南京工業(yè)大學(xué)酶工程期末考試復(fù)習(xí)要點

1、2016年酶工程復(fù)習(xí)要點（老師給）1. 酶工程的發(fā)展歷史；氨基?；?、青霉素?；?、葡萄糖異構(gòu)酶、天冬氨酸酶等酶的應(yīng)用；常見酶如蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、糖苷酶和果膠酶等的作用機(jī)理；酶的三大催化特性；a) 氨基?；福捍呋疍L-氨基酸生產(chǎn)L-氨基酸。b) 青霉素?；福呵嗝顾仵；福址Q為青霉素酰胺酶或青霉素氨基水解酶。該酶已大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)- 內(nèi)酰胺類抗生素的關(guān)鍵中間體和半合成- 內(nèi)酰胺類抗生素。c) 葡萄糖異構(gòu)酶：用于淀粉酶生產(chǎn)，進(jìn)行葡萄糖異構(gòu)化反應(yīng)。生產(chǎn)果葡糖漿，以代替蔗糖。d) 天冬氨酸酶：催化富馬酸和氨生成天冬氨酸。e) 蛋白酶:將蛋白質(zhì)多肽鏈從中間切斷或從兩端逐一水解，生成氨基

2、酸。f) 脂肪酶:水解酶類，能夠逐步的將甘油三酯水解成甘油和脂肪酸。g) 纖維素酶：復(fù)合酶，降解纖維素生成葡萄糖的一組酶的總稱。h) 糖苷酶：又稱糖苷水解酶，是所有可水解糖苷鍵的酶類的總稱。i) 果膠酶：是指分解植物主要成分果膠質(zhì)的酶類。j) 酶的三大催化特性:專一性強(qiáng)、催化效率高、作用條件溫和。2. 酶生物合成的調(diào)節(jié)機(jī)理（主要是原核生物）：轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)，操縱子概念；分解代謝（葡萄糖效應(yīng)原理）、誘導(dǎo)阻遏（誘導(dǎo)物的種類）、代謝產(chǎn)物阻遏；a) 原核生物中酶合成的調(diào)節(jié)主要是轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)，主要有三種模式，即分解代謝物阻遏作用，酶合成的誘導(dǎo)作用和酶合成的反饋阻遏作用。b) 操縱子（operon）是一組

3、功能上相關(guān)，受同一調(diào)控區(qū)控制的基因組成的一個遺傳單位。c) 分解代謝物阻遏作用（葡萄糖效應(yīng)）：當(dāng)葡萄糖作碳源時，葡萄糖的降解物對腺苷酸環(huán)化酶有抑制作用，cAMP的濃度降低，導(dǎo)致CAP-cAMP復(fù)合物減少，啟動基因的相應(yīng)位點沒有足夠的CAP-cAMP復(fù)合物結(jié)合，RNA聚合酶無法結(jié)合啟動基因的相應(yīng)位點，轉(zhuǎn)錄無法進(jìn)行，酶的生物合成受到阻礙。d) 酶合成的誘導(dǎo)作用是加入某些物質(zhì)使酶的生物合成開始或加速的現(xiàn)象。誘導(dǎo)物促進(jìn)酶編碼基因的表達(dá)，一般是酶催化作用的底物或底物類似物，也可以是酶催化反應(yīng)的產(chǎn)物。e) 酶合成的反饋阻遏作用又稱為產(chǎn)物阻遏作用，指酶催化反應(yīng)的產(chǎn)物或代謝途徑的末端產(chǎn)物使該酶的生物合成受到阻

4、遏的現(xiàn)象。3. 提高微生物發(fā)酵酶產(chǎn)量的措施（三種方法及其原理）；并結(jié)合酶生成動力學(xué)進(jìn)行分析；對同步合成、滯后合成、中間合成等現(xiàn)象的分析及解決手段；提高酶產(chǎn)量的措施有添加誘導(dǎo)物、控制阻遏物濃度、添加表面活性劑和添加產(chǎn)酶促進(jìn)劑。a) 添加誘導(dǎo)物的原理：誘導(dǎo)酶的發(fā)酵生產(chǎn)，在發(fā)酵過程中的某個適宜的時機(jī)，添加適宜的誘導(dǎo)物，可以顯著提高酶的產(chǎn)量。b) 控制阻遏物濃度的原理：有些酶的生物合成受到某些阻遏物的阻遏的作用，結(jié)果導(dǎo)致該酶的合成受阻或者產(chǎn)量降低。為了提高酶產(chǎn)量，必須設(shè)法解除阻遏物引起的阻遏作用。阻遏作用根據(jù)機(jī)理不同，可分為產(chǎn)物阻遏和分解代謝物阻遏兩種。產(chǎn)物阻遏作用是由酶催化作用的產(chǎn)物或者代謝途徑的末

5、端產(chǎn)物引起的阻遏作用。分解代謝物阻遏作用是由分解代謝物（葡萄糖等和其它容易利用的碳源等物質(zhì)經(jīng)過分解代謝而產(chǎn)生的物質(zhì)）引起的阻遏作用?？刂谱瓒粑锏臐舛仁墙獬瓒?、提高酶產(chǎn)量的有效措施。c) 添加表面活性劑的原理：表面活性劑可以與細(xì)胞膜相互作用，增加細(xì)胞的透過性，有利于胞外酶的分泌，從而提高酶的產(chǎn)量。非離子型表面活性劑（吐溫（Tween）、特里頓(Triton)）。離子型表面活性劑對細(xì)胞有毒害作用。d) 添加產(chǎn)酶促進(jìn)劑的原理：產(chǎn)酶促進(jìn)劑是指可以促進(jìn)產(chǎn)酶、但是作用機(jī)理未闡明清楚的物質(zhì)。要通過試驗確定所添加的產(chǎn)酶促進(jìn)劑的種類和濃度。酶的生物合成的模式：比較細(xì)胞生長和產(chǎn)酶的關(guān)系，可以把酶的生物合成的模式

6、分為同步合成型、延續(xù)合成型、中期合成型和滯后合成型四種。同步合成型：酶的生物合成與細(xì)胞生長同步進(jìn)行的一種酶生物合成模式，又稱為生長偶聯(lián)型。該類型可以由誘導(dǎo)物誘導(dǎo)生成，一般不受任何阻遏作用。延續(xù)合成型：酶的生物合成在細(xì)胞的生長階段開始，在細(xì)胞生長進(jìn)入平衡期后，酶的合成還可以延續(xù)一段較長時間。該類型可以是組成酶或誘導(dǎo)酶，一般不受產(chǎn)物的阻遏作用。mRNA相當(dāng)穩(wěn)定，受到分解代謝物阻遏時，轉(zhuǎn)為滯后合成型。中期合成型：該類型的酶在細(xì)胞生長一段時間以后才開始，而在細(xì)胞生長進(jìn)入平衡期以后，酶的生物合成也隨著停止。一般受到產(chǎn)物的反饋阻遏或分解代謝物阻遏。滯后合成型：此類型酶是在細(xì)胞生長一段時間或者進(jìn)入平衡期以后

7、才開始其生物合成并大量積累，又稱為非生長偶聯(lián)型。受到培養(yǎng)基中存在的阻遏物的阻遏作用。只有隨著細(xì)胞的生長，阻遏物幾乎被細(xì)胞用完而使阻遏解除后，酶開始大量合成。優(yōu)化酶合成模式的思路：酶的mRNA的穩(wěn)定性以及培養(yǎng)基中阻遏物的存在是影響酶生物合成模式的主要因素。最理想的合成模式應(yīng)是延續(xù)合成型。可以通過基因工程細(xì)胞工程等先進(jìn)技術(shù),選育得到優(yōu)良的菌株, 并通過工藝條件的優(yōu)化控制, 使他們的生物合成模式更加接近于延續(xù)合成型。同步合成型：要盡量提高其mRNA的穩(wěn)定性，為此可以適當(dāng)降低發(fā)酵溫度。中期合成型：則要在提高mRNA的穩(wěn)定性以及解除阻遏兩方面下功夫，使其生物合成的開始時間提前， 并盡量延遲其生物合成停止

8、的時間。滯后合成型：要設(shè)法降低培養(yǎng)基中阻遏物的濃度，盡量減少甚至解除產(chǎn)物阻遏或分解代謝物阻遏作用，使酶的生物合成提早開始。4. 固定化細(xì)胞、固定化原生質(zhì)體發(fā)酵產(chǎn)酶的特點；（書本P54）a) 固定化細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶的特點：1) 提高產(chǎn)酶率2) 可以反復(fù)使用或者連續(xù)使用較長時間3) 基因工程菌的質(zhì)粒穩(wěn)定，不易丟失4) 發(fā)酵穩(wěn)定性好5) 縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率6) 產(chǎn)品容易分離純化7) 適用于胞外酶等胞外產(chǎn)物的生產(chǎn)b) 固定化原生質(zhì)體的特點：1) 變包內(nèi)產(chǎn)物為胞外產(chǎn)物2) 提高酶產(chǎn)率3) 穩(wěn)定性較好4) 易于分離和純化5. 植物細(xì)胞的特點，植物細(xì)胞培養(yǎng)的一般過程及特征要求，如培養(yǎng)基特點及光照要求等

9、。植物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶的具體過程及操作要點。植物細(xì)胞的特點：植物細(xì)胞比微生物細(xì)胞大，體積比微生物細(xì)胞大103106；植物細(xì)胞生長速率和代謝速率比微生物低，生長周期長； 大多數(shù)植物細(xì)胞培養(yǎng)需要光照強(qiáng)度和光照時間；植物細(xì)胞對剪切力敏感，對通風(fēng)、攪拌的要求高。植物細(xì)胞培養(yǎng)的工藝流程：1) 外植體的選擇和培養(yǎng)2) 植物細(xì)胞的獲取(直接分離法，酶解法，愈傷組織誘導(dǎo)法，原生質(zhì)體法)3) 細(xì)胞培養(yǎng)（單倍體細(xì)胞培養(yǎng)，原生質(zhì)體培養(yǎng)，固體培養(yǎng)，液體淺層培養(yǎng)，懸浮培養(yǎng)，固定化培養(yǎng)）4) 分離純化5) 產(chǎn)物工業(yè)化植物細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)主要有兩大類： 懸浮細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)和固定化細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)。植物細(xì)胞培養(yǎng)基的特點：1) 需要大量的無

10、機(jī)鹽：除P、S、N、K、Na、Ca、Mg等大量元素（1023×103mg/L）外，還需要Mn、Zn、Co、Mo、Cu、B、I等微量元素（10230mg/L）；2) 需要多種維生素和植物生長激素，如硫胺素、吡多素、煙酸、肌醇、生長素、分裂素；3) 氮源一般為無機(jī)氮源，可同化硝酸鹽和銨鹽；4) 碳源一般為蔗糖，濃度一般為2-5%常用的植物細(xì)胞培養(yǎng)基： MS培養(yǎng)基。植物細(xì)胞培養(yǎng)的工藝條件控制：1) 溫度的控制：室溫25（2035）；2) pH值的控制：5.0-6.0；3) 溶解氧的控制：需要一定的溶解氧，但要求低剪切力，通風(fēng)和攪拌不能太強(qiáng)烈，以免破壞細(xì)胞。4) 光照控制：光照對植物細(xì)胞的培

11、養(yǎng)有重大影響。大多數(shù)植物細(xì)胞的生長以及次級代謝物的生產(chǎn)要求一定波長的光照射，并對光照強(qiáng)度和光照時間有一定的要求，而有些植物次級代謝物的生物合成卻受到光的抑制。因此應(yīng)當(dāng)根據(jù)植物細(xì)胞的特性以及目標(biāo)次級代謝物的種類不同，進(jìn)行光照的調(diào)節(jié)控制。5) 前體的添加：添加前體能提高次級代謝物的產(chǎn)量，如苯丙氨酸的添加能促進(jìn)辣椒細(xì)胞生產(chǎn)辣椒胺的產(chǎn)率。6) 刺激劑的應(yīng)用：常用刺激劑有微生物細(xì)胞碎片和果膠酶、纖維素酶等微生物胞外酶。6. 動物細(xì)胞的特點，動物細(xì)胞培養(yǎng)的一般過程及其特殊性，動物細(xì)胞的器壁依賴性，動物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件特點。動物細(xì)胞的特性：動物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，適應(yīng)環(huán)境能力差；動物細(xì)胞的體積大，稍小

12、于植物細(xì)胞；大部分細(xì)胞具有群體效應(yīng)、錨地依賴性、接觸抑制性；動物細(xì)胞的營養(yǎng)要求較為復(fù)雜。動物細(xì)胞培養(yǎng)特點與培養(yǎng)方式：動物細(xì)胞生長緩慢，細(xì)胞倍增時間15100小時；為防止微生物污染，培養(yǎng)過程中需要添加抗生素；動物細(xì)胞由于無細(xì)胞壁，對剪切力敏感，必須嚴(yán)格控制培養(yǎng)控制條件；大多數(shù)動物細(xì)胞具有錨地依賴性，適宜采用貼壁培養(yǎng)；部分細(xì)胞（如來自血液、淋巴組織的細(xì)胞、腫瘤和雜交瘤細(xì)胞，可采用懸浮培養(yǎng)；動物細(xì)胞培養(yǎng)基成分較復(fù)雜、產(chǎn)品分離純化過程繁雜，成本較高；原代細(xì)胞培養(yǎng)50代后會退化死亡，需要重新分離；細(xì)胞貼壁:培養(yǎng)貼附性細(xì)胞時,細(xì)胞要能貼附于底物上才能生長繁殖。動物細(xì)胞培養(yǎng)方式：懸浮培養(yǎng)（非錨地依賴性細(xì)胞）

13、固定化細(xì)胞培養(yǎng)（吸附法和包埋法）貼壁培養(yǎng)（錨地依賴性細(xì)胞）（滾瓶培養(yǎng)，微載體系統(tǒng)）動物細(xì)胞培養(yǎng)基的組成：氨基酸、維生素、無機(jī)鹽、葡萄糖、激素、生長因子。特殊成分為血清，常用小牛血清，添加血清有助于細(xì)胞貼壁和生長。細(xì)胞培養(yǎng)的環(huán)境要求：支持物：玻璃、塑料、微載體。氣體交換:大氣氧含量，一般不需特別調(diào)整。二氧化碳調(diào)整到5。培養(yǎng)溫度:確定最佳溫度考慮動物體溫、細(xì)胞所在身體部位、考慮一定的安全系數(shù)、細(xì)胞耐冷不耐熱。動物細(xì)胞培養(yǎng)工藝控制：溫度的控制：36.5±0.25；pH值的控制：pH7.0-7.6；滲透壓控制：動物細(xì)胞培養(yǎng)液應(yīng)當(dāng)與細(xì)胞內(nèi)的滲透壓處于等滲狀態(tài)，一般控制在700850kPa范圍內(nèi)

14、；溶解氧的控制：通過通入混合氣體的量及其比例的方法進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，其中二氧化碳兼有供養(yǎng)和調(diào)節(jié)pH值的雙重作用。7. 蛋白類的酶提取過程，適用于酶蛋白分離的各種提取方法之分離原理等。如何保持分離過程中酶的活性？1) 細(xì)胞破碎：機(jī)械破碎法、物理破碎法、化學(xué)破碎法、酶促破碎法。2) 提取：鹽溶液提取、酸溶液提取、堿溶液提取、有機(jī)溶劑提取?？刂苝H和溫度，防止酶失活，也可加入保護(hù)劑，如與酶作用的底物、輔酶、某些抗氧化劑等。3) 沉淀分離：鹽析沉淀法、等電點沉淀、有機(jī)溶劑沉淀、復(fù)合沉淀、選擇性變性沉淀法。4) 離心分離：差速離心、密度梯度離心、等密梯度離心。5) 過濾與膜分離6) 層析分離：吸附層析、分配

15、層析、離子交換層析、凝膠層析、親和層析、層析聚焦。7) 電泳分離：紙電泳、薄層電泳、薄膜電泳、凝膠電泳、等電聚焦電泳。8) 萃取分離：有機(jī)溶劑萃取、雙水相萃取、超臨界萃取、反膠束萃取。9) 結(jié)晶：鹽析結(jié)晶法、有機(jī)溶劑結(jié)晶、透析平衡結(jié)晶、等電點結(jié)晶法。10) 濃縮與干燥: 真空干燥、冷凍干燥、噴霧干燥、氣流干燥、吸附干燥。8. 酶的改造方法：物理、化學(xué)、生物和人工模擬方法。9. 酶分子修飾的主要方法和酶修飾的三種作用。a) 方法：金屬離子置換修飾、大分子結(jié)合修飾、側(cè)鏈基團(tuán)修飾、肽鏈有限水解修飾、核苷酸鏈剪切修飾、氨基酸置換修飾、核苷酸置換修飾、物理修飾。b) 作用：提高酶的催化效率、增強(qiáng)酶的穩(wěn)定

16、性、降低或消除酶的抗原性。10. 大分子結(jié)合修飾（PEG修飾）、側(cè)鏈基團(tuán)修飾、氨基酸置換修飾等的原理和一般過程。a) 大分子結(jié)合修飾（PEG修飾）原理：采用水溶性大分子與酶的側(cè)鏈基團(tuán)共價結(jié)合，使酶分子的空間構(gòu)象發(fā)生改變，從而改變酶的催化特性。過程：修飾劑的選擇、修飾劑的活化、修飾、分離。b) 側(cè)鏈基團(tuán)修飾原理：利用一定的方法（一般為化學(xué)法）使酶的側(cè)鏈基團(tuán)發(fā)生改變，從而改變酶的催化特性。過程：c) 氨基酸置換修飾原理：酶分子肽鏈上的某一個氨基酸置換成另一個氨基酸，從而改變酶的催化特性。過程：定點突變：新的酶分子的結(jié)構(gòu)設(shè)計、突變基因堿基序列的確定、突變基因的獲得、新酶的獲得。11. 酶的生物法改造

17、（定點突變和定向進(jìn)化）；酶定向進(jìn)化的基本概念及過程，基因突變方法，篩選的方法；a) 酶定向進(jìn)化基本概念：酶定向進(jìn)化是模擬自然進(jìn)化過程，在體外進(jìn)行酶基因的人工隨機(jī)突變，建立突變基因文庫，在人工控制條件的特殊環(huán)境下，定向選擇得到具有優(yōu)良催化特性的酶的突變體的技術(shù)過程。b) 酶定向進(jìn)化過程：選擇酶基因、隨機(jī)突變、構(gòu)建基因突變文庫、篩選正突變基因、反復(fù)進(jìn)行。c) 基因突變方法：易錯PCR技術(shù)、基因重排技術(shù)、基因家族重排技術(shù)。d) 突變基因的篩選：平板篩選法、熒光篩選法、噬菌體表面展示法、酵母細(xì)胞表面展示法。12. 酶的固定化方法及其特點比較，主要是四種基本固定化方法的特點及其比較；酶固定化的優(yōu)勢與性質(zhì)

18、變化（活性、穩(wěn)定性和連續(xù)使用）1) 吸附法：利用各種固體吸附劑將酶或含酶菌體吸附在其表面上，而使其固定化的方法。特點：固定化操作簡便、條件溫和，但結(jié)合力弱，酶容易脫落，應(yīng)用有限制。2) 包埋法：酶或含酶菌體包埋在多孔載體中的固定化方法。3) 結(jié)合法：通過共價鍵或離子鍵使載體和酶結(jié)合在一起的固定化方法。4) 交聯(lián)法：利用有雙功能團(tuán)或多功能團(tuán)的試劑與酶分子之間進(jìn)行分子交聯(lián)的固定化方法。酶固定化的優(yōu)勢：1) 酶的穩(wěn)定性增加，減少溫度、pH、有機(jī)溶劑和其他外界因素對酶的活力的影響，可以較長期的保持較高的酶活力2) 固定化酶可反復(fù)使用或連續(xù)使用較長時間，提高酶的利用價值，降低生產(chǎn)成本。3) 固定化酶易和

19、反應(yīng)產(chǎn)物分開，有利于產(chǎn)物分離純化，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。固定化酶性質(zhì)的變化：1) 活性：酶活性下降，反應(yīng)速度下降。2) 穩(wěn)定性：操作穩(wěn)定性提高、貯存穩(wěn)定性比游離酶大多數(shù)提高、熱穩(wěn)定性大多數(shù)升高，有些反而降低、分解酶的穩(wěn)定性提高、變性劑的耐受力升高。3) 連續(xù)使用：固定化酶可反復(fù)使用或連續(xù)使用較長時間，提高酶的利用價值，降低生產(chǎn)成本。13. 細(xì)胞固定化方法及其應(yīng)用特點（吸附和包埋法）；吸附法的特點：固定化操作簡便、條件溫和，但結(jié)合力弱，酶容易脫落，應(yīng)用有限制。包埋固定化技術(shù)根據(jù)載體材料和方法的不同，可分為凝膠包埋法和半透膜包埋法兩大類。 凝膠包埋法：1) 聚丙烯酰胺包埋特點：固定化細(xì)胞機(jī)械強(qiáng)度高，但

20、聚合過程中交聯(lián)劑對細(xì)胞有毒和影響最終產(chǎn)品，應(yīng)用得到限制。2) 海藻酸膠包埋特點：操作簡便條件溫和，對活細(xì)胞損傷小，適合多種細(xì)胞的固定化。但固定化后，機(jī)械強(qiáng)度不高，并且在有機(jī)酸根存在的情況下很容易溶脹。3) 瓊脂凝膠包埋法特點：瓊脂凝膠的機(jī)械強(qiáng)度較差，氧氣、底物和產(chǎn)物的擴(kuò)散困難，故其使用受到限制。4) 角叉菜膠包埋法特點：操作簡便、對酶、細(xì)胞核原生質(zhì)體無毒害。通透性能較好，是一種良好的固定化載體。在固定化細(xì)胞和固定化菌體方面廣泛應(yīng)用。5) 明膠包埋法不適用于蛋白酶及產(chǎn)生蛋白酶的細(xì)胞和原生質(zhì)體的固定化。6) 光交聯(lián)樹脂包埋法特點：光交聯(lián)樹脂的強(qiáng)度高，可連續(xù)使用較長時間；用紫外光照射幾分鐘可完成固定

21、化，時間短，對細(xì)胞的生長繁殖和新陳代謝沒有明顯的影響。半透膜包埋法：適用于底物和產(chǎn)物都是小分子物質(zhì)的酶的固定化。14. 酶的人工模擬概況，抗體酶的概念和基本制備過程a) 模擬酶：利用化學(xué)、生物的方法設(shè)計和合成的具有催化功能的非蛋白分子和蛋白分子。b) 抗體酶：具有催化活性的免疫球蛋白。c) 基本制備過程：過渡狀態(tài)類似物（半抗原）的構(gòu)建；抗原的制備；應(yīng)用單克隆抗體篩選技術(shù)制備抗體酶。15. 非水相酶促反應(yīng)的種類（有機(jī)相、超臨界流體、氣相、離子液體等）a) 有機(jī)介質(zhì)中的酶催化有機(jī)介質(zhì)中的酶催化是指酶在含有一定量水的有機(jī)溶劑中進(jìn)行的催化反應(yīng)。適用于底物、產(chǎn)物兩者或其中之一為疏水性物質(zhì)的酶催化作用。酶

22、在有機(jī)介質(zhì)中由于能夠基本保持其完整的結(jié)構(gòu)和活性中心的空間構(gòu)象，所以能夠發(fā)揮其催化功能。b) 氣相介質(zhì)中的酶催化酶在氣相介質(zhì)中進(jìn)行的催化反應(yīng)。適用于底物是氣體或 者能夠轉(zhuǎn)化為氣體的物質(zhì)的酶催化反應(yīng)。 由于氣體介質(zhì)的密度低，擴(kuò)散容易，因此酶在氣相中的催化作用與在水溶液中的催化作用有明顯的不同特點。c) 超臨界介質(zhì)中的酶催化酶在超臨界流體中進(jìn)行的催化反應(yīng)。超臨界流體是指溫度和壓力超過某物質(zhì)超臨界點的流體。 d) 離子液介質(zhì)中的酶催化酶在離子液中進(jìn)行的催化作用。離子液（ionic liquids）是由有機(jī)陽離子與有機(jī)（無機(jī)）陰離子構(gòu)成的在室溫條件下呈液態(tài)的低熔點鹽類，揮發(fā)性低、穩(wěn)定性好。酶在離子液中的

23、催化作用具有良好的穩(wěn)定性和區(qū)域選擇性、立體選擇性、鍵選擇性等顯著特點。 16. 水和溶劑對酶促反應(yīng)的影響:必需水概念、水含量的控制、溶劑極性系數(shù)、溶劑的選擇等；酶在有機(jī)溶劑中的催化特性變化。a) 水對酶催化反應(yīng)的影響：有機(jī)介質(zhì)中的水含量多少對酶的空間構(gòu)象、酶的催化活性、酶的穩(wěn)定性、酶的催化反應(yīng)速度等都有密切關(guān)系，水還與酶催化作用的底物和反應(yīng)產(chǎn)物的溶解度有關(guān)。有機(jī)溶劑對酶催化反應(yīng)的影響：在有機(jī)溶劑中，酶分子不能直接溶解，而是懸浮在溶劑中進(jìn)行催化反應(yīng)。根據(jù)酶分子的特性和有機(jī)溶劑的特性的不同，保持其空間結(jié)構(gòu)完整性的情況也有所差別。b) 必需水：維持酶分子完整的空間構(gòu)象所必需的最低水量。c) 水含量的

24、控制：非水相酶催化反應(yīng)過程中，如脂肪酶拆分手性仲醇反應(yīng)過程中添加分子篩控制水含量；有機(jī)相中酶反應(yīng)過程中，反應(yīng)體系中加入糖類化合物（酶量的5%）控制水含量。d) 溶劑及反應(yīng)體系的選擇：水溶性有機(jī)溶劑：甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、甘油、丙酮、乙晴等水不溶性有機(jī)溶劑：石油醚、己烷、庚烷、苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、乙醚、戊醚等1) 有機(jī)溶劑與反應(yīng)的匹配性（即相容性）（包括反應(yīng)產(chǎn)物與溶劑的匹配性，極性產(chǎn)物傾向于保留在酶附近，可能引起產(chǎn)物抑制或不必要的副反應(yīng)發(fā)生）2) 例：對于酶促糖改性而言，使用疏水性的，與水不互溶的溶劑是不現(xiàn)實的，因為不溶性底物和不溶性的酶之間無相互作用，必須用親水性的溶劑（如吡啶或二甲

25、基甲酰胺）。3) 溶劑必須對于該主反應(yīng)是惰性的制劑4) 例：酯基轉(zhuǎn)移反應(yīng)涉及到醇對于酯的親核攻擊而產(chǎn)生另一種酯，如果溶劑也是酯，就會生成以溶劑為基礎(chǔ)的酯，如果溶劑是醇，也會得到類似結(jié)果。5) 其他因素6) 溶劑的密度、黏度、表面張力、毒性、廢物處理和成本等（溶劑因底物而宜）。溶劑參數(shù)lgP：即一種溶劑在正辛烷/水兩相間分配系數(shù)的常用對數(shù)值，它能直接反映溶劑的疏水性。（2<lgP<5）酶在有機(jī)溶劑中的催化特性變化。酶在有機(jī)介質(zhì)中起催化作用時，由于有機(jī)溶劑的極性與水有很大差別，對酶的表面結(jié)構(gòu)、活性中心的結(jié)合部位和底物性質(zhì)都會產(chǎn)生一定的影響，從而顯示出與水相介質(zhì)中不同的催化特性。底物特異

26、性、立體選擇性、區(qū)域選擇性、鍵選擇性、熱穩(wěn)定性。17. 酶反應(yīng)器的類型（按照操作方式、酶的使用形式分類）和混合方式、特點及選擇，酶反應(yīng)器的選擇方法，酶反應(yīng)器的設(shè)計主要步驟。a) 按操作方式區(qū)分:分批式反應(yīng)(batch )、連續(xù)式反應(yīng)(continuous )、流加分批式反應(yīng)(feeding batch )。b) 按混合形式區(qū)分:連續(xù)攪拌罐反應(yīng)器（Continuous Stirred Tank Reactor, CSTR）、分批攪拌罐反應(yīng)器（Batch Stirred Tank Reactor, BSTR）c) 酶反應(yīng)器的特點：1) 攪拌罐式反應(yīng)器：反應(yīng)比較完全，反應(yīng)條件容易調(diào)節(jié)控制。2) 填充床式反應(yīng)器：密度大，可以提高酶催化反應(yīng)的速度。在工業(yè)生產(chǎn)中普遍使用。3) 流化床式反應(yīng)器：流化床反應(yīng)器具有混合均勻，傳質(zhì)和傳熱效果好，溫度和pH值的調(diào)節(jié)控制比較容易，不易堵塞，對粘度較大反應(yīng)液也可進(jìn)行催化反應(yīng)。4) 鼓泡式反應(yīng)器：鼓泡式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，剪切力小，混合效果好，傳質(zhì)傳熱效率高,適合于有氣體參與的反應(yīng)。5) 膜反應(yīng)器：清洗比較困難。d) 酶反應(yīng)器的選擇方法：i. 根據(jù)酶應(yīng)用型式選擇：在應(yīng)用游離酶進(jìn)行催化反應(yīng)時，酶與底物均溶解在反應(yīng)溶液中，通過