一般需要经过活化，然后才可以与酶分子的某侧链基团进行反应。
3）修饰：
将带有活化基团的大分子修饰剂与经过分离纯化的酶液，以一定的比例混合，在一定的温度、PH值等条件下反应一段时间
4）分离：
需要通过凝胶层析等方法进行分离，将具有不同修饰度的酶分子分开，从中获得具有较好修饰效果的修饰酶。
4、酶分子的修饰方法？
1）金属离子置换修饰2）大分子结合修饰3）肽链有限水解修饰4）酶蛋白侧链基团修饰5）氨基酸置换修饰6）反胶团萃取7）物理修饰8）固定化修饰
5、金属离子置换修饰的步骤？
1）酶的分离纯化2）除去原有的金属离子：
加入金属螯合剂（如EDTA），通过透析、超滤、分子筛层析将螯合复合物除去3）加入置换离子
6、酶分子的侧链基团修饰定义及种类及几种重要的修饰反应？
采用一定的方法（一般为化学法）使酶蛋白的侧链基团发生改变，从而改变分子的特性和功能的修饰方法。
侧链基团的种类：
氨基、羧基、羟基、胍基、巯基、咪唑基、吲哚基、酚羟基、甲硫基
几种重要的修饰反应：
烷基化反应、酰基化反应、氧化还原反应、芳香环取代反应
7、修饰酶的性质？
1）热稳定性2）抗原性3）各类失活因子的抵抗力4）半衰期5）最适PH6）Km的变化
第五章酶的固定化
1、固定化的概念？
通过化学或物理的手段将酶或游离细胞定位于限定的空间区域内，使其保持活性并可反复利用。
2、固定化酶的优缺点？
优点：
重复使用，回收方法简单；
产物纯化简单，容易精制；
提高产物质量；
反应条件易控制，节约劳动力。
首次投入成本高；
固定化效率低；
大分子底物较困难（只适合小分子底物）
3、影响固定化酶性质的因素？
（1）酶本身的变化，主要是由于活性中心的氨基酸残基，高级结构和电荷状态等发生了变化
（2）载体的影响：
1）分配效应2）空间障碍效应3）扩散限制效应
（3）固定化方法的影响
4、评价固定化酶的指标？
（1）固定化酶的比活：
每（克）固定化酶所具有的酶活力单位。
或：
单位面积（cm2）的酶活力单位表示（酶膜、酶管、酶极）
（2）操作半衰期：
衡量稳定性的指标；
连续测酶活条件下固定化酶活力下降为最初活力一半所需要的时间
（3）酶的结合效率=（加入总的酶活力—未结合的酶活力）/加入的总的酶活力x100%
（4）酶活力回收率=固定化酶总活力/被固定化游离酶总活力x100%
（5）相对酶活力：
具有相同酶蛋白（或RNA）量的固定化酶活力与游离酶活力的比值称为相对酶活力。
5、固定化酶和细胞中应用的载体种类？
（1）有机高分子载体
（2）无机载体（3）复合载体
6、酶的固定化方法及各自的定义？
（1）吸附法：
是通过氢键、疏水键和π电子亲和力等物理作用力将酶固定于不溶性载体的方法。
（2）键合法：
在适宜的PH和离子强度条件下，利用酶的侧链解离基团和离子交换剂的相互作用而达到酶的固定化的方法。
（3）交联法：
借助于双功能试剂使酶分子之间发生交联作用，制成网状结构的固定化酶的方法。
（4）包埋法：
将酶或含酶菌体包埋在各种多孔载体中，使酶固定化的方法称为包埋法
7、载体活化的方法？
1）重氮法2）叠氮法3）溴化氰法4）硅烷化法5）烷基化法
8、细胞固定化方法？
1）无载体固定化2）交联法3）吸附法4）包埋法
9、包埋常用的载体？
常用载体有海藻酸钙、聚乙烯醇（PVA）、琼脂、角叉菜胶、明胶、聚丙烯酰胺、二和三醋酸纤维
10、卡拉胶包埋细胞步骤？
第六章酶反应器
1.酶反应器定义？
用于酶进行催化反应的装置及其附属设备称为酶反应器。
2.酶反应器与发酵反应器及化学反应器的的区别？
与化学反应器相比：
在低温、低压下发挥作用，反应时的耗能和产能较少。
与发酵反应器相比：
不表现自催化方式（即细胞的连续再生）。
3.酶反应器的种类及定义：
按结构区分及按操作方式区分？
按操作方式区分：
1）分批式反应2）连续式反应3）流加分批式反应
按结构区分：
1）分批搅拌罐式反应器（BSTR）：
底物与酶一次性投入反应器内，产物一次性取出：
反应完成之后，固定化酶用过滤法或超滤法回收，再转入下一批反应。
2）连续流搅拌反应器（CSTR）：
向反应器投入固定化酶和底物溶液，不断搅拌，反应达到平衡之后，再以恒定的流速连续流入底物溶液，同时，以相同流速输出反应液（含产物）
3）填充床式反应器（PCR或PBR）：
将颗粒或片状固定化酶填充于反应器内，制成稳定的柱床，底物溶液按一定方向以恒定速度通过反应床，再以一定的流速，收集输出的转化液（含产物）
4）流化床反应器（FBR）：
装有较小颗粒的垂直塔式反应器，底物以一定速度由下向上流过，使固定化酶颗粒在浮动状态下进行反应，流体的混合程度介于CSTR和PFR之间。
5）鼓泡式反应器（BCR）：
利用从反应器底部通入的气体产生的大量气泡，在上升过程中起到提供反应底物和混合两种作用的一类反应器。
6）膜反应器（MR）：
将酶催化反应与半透膜的分离作用组合在一起而成的反应器。
可用于游离酶和固定化酶的催化反应。
7）喷射式反应器（ER）：
是利用高压蒸汽的喷射作用，实现酶与底物的混合，是进行高温短时催化反应的一种反应器。
4.试比较各类酶反应器的优缺点？
1）分批搅拌罐式反应器（BSTR）：
优点：
装置较简单，造价较低，传质阻力很小，反应能很迅速达到稳态。
操作麻烦，固定化酶经反复回收使用时，易失去活性，故在工业生产中，很少用于固定化酶，但常用于游离酶。
在理想状况下，混合良好，各部分组成相同，并与输出成分一致。
反应效率低，载体易被破坏，搅拌动力消耗大，回收过程酶易损坏。
高效率，易操作，结构简单，可使用高浓度的催化剂，与CSTR相比，可减少产物的抑制作用。
（1）温度和PH难以控制
（2）底物和产物会产生轴向浓度分布（3）清洗和更换部分固定化酶较麻烦（4）床内有自压缩倾向，易堵塞，且床内的压力降相当大，底物必须在加压下才能加入。
当底物溶液固体颗粒或黏度很大时，不宜采用PCR。
（1）具有良好的传质及传热的性能。
PH、温度控制及气体的供给比较容易
（2）不易堵塞，可适用于处理黏度高的液体（3）能处理粉末状底物（4）即使应用细粒子的催化剂，压力降也不会很高。
（1）需保持一定的流速，运转成本高，难于放大
（2）颗粒酶处于流动状态，易导致粒子的机械破损（3）流化床的空隙体积大，酶的浓度不高。
（4）底物高速流动使酶冲出，降低了转化率。
特点：
结构简单，操作容易，剪切力小，物质与热量的传递效率高，是与气体参与的酶催化反应中常用的一种反应器。
结构简单，体积小，混合均匀，由于温度高，催化反应速度快，催化效率高缺点：
适用于游离酶的连续催化反应，但其只适用于某些耐高温酶的反应。
5.如何防止酶反应器的微生物污染？
1）当产物是抗生素、酒精、有机酸能抑制的微生物生长时，则污染会减小2）向底物中加杀菌剂、抑菌剂、有机溶剂或将底物料液预先过滤等也是防止污染的办法之一3）在温度45度以上或在酸性、碱性缓冲溶液中进行操作4）浓度底物可以提高参透压，降低水分活度，从而可以抑制微生物生长。
第七章酶的人工模拟
1.模拟酶的定义？
利用有机化学、生物化学等方法设计和合成一些比天然酶简单的具有催化功能的非蛋白质分子或蛋白质分子。
这些物质分子可以模拟酶对底物的结合和催化过程，即可以达到酶催化的高效率，又可以克服酶的不稳定性，这样的物质分子称为模拟酶。
2.按照属性模拟酶的分类？
1）主-客体酶模型2）胶束酶模型3）肽酶4）抗体酶5）分子印迹酶模型6）半合成酶
3.抗体酶的定义？
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，本质上它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。
4.抗体酶的制备方法？
1）诱导法2）拷贝法3）引入法
5.分子印迹的概念？
制备对某一化合物具有选择性的聚合物的过程。
6.分子印迹技术内容？
1）选定印迹分子和功能单体，使二者发生互补反应
2）在印迹分子一单体复合物周围发生聚合反应
3）用提取法从聚合物中除掉印迹分子
7.生物印迹酶的定义？
指以天然的生
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