《酶工程復(fù)習(xí)材料》word版

1、酶工程復(fù)習(xí)資料第一章：緒論1、酶的概念：酶是由生物體產(chǎn)生的具有催化功能的生物大分子。按照其化學(xué)組成，可以分為蛋白類酶（P酶）和核酸類酶（R酶）兩大類別。酶具有蛋白質(zhì)的哪些屬性：組成成分 兩性電解質(zhì) 親水膠體基團(tuán) 結(jié)構(gòu) 水解成氨基酸 變性（受物、化影響）2、酶的生產(chǎn)、改性與應(yīng)用的技術(shù)過(guò)程成為酶工程。3、酶的生產(chǎn)是指通過(guò)各種方法獲得人們所需的酶的技術(shù)過(guò)程，主要包括微生物發(fā)酵產(chǎn)酶、動(dòng)植物培養(yǎng)產(chǎn)酶和酶的提取與分離純化等。4、酶的改性是通過(guò)各種方法改進(jìn)酶的催化特性的技術(shù)過(guò)程，主要包括酶分子修飾、酶固定化、酶非水相催化和酶定向進(jìn)化等。5、酶工程的主要內(nèi)容包括：微生物細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶，動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶，酶的提

2、取與分離純化，酶分子修飾，酶、細(xì)胞、原生質(zhì)體固定化，酶非水相催化，酶定向進(jìn)化，酶反應(yīng)器和酶的應(yīng)用等。6、酶的特性：酶催化作用的專一性強(qiáng)；酶催化作用的效率高；酶催化作用的條件溫和；酶的催化活力可受各種因素的調(diào)節(jié)；酶的催化活力與輔酶、輔基及金屬離子有關(guān)。7、酶的專一性是指在一定的條件下，一種酶只能催化一種或一類結(jié)構(gòu)相似的底物進(jìn)行某種類型反應(yīng)的特性。分為絕對(duì)專一性和相對(duì)專一性。8、絕對(duì)專一性是一種酶只能催化一種底物進(jìn)行一種反應(yīng)，這種高度的專一性稱為絕對(duì)專一性。9、相對(duì)專一性：一種酶能夠催化一類結(jié)構(gòu)相似的底物進(jìn)行某種相同類型的反應(yīng)，這種專一性稱為相對(duì)專一性。相對(duì)專一性分為：鍵專一性和基團(tuán)專一性。 10

3、、酶催化反應(yīng)的效率之所以這么高，是由于酶催化反應(yīng)所需的活化能顯著降低。11、提高反應(yīng)效率的因素：鄰近效應(yīng)與定向效應(yīng)；底物分子的敏感鍵發(fā)生形變；共價(jià)催化；酸堿催化；微環(huán)境的影響。12、影響酶催化作用的因素：底物濃度的影響 酶濃度的影響 溫度的影響 pH的影響 激活劑的影響 抑制劑的影響13、 Km為米氏常數(shù)，是酶催化反應(yīng)速度等于最大反應(yīng)速度一半時(shí)的底物濃度。14、pH之所以影響酶的催化作用，只要是由于在不同的pH條件下，酶分子和底物分子中基團(tuán)的解離狀態(tài)發(fā)生改變，從而影響酶分子的構(gòu)象以及酶與底物的結(jié)合能力和催化能力。在極端的pH條件下，酶分子的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而引起酶的變性失活。15、抑制作用

4、包括可逆抑制劑和不可逆抑制劑。16、競(jìng)爭(zhēng)性抑制是指抑制劑和底物競(jìng)爭(zhēng)與酶分子結(jié)合而引起抑制作用。競(jìng)爭(zhēng)性抑制的特點(diǎn)：是酶催化反應(yīng)的最大反應(yīng)速度Vm不變，而米氏常數(shù)Km增大。17、非競(jìng)爭(zhēng)性抑制是指抑制劑與底物分別與酶分子上的不同位點(diǎn)結(jié)合而引起酶活性降低的抑制作用。非競(jìng)爭(zhēng)性抑制的特點(diǎn)：最大反應(yīng)速度Vm減小，而米氏常數(shù)Km不變。18、反競(jìng)爭(zhēng)性抑制：在底物與酶分子結(jié)合生成中間復(fù)合物后，抑制劑再與中間復(fù)合物結(jié)合而引起的抑制作用稱為反競(jìng)爭(zhēng)性抑制。反競(jìng)爭(zhēng)性抑制的特點(diǎn)：最大反應(yīng)速度Vm和米氏常數(shù)Km同時(shí)減小。19、能夠增加酶的催化活性或使酶的催化活性顯示出來(lái)的物質(zhì)稱為酶的激活劑或活化劑。20、蛋白類酶分為：氧化還

5、原酶、轉(zhuǎn)移酶、水解酶、裂合酶、異構(gòu)酶、合成酶或連接酶。根據(jù)酶催化反應(yīng)類型，可以將核酸類酶（R酶）分為剪切酶、剪接酶和多功能酶。核酸類酶分為（了解）：分子內(nèi)催化R酶（分為自我剪切酶、自我剪接酶）和分子間催化R酶（分為RNA剪切酶、DNA剪切酶、多肽剪切酶、多糖剪接酶、氨基酸酯剪切酶、多功能酶）。21、酶活力是指在一定條件下，酶所催化的反應(yīng)初速度。在外界條件相同的情況下，反應(yīng)速度越大，意味著酶活力越高。22、酶活力單位：在特定條件下（溫度可采用25，PH等條件均采用最適條件），每1min催化1mol的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的酶量定義為1個(gè)酶活力單位，這個(gè)單位稱為國(guó)際單位（IU）。23、國(guó)際上另一個(gè)常用的酶

6、活力單位是卡特（Kat）。在特定條件下，每秒催化1 mol底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的酶量定義為1卡特（Kat）。24、兩種酶活力單位之間可以互相換算。即：1Kat=1mol/s=60mol/min=60106mol/min=6107IU25、酶的轉(zhuǎn)換數(shù)Kp，又稱為摩爾催化活性，是指每個(gè)酶分子每分鐘催化底物轉(zhuǎn)化的分子數(shù)。即每摩爾酶每分鐘催化底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的摩爾數(shù)。26、固定化酶的活力測(cè)定方法：振蕩測(cè)定法 酶柱測(cè)定法 連續(xù)測(cè)定法。酶結(jié)合效率和酶活力回收率的測(cè)定：27、酶結(jié)合效率又稱為酶的固定化率，是指酶與載體結(jié)合的百分率。酶活力回收率是指固定化酶的總活力與用于固定化的總酶活力的百分率。28、酶的生產(chǎn)是指通過(guò)

7、人工操作而獲得所需的酶的技術(shù)過(guò)程。（與酶的發(fā)酵生產(chǎn)比較）30、酶的生產(chǎn)方法包括提取分離法、生物合成法、化學(xué)合成法。31、酶的提?。菏侵冈谝欢ǖ臈l件下，用適當(dāng)?shù)娜軇┨幚砗冈?，使酶充分溶解到溶劑中的過(guò)程。主要的提取方法有：鹽溶液提取、酸溶液提取、堿溶液提取和有機(jī)溶劑提取等。32、利用微生物細(xì)胞的生命活動(dòng)所需酶的方法稱為發(fā)酵法。根據(jù)細(xì)胞培養(yǎng)方式的不同，發(fā)酵法可以分為液體深層培養(yǎng)發(fā)酵、固體培養(yǎng)發(fā)酵、固定化細(xì)胞發(fā)酵、固定化原生質(zhì)體發(fā)酵等。課后習(xí)題：1、酶有哪些顯著的催化特性？答案見(jiàn)本章第6點(diǎn)。2、測(cè)定酶活力時(shí)，為什么要測(cè)酶反應(yīng)初速度？P6圖答：酶促反應(yīng)中，產(chǎn)物的生成量對(duì)反應(yīng)時(shí)間的圖形是一條曲線。曲線

8、的斜率表示單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物生成量的變化，所以曲線上任何一點(diǎn)的斜率就是該相應(yīng)時(shí)間的反應(yīng)速率?？梢钥闯鲈诜磻?yīng)開(kāi)始的一段時(shí)間內(nèi)，斜率幾乎不變，也就是初始速度不變。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，曲線逐漸平坦，斜率降低，反應(yīng)速度也降低，顯然這時(shí)候測(cè)得的酶活力不能代表真實(shí)的酶活力。引起酶促反應(yīng)速率隨時(shí)間延長(zhǎng)而降低的原因很多，如底物濃度降低，產(chǎn)物濃度增加加速了逆反應(yīng)進(jìn)行，產(chǎn)物對(duì)酶的抑制等。因此，測(cè)定酶活力應(yīng)該測(cè)定酶促反應(yīng)的初速率，從而避免上述各種干擾因素對(duì)反應(yīng)速率的影響。最后，酶量和反應(yīng)初速率呈線性關(guān)系，所以可以用初速率來(lái)測(cè)定制劑中的酶含量。3、酶催化效率高的分子機(jī)制:（1）鄰近效應(yīng)與定向效應(yīng)：鄰近效應(yīng)是由于具有與底物較高

9、的親和力，從而使游離的底物集中于酶分子表面的活性中心區(qū)域，使活性中心的底物有效濃度得以極大的提高，并同時(shí)使反應(yīng)基團(tuán)之間互相靠近，增加親核攻擊的機(jī)會(huì)，從而自由碰撞機(jī)率增加，提高了反應(yīng)速度。定向效應(yīng)是指底物的反應(yīng)基團(tuán)和催化基團(tuán)之間或底物的反應(yīng)基團(tuán)之間正確地取向所產(chǎn)生的效應(yīng)。因?yàn)猷徑姆磻?yīng)分子基團(tuán)如能正確地取向或定位，使得這些基團(tuán)的分子軌道交蓋重疊，電子云相互穿透，分子間反應(yīng)趨向于分子內(nèi)反應(yīng)，便于分子轉(zhuǎn)移，增加底物的激活，從而加快反應(yīng)。（2）底物分子的敏感鍵發(fā)生形變: 酶受底物誘導(dǎo)發(fā)生構(gòu)象改變，特別是活性中心的功能基團(tuán)發(fā)生的位移或改向，呈現(xiàn)一種高活性功能狀態(tài)。加之，由于酶的活性中心關(guān)鍵性電荷基因可使

10、底物分子電子云密度改變，產(chǎn)生張力作用使底物扭曲，削弱有關(guān)的化學(xué)鍵，從而使底物從基態(tài)轉(zhuǎn)變成過(guò)渡態(tài)，有利于反應(yīng)進(jìn)行（3）共價(jià)催化: 酶對(duì)底物進(jìn)行的親核、親電子反應(yīng)。酶催化時(shí)，親核的酶或親電子的酶分別釋出電子或吸取電子作用于底物的缺電子中心或負(fù)電中心，迅速形成不穩(wěn)定的共價(jià)中間復(fù)合物，降低反應(yīng)活化能以加速反應(yīng)進(jìn)行。（4）酸堿催化: 指質(zhì)子供體和質(zhì)子受體的催化。酶之所以可以作為酸堿催化劑，是由于很多酶活性中心存在酸性或堿性氨基酸殘基，例如羧基、氨基、胍基、巰基、酚羥基和咪唑基等，它們?cè)诮行詐H范圍內(nèi)，可作為催化性質(zhì)的質(zhì)子受體或質(zhì)子供體，有效地進(jìn)行酸堿催化（5）微環(huán)境的影響: 酶活性中心內(nèi)是一個(gè)疏水的非

11、極性環(huán)境，其催化基團(tuán)被低介電環(huán)境所包圍，某些反應(yīng)在低介電常數(shù)的介質(zhì)中反應(yīng)速度比在高介電常數(shù)的水中的速度要快得多。第二章：微生物發(fā)酵產(chǎn)酶1、酶的發(fā)酵生產(chǎn)：經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)，通過(guò)人工操作，利用微生物的生命活動(dòng)獲需酶的技術(shù)過(guò)程稱為酶的發(fā)酵生產(chǎn)。2、酶的發(fā)酵生產(chǎn)根據(jù)微生物培養(yǎng)方式的不同，可以分為固體培養(yǎng)發(fā)酵、液體深層發(fā)酵、固定化微生物細(xì)胞發(fā)酵、固定化微生物原生質(zhì)體發(fā)酵。3、固體培養(yǎng)發(fā)酵：優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，酶的濃度較高，特別適用于各種霉菌的培養(yǎng)和發(fā)酵產(chǎn)酶。缺點(diǎn)：勞動(dòng)強(qiáng)度大，原料利用率較低，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)。4、液體深層發(fā)酵：優(yōu)點(diǎn)：酶的產(chǎn)率較高，質(zhì)量較穩(wěn)定，產(chǎn)品回收率較高。缺點(diǎn)：機(jī)械化程度較高，技術(shù)管理較

12、嚴(yán)格，成本較高。5、固定化微生物細(xì)胞發(fā)酵：優(yōu)點(diǎn)：細(xì)胞密度大，可提高產(chǎn)酶能力；發(fā)酵穩(wěn)定性好，可以反復(fù)使用或連續(xù)使用較長(zhǎng)的時(shí)間；細(xì)胞固定在載體上，流失較少，可以在高稀釋率的條件下連續(xù)發(fā)酵，利于連續(xù)化，自動(dòng)化生產(chǎn)；發(fā)酵液中含菌體較少，利于產(chǎn)品分離純化，提高產(chǎn)品質(zhì)量等；6、固定化原生質(zhì)體發(fā)酵：優(yōu)點(diǎn)：固定化原生質(zhì)體由于除去了細(xì)胞壁這一擴(kuò)散屏障，有利于胞內(nèi)物質(zhì)透過(guò)細(xì)胞膜分泌到細(xì)胞外；采用固定化原生質(zhì)體發(fā)酵，使原來(lái)存在于細(xì)胞間質(zhì)中的物質(zhì)，如堿性磷酸酶等，游離到細(xì)胞外，變?yōu)榘猱a(chǎn)物；固定化原生質(zhì)體由于有載體的保護(hù)作用，穩(wěn)定性較好，可以連續(xù)或重復(fù)使用較長(zhǎng)的一段時(shí)間。缺點(diǎn)：制備較復(fù)雜，培養(yǎng)基中需要維持較高的滲透壓

13、，防止細(xì)胞壁的再生。7、轉(zhuǎn)錄是以DNA為模版，以核苷三磷酸為底物，在依賴DNA的RNA聚合酶（轉(zhuǎn)錄酶）的作用下，生成RNA的過(guò)程。8、以mRNA為模版，以各種氨基酸為底物，在核糖核蛋白體上通過(guò)各種tRNA、酶和輔助因子的作用，合成多肽鏈的過(guò)程稱為翻譯。9、有的酶在細(xì)胞中的量比較恒定，環(huán)境因素對(duì)這些酶的合成速率影響不大，這類酶稱為組成型酶。10、有些酶在細(xì)胞中的含量變化很大，其合成速率明顯受到環(huán)境因素的影響，這類酶稱為適應(yīng)型酶。11、調(diào)節(jié)控制包括轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工調(diào)節(jié)、翻譯水平的調(diào)節(jié)、翻譯產(chǎn)物的加工調(diào)節(jié)和酶降解的調(diào)節(jié)。其中，轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)對(duì)酶的生物合成是最重要的環(huán)節(jié)。12、轉(zhuǎn)錄水平的

14、調(diào)節(jié)主要有三種模式：分解代謝阻遏作用、酶合成的誘導(dǎo)作用、酶合成的反饋?zhàn)瓒糇饔谩?3、分解代謝物阻遏作用（實(shí)驗(yàn)結(jié)果、經(jīng)過(guò)、分析、分子作用機(jī)制）：是指有些物質(zhì)（主要是指葡萄糖和其他容易利用的碳源等）分解代謝的產(chǎn)物阻遏某些酶（主要是誘導(dǎo)酶）生物合成的現(xiàn)象。有些物質(zhì)經(jīng)過(guò)分解代謝放出能量；腺苷酸環(huán)化酶的活化受到抑制而使cAMP的生成受阻，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)cAMP的濃度降低；細(xì)胞生長(zhǎng)和新陳代謝的進(jìn)行，ATP的濃度降低，細(xì)胞內(nèi)ADP、AMP和cAMP的濃度增加。在培養(yǎng)環(huán)境中控制好某些容易降解物質(zhì)的量，或在必要時(shí)添加一定量的cAMP，均可減少或解除分解代謝物阻遏作用。酶生物合成的誘導(dǎo)作用：加進(jìn)某些物質(zhì)，使酶的生

15、物合成開(kāi)始或加速進(jìn)行的現(xiàn)象，稱為酶生物合成的誘導(dǎo)作用，簡(jiǎn)稱誘導(dǎo)作用。酶的生物合成的反饋?zhàn)瓒糇饔糜址Q為產(chǎn)物阻遏作用，是指酶催化反應(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遏的現(xiàn)象。14、酶生物合成的誘導(dǎo)作用的調(diào)節(jié)機(jī)制：乳糖操縱子的誘導(dǎo)過(guò)程：乳糖操縱子是負(fù)調(diào)節(jié)的代表，因在缺乏乳糖等誘導(dǎo)物時(shí)，其由調(diào)節(jié)基因編碼的調(diào)節(jié)蛋白（即lac阻遏物）一直結(jié)合在操縱基因上，抑制這結(jié)構(gòu)基因上轉(zhuǎn)錄的進(jìn)行，當(dāng)有誘導(dǎo)物乳糖存在時(shí)，乳糖和lac阻遏物 相結(jié)合，后者發(fā)生構(gòu)象的變化，結(jié)果降低了lac阻遏物與操縱基因間的親和力，使它不能繼續(xù)結(jié)合在操縱子上。操縱子的“開(kāi)關(guān)”打開(kāi)后，轉(zhuǎn)錄、翻譯就可順利進(jìn)行了。當(dāng)誘導(dǎo)物耗盡后，l

16、ac阻遏物可再次與操縱基因相結(jié)合，這時(shí)轉(zhuǎn)錄的“開(kāi)關(guān)”被關(guān)閉，酶就無(wú)法合成，同時(shí)，細(xì)胞內(nèi)已轉(zhuǎn)錄好的mRNA也迅速地被限制性內(nèi)切核酸酶所水解，所以細(xì)胞內(nèi)酶的合成速度急劇下降。色氨酸操縱子的誘導(dǎo)過(guò)程：色氨酸操縱子的阻遏對(duì)合成代謝酶類進(jìn)行正調(diào)節(jié)的例子。啟動(dòng)基因位于操縱子的開(kāi)始處，結(jié)構(gòu)基因上有5個(gè)基因，分別為“分支酸鄰氨基苯甲酸磷酸核糖鄰氨基苯甲酸所苯氨基脫氨核糖磷酸吲哚甘油磷酸色氨酸”途徑中的5種酶編碼。其調(diào)節(jié)基因（trpR）遠(yuǎn)離操縱基因，編碼一種稱作阻遏物蛋白的效應(yīng)物蛋白，末端產(chǎn)物色氨酸起著輔阻遏物的作用，因與阻遏蛋白有極高的親和力，故兩者間形成了一個(gè)完全阻遏物，由這種完全阻遏物來(lái)阻止結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄

17、。反之，當(dāng)降低色氨酸的溶度的濃度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致這一完全阻遏物的解離，并脫離操縱基因，使操縱基因“開(kāi)關(guān)”打開(kāi)，因此結(jié)構(gòu)基因的mRNA又可正常合成。阿拉伯糖的調(diào)控蛋白具有兩種形態(tài)的調(diào)控作用：與阿拉伯糖結(jié)合時(shí)被激活，結(jié)合到操縱基因上促進(jìn)轉(zhuǎn)錄；不與阿拉伯糖結(jié)合時(shí)也（注意）結(jié)合到操縱基因上阻遏轉(zhuǎn)錄。這和乳糖不同，乳糖操縱蛋白不與半乳糖結(jié)合時(shí)阻遏轉(zhuǎn)錄，但是一旦與之結(jié)合，并不是象阿拉伯糖一樣的與操縱基因結(jié)合，而是與操縱基因脫離。15、酶生物合成的反饋?zhàn)瓒糇饔茫航M氨酸操縱子：與His降解代謝有關(guān)的兩組酶類被稱為hut酶，控制這些酶合成的操縱子被稱為hut operon。由一個(gè)多重調(diào)節(jié)的操縱子控制，有兩個(gè)啟動(dòng)子，

18、兩個(gè)操縱區(qū)及兩個(gè)正調(diào)節(jié)蛋白。Hut操縱子共編碼4種酶和一個(gè)阻遏物。4種酶分別由hutG、hutH、hutI及hutU基因編碼，阻遏物則由hutC基因編碼。在產(chǎn)氣克氏菌中，以上基因構(gòu)成兩個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，hutI、hutG、hutC和hutU、hutH分別被轉(zhuǎn)錄合成兩條mRNA長(zhǎng)鏈。這兩個(gè)轉(zhuǎn)錄單位各自都有一個(gè)啟動(dòng)子和一個(gè)操縱區(qū)，其轉(zhuǎn)錄過(guò)程都是從左向右進(jìn)行的，hutC阻遏物能與每個(gè)操縱區(qū)相結(jié)合。16、酶生物合成的模式P36-39：特點(diǎn)、區(qū)別、運(yùn)用什么措施處理 通過(guò)分析比較細(xì)胞生長(zhǎng)與酶產(chǎn)生的關(guān)系, 可以把酶生物合成的模式分為4種類型，即同步合成型，延續(xù)合成型，中期合成型和滯后合成型。同步合成型：酶的生物合

19、成與細(xì)胞生長(zhǎng)同步進(jìn)行的一種酶生物合成模式。該類型酶的生物合成速度與細(xì)胞生長(zhǎng)速度緊密聯(lián)系，又稱為生長(zhǎng)偶聯(lián)型。特點(diǎn)：屬于該合成型的酶，其生物合成伴隨著細(xì)胞的生長(zhǎng)而開(kāi)始；在細(xì)胞進(jìn)入旺盛生長(zhǎng)期時(shí)，酶大量生成；當(dāng)細(xì)胞生長(zhǎng)進(jìn)入平衡期后，酶的合成隨著停止。大部分組成酶的生物合成屬于同步合成型，有部分誘導(dǎo)酶也按照此種模式進(jìn)行生物合成。延續(xù)合成型：酶的生物合成在細(xì)胞的生長(zhǎng)階段開(kāi)始，在細(xì)胞生長(zhǎng)進(jìn)入平衡期后，酶還可以延續(xù)合成一段較長(zhǎng)時(shí)間。屬于該類型的酶可以是組成酶，也可以是誘導(dǎo)酶。 中期合成型：該類型的酶在細(xì)胞生長(zhǎng)一段時(shí)間以后才開(kāi)始，而在細(xì)胞生長(zhǎng)進(jìn)入平衡期以后，酶的生物合成也隨著停止。滯后合成型：此類型酶是在細(xì)胞生

20、長(zhǎng)一段時(shí)間或者進(jìn)入平衡期以后才開(kāi)始其生物合成并大量積累。又稱為非生長(zhǎng)偶聯(lián)型。許多水解酶的生物合成都屬于這一類型。措施：對(duì)于其他合成模式的酶，可以通過(guò)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(guò)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。其中對(duì)于同步合成型的酶，要盡量提高其對(duì)應(yīng)的mRNA的穩(wěn)定性，為此適當(dāng)降低發(fā)酵溫度是可取的措施；對(duì)于滯后合成型的酶，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(kāi)始；而對(duì)于中期合成型的酶，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(kāi)始時(shí)間提前，并盡量延遲

21、其生物合成停止的時(shí)間。17、碳源的選擇：首先要從細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)要求和代謝調(diào)節(jié)方面考慮碳源的選擇；其次考慮原料的來(lái)源是否充裕，價(jià)格是否低廉、對(duì)發(fā)酵工藝條件和酶的分離純化有否影響等因素；碳源對(duì)酶的生物合成具有代謝調(diào)節(jié)的功能。18、氮源：分為有機(jī)氮源和無(wú)機(jī)氮源。動(dòng)物細(xì)胞要求有機(jī)氮源；植物細(xì)胞主要使用無(wú)機(jī)氮源；微生物細(xì)胞中，異養(yǎng)型細(xì)胞要求有機(jī)氮源，自養(yǎng)型細(xì)胞可以采用無(wú)機(jī)氮源。19、pH的調(diào)節(jié)：培養(yǎng)基的pH與細(xì)胞的生長(zhǎng)繁殖以及發(fā)酵產(chǎn)酶關(guān)系密切，在發(fā)酵過(guò)程中必須進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)控制。不同的細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖的最適pH有所不同。細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶的最適pH與生長(zhǎng)最適pH往往不同。有些細(xì)胞可以同時(shí)產(chǎn)生若干種酶，在生產(chǎn)過(guò)程中，通

22、過(guò)控制培養(yǎng)基的pH，往往可以改變各種酶之間的產(chǎn)量比例。隨著細(xì)胞的生長(zhǎng)、繁殖和新陳代謝產(chǎn)物的積累，培養(yǎng)基的pH往往會(huì)發(fā)生變化。20、溫度的控制P48：有些細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶的最適溫度與細(xì)胞生長(zhǎng)最適溫度有所不同，而且往往低于生長(zhǎng)最適溫度。這是由于在較低的溫度條件下，可以提高酶所對(duì)應(yīng)的mRNA的穩(wěn)定性，增加酶生物合成的延續(xù)時(shí)間，從而提高酶的產(chǎn)量。在細(xì)胞生長(zhǎng)和發(fā)酵產(chǎn)酶過(guò)程中，由于細(xì)胞的新陳代謝作用，會(huì)不斷放出熱量，使培養(yǎng)基的溫度升高，同時(shí)，由于熱量的不斷擴(kuò)散，會(huì)使培養(yǎng)基的溫度不斷降低。 21、控制溶解氧方法：調(diào)節(jié)通氣量 調(diào)節(jié)氧的分壓 調(diào)節(jié)氣液接觸時(shí)間 調(diào)節(jié)氣液接觸面積 改變培養(yǎng)液的性質(zhì)22、在發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中

23、，應(yīng)盡量控制使溶氧速率等于或稍高于好氧速率。23、提高酶產(chǎn)量的措施（大題）補(bǔ)料：是指在發(fā)酵過(guò)程中途補(bǔ)充添加一定量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其作用是補(bǔ)充部分被消耗的營(yíng)養(yǎng)物，延長(zhǎng)產(chǎn)酶周期。添加誘導(dǎo)物：對(duì)于誘導(dǎo)酶的發(fā)酵生產(chǎn)，在發(fā)酵過(guò)程中的某個(gè)適宜的時(shí)機(jī)，添加適宜的誘導(dǎo)物，可以顯著提高酶的產(chǎn)量。誘導(dǎo)物一般可以分為3類：酶的作用底物、酶的催化反應(yīng)產(chǎn)物、作用底物的類似物?？刂谱瓒粑锏臐舛龋菏墙獬瓒簟⑻岣呙府a(chǎn)量的有效措施。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。為了減少或者解除分解代謝物阻遏作用，應(yīng)當(dāng)控制培養(yǎng)基中葡萄糖等容易利用的碳源的濃度。可以采用其他較難利用的碳源如淀粉等，或者采用補(bǔ)料、分次流加碳

24、源，添加一定量的環(huán)腺苷酸（cAMP）。對(duì)于受代謝途徑末端產(chǎn)物阻遏的酶，可以通過(guò)控制末端產(chǎn)物的濃度的方法使阻遏解除。 添加表面活性劑：表面活性劑可以與細(xì)胞膜相互作用，增加細(xì)胞的透過(guò)性，有利于胞外酶的分泌，從而提高酶的產(chǎn)量。將適量的非離子型表面活性劑，如吐溫（Tween）、特里頓（Triton）等添加到培養(yǎng)基中，可以加速胞外酶的分泌，而使酶的產(chǎn)量增加。由于離子型表面活性劑對(duì)細(xì)胞有毒害作用，尤其是季胺型表面活性劑（如“新潔而滅”等）是消毒劑，對(duì)細(xì)胞的毒性較大，不能在酶的發(fā)酵生產(chǎn)中添加到培養(yǎng)基中。添加產(chǎn)酶促進(jìn)劑：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)。產(chǎn)酶促進(jìn)劑對(duì)不同細(xì)胞、不同酶的作

25、用效果各不相同，現(xiàn)在還沒(méi)有規(guī)律可循，要通過(guò)試驗(yàn)確定所添加的產(chǎn)酶促進(jìn)劑的種類和濃度。24、發(fā)酵動(dòng)力學(xué)包括細(xì)胞生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)、產(chǎn)物生成動(dòng)力學(xué)和基質(zhì)消耗動(dòng)力學(xué)。第三章：動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶1、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)方式有懸浮培養(yǎng)、貼壁培養(yǎng)和微載體培養(yǎng)等。2、動(dòng)物細(xì)胞可以采用離心分離技術(shù)、雜交瘤技術(shù)、胰蛋白酶消化處理技術(shù)等獲得。3、植物細(xì)胞培養(yǎng)方式有固體培養(yǎng)、液體淺層培養(yǎng)、液體懸浮培養(yǎng)等，在次級(jí)代謝物的生產(chǎn)過(guò)程中通常采用液體懸浮培養(yǎng)。4、端粒是真核生物染色體的末端結(jié)構(gòu)，是由含G和T的DNA簡(jiǎn)單重復(fù)序列不斷重復(fù)而成。5、端粒是通過(guò)端粒酶的催化作用而生成的。端粒酶是催化端粒合成和延長(zhǎng)的酶。6、抗體酶又稱為催化性抗體，是一

26、類具有生物催化功能的抗體分子?？贵w：是由抗原誘導(dǎo)產(chǎn)生的能與抗原特異結(jié)合的免疫球蛋白。7、誘導(dǎo)法有半抗原誘導(dǎo)法和酶蛋白誘導(dǎo)法。8、半抗原：具有抗原性，但只有與載體結(jié)合才能引起機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)的抗原物質(zhì)。9、植物、動(dòng)物、微生物細(xì)胞的特性比較：細(xì)胞種類植物細(xì)胞微生物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞大小/um20030011010100倍增時(shí)間/h120.3-615營(yíng)養(yǎng)要求簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單復(fù)雜光照要求大多數(shù)要求不要求不要求對(duì)剪切力敏感大多數(shù)不敏感非常敏感主要產(chǎn)物色素、藥物、香精、酶等醇、有機(jī)酸、氨基酸、抗生素、核苷酸、酶等疫苗、激素、單克隆抗體、酶等10、植物細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn)：提高產(chǎn)率縮短周期易于管理，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度提高產(chǎn)品質(zhì)量

27、其他11、植物細(xì)胞的獲?。海?）直接分離法：從外植體直接分離植物細(xì)胞的方法通常有機(jī)械法和酶解法兩種。（2）愈傷組織誘導(dǎo)法（3）原生質(zhì)體再生法12、動(dòng)物細(xì)胞的特性（看熟）：動(dòng)物細(xì)胞與微生物細(xì)胞核植物細(xì)胞的最大區(qū)別在于沒(méi)有細(xì)胞壁，細(xì)胞適應(yīng)環(huán)境的能力差，顯得十分脆弱。動(dòng)物細(xì)胞的體積比微生物細(xì)胞大幾千倍，稍小于植物細(xì)胞的體積。大部分動(dòng)物細(xì)胞在肌體內(nèi)相互粘連以集群形式存在，在細(xì)胞培養(yǎng)中大部分細(xì)胞具有群體效應(yīng)、錨地依賴性、接觸抑制性以及功能全能性。動(dòng)物細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)要求較復(fù)雜，必須供給各種氨基、維生素、激素和生長(zhǎng)因子等。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)基中一般需要加進(jìn)5%-10%的血清。13、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn)（看熟）：細(xì)胞生長(zhǎng)

28、速度慢（需添加抗生素）。細(xì)胞體積大，無(wú)細(xì)胞壁保護(hù)，對(duì)剪切力敏感。反應(yīng)過(guò)程成本高，產(chǎn)品價(jià)格貴。細(xì)胞具有錨地依賴性。原代細(xì)胞一般繁殖50代。14、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)方式可以分為兩大類：一類是來(lái)自血液、淋巴組織的細(xì)胞，如腫瘤細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞等，可以采用懸浮培養(yǎng)方式；另一類是存在于淋巴組織以外的組織、器官中的細(xì)胞，它們具有錨地依賴性，必需依附在帶有適當(dāng)正電荷的固體和半固體物質(zhì)的表面上生長(zhǎng)，采用貼壁培養(yǎng)。第四章：酶的提取與分離純化1、酶的提取與分離純化是指將酶從細(xì)胞或其他含酶原料中提取出來(lái)，再與雜質(zhì)分開(kāi)，而獲得所要求的酶制品的技術(shù)過(guò)程。2、細(xì)胞破碎是通過(guò)各種方法使細(xì)胞外層結(jié)構(gòu)破壞的技術(shù)過(guò)程。3、細(xì)胞破碎方法及

29、其原理：4、溫度差破碎法：對(duì)于那些較為脆弱、易于破碎的細(xì)胞（如革蘭氏陰性菌等）有較好的破碎效果。5、壓力差破碎法中的突然降壓法對(duì)大腸桿菌等革蘭氏陰性菌的破碎效果較佳，最好使用對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞。而滲透壓變化法使用于膜結(jié)合酶、細(xì)胞間質(zhì)酶等的提取，但是對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌不適用。這主要是由于革蘭氏陽(yáng)性菌的細(xì)胞壁由肽聚糖組成，可以承受滲透壓的變化而不致細(xì)胞破裂。6、酶的提取是指在一定的條件下，用適當(dāng)?shù)娜軇┗蛉芤禾幚砗冈希姑赋浞秩芙獾饺軇┗蛉芤褐械倪^(guò)程，也稱為酶的抽提。7、極性物質(zhì)易溶于極性溶劑中，非極性物質(zhì)易溶于非極性的有機(jī)溶劑中，酸性物質(zhì)易溶于堿性溶劑中，堿性物質(zhì)易溶于酸性溶劑中。8、酶的主要提取方

30、法：鹽溶液提取、酸溶液提取、堿溶液提取、有機(jī)溶劑提取。9、影響提取的主要因素：溫度 pH 提取液的體積 在酶的提取過(guò)程中，含酶的原料的顆粒體積越小，則擴(kuò)散面積越大，有利于提高擴(kuò)散速度。適當(dāng)?shù)臄嚢杩梢允固崛∫褐械拿阜肿友杆匐x開(kāi)原料顆粒表面，從而增大兩相界面的濃度差，有利于提高擴(kuò)散速度。適當(dāng)延長(zhǎng)提取時(shí)間，可以使更多的酶溶解出來(lái)，直至達(dá)到平衡。在提取過(guò)程中，為了提高酶的穩(wěn)定性，免致引起酶的變性失活，可適當(dāng)加入某些保護(hù)劑。10、沉淀分離是通過(guò)改變某些條件或添加某種物質(zhì)，使酶的溶解度降低，而從溶液中沉淀析出，與其他溶質(zhì)分離的技術(shù)過(guò)程。沉淀分離方法分離原理鹽析沉淀法利用不同蛋白質(zhì)在不同的鹽濃度條件下溶解度

31、不同的特性，通過(guò)在酶液中添加一定濃度的中性鹽，使酶或雜質(zhì)從溶液中析出沉淀，從而使酶與雜質(zhì)分離（大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中用的最普遍，成本低）等電點(diǎn)沉淀法利用兩性電解質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)溶解度最低，以及不同的兩性電解質(zhì)有不同的等電點(diǎn)這一特性，通過(guò)調(diào)節(jié)溶液的pH值，使酶或雜質(zhì)沉淀析出，從而使酶與雜質(zhì)分離（生物分子很多都是兩性電解質(zhì)）有機(jī)溶劑沉淀法利用酶與其它雜質(zhì)在有機(jī)溶劑中的溶解度不同，通過(guò)添加一定量的某種有機(jī)溶劑，使酶或雜質(zhì)沉淀析出，從而使酶與雜質(zhì)分離復(fù)合沉淀法在酶液中加入某些物質(zhì)，使它與酶形成復(fù)合物而沉淀下來(lái)，從而使酶與雜質(zhì)分離選擇性變性沉淀法選擇一定的條件使酶液中存在的某些雜質(zhì)變性沉淀，而不影響所需的酶，從而

32、使酶與雜質(zhì)分離（耐高溫，熱穩(wěn)定的蛋白）12、在鹽濃度達(dá)到某一界限后，酶的溶解度隨鹽濃度升高而降低，這稱為鹽析現(xiàn)象。13、在低鹽濃度的情況下，蛋白質(zhì)的溶解度隨鹽濃度的升高而增加，這種現(xiàn)象稱為鹽溶。14、離心分離是借助于離心機(jī)旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，使不同大小、不同密度的物質(zhì)分離的技術(shù)過(guò)程。15、離心機(jī)分為：低速離心機(jī)、高速離心機(jī)、超速離心機(jī)。16、離心力的大小與轉(zhuǎn)速的平方（n2）以及旋轉(zhuǎn)半徑（r）成正比。17、過(guò)濾是借助過(guò)濾介質(zhì)將不同大小、不同形狀的物質(zhì)分離的技術(shù)過(guò)程。18、過(guò)濾根據(jù)過(guò)濾介質(zhì)不同分為：非膜過(guò)濾、膜過(guò)濾。19、根據(jù)過(guò)濾介質(zhì)截留的物質(zhì)顆粒大小不同，過(guò)濾分為粗濾、微濾、超濾、反滲透。20、

33、借助于一定孔徑的高分子薄膜，將不同大小、不同形狀和不同特性的物質(zhì)顆粒或分子進(jìn)行分離的技術(shù)稱為膜分離技術(shù)。21、層析分離是利用混合液中各組分的物理化學(xué)性質(zhì)（分子的大小和形狀、分子極性、吸附力、分子親和力、分配系數(shù)）的不同，使各組分以不同比例分布在兩相中。層析方法 分離依據(jù)吸附層析利用吸附劑對(duì)不同物質(zhì)的吸附力不同而使混合物中各組分分離分配層析利用各組分在兩相中的分配系數(shù)不同，而使各組分分離離子交換層析利用離子交換劑上的可解離基團(tuán)（活性基團(tuán)）對(duì)各種離子的親和力不同而達(dá)到分離目的凝膠層析以各種多孔凝膠為固定相，利用流動(dòng)相中所含各種組分的相對(duì)分子質(zhì)量不同而達(dá)到物質(zhì)分離親和層析利用生物分子與配基之間所具有

34、的專一而又可逆的親和力，使生物分子分離純化層析聚焦將酶等兩性物質(zhì)的等電點(diǎn)特性與離子交換層析的特性結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)組分分離23、洗脫方法：溶劑洗脫法、置換洗脫法、前緣洗脫法。24、分配層析主要有紙上層析、分配薄層層析、分配氣相層析。25、顆粒在電場(chǎng)中的移動(dòng)速度主要決定于其本身所帶的凈電荷量，同時(shí)受顆粒形狀和顆粒大小的影響。此外，還受到電場(chǎng)強(qiáng)度、溶液pH值、離子強(qiáng)度及支持體的特性等外界條件的影響。 （1）電場(chǎng)強(qiáng)度（2）溶液的pH值（3）溶液的離子強(qiáng)度（4）電滲 （5）緩沖液的黏度和溫度等也對(duì)顆粒的泳動(dòng)速度有一定的影響。26、萃取分離是利用物質(zhì)在兩相中的溶解度不同而使其分離的技術(shù)。按兩相的組成不同，

35、分為有機(jī)溶劑萃取、雙水相萃取、超臨界萃取、和反膠束萃取。27、結(jié)晶是溶質(zhì)以晶體形式從溶液中析出的過(guò)程。28、酶結(jié)晶的方法：鹽析結(jié)晶法、有機(jī)溶劑結(jié)晶法、透析平衡結(jié)晶法、等電點(diǎn)結(jié)晶法。29、常用的干燥方法：真空干燥、冷凍干燥、噴霧干燥、氣流干燥、吸附干燥等。第五章：酶分子修飾1、通過(guò)各種方法使酶分子的結(jié)構(gòu)發(fā)生某些改變，從而改變酶的催化特性的技術(shù)過(guò)程稱為酶分子修飾。2、把酶分子中的金屬離子換成另一種金屬離子，使酶的特性和功能發(fā)生改變的修飾方法稱為金屬離子置換修飾。3、金屬離子置換修飾的過(guò)程主要包括：酶的分離純化 除去原有的金屬離子 加入置換離子4、金屬離子置換的作用：闡明金屬離子對(duì)酶催化作用的影響

36、提高酶活力 增強(qiáng)酶的穩(wěn)定性 改變酶的動(dòng)力學(xué)特性 5、采用水溶性大分子與酶的側(cè)鏈基團(tuán)共價(jià)結(jié)合，使酶分子的空間構(gòu)象發(fā)生變化，從而改變酶的催化特性的方法稱為大分子結(jié)合修飾。6、大分子結(jié)合修飾的作用：通過(guò)修飾提高酶的催化效率 通過(guò)修飾可以增強(qiáng)酶的穩(wěn)定性 通過(guò)修飾降低或消除酶蛋白的抗原性7、采用一定的方法（一般為化學(xué)法）使酶蛋白的側(cè)鏈基團(tuán)發(fā)生改變，從而改變酶分子的特性和功能的修飾方法稱為側(cè)鏈基團(tuán)修飾。8、了解氨基、羧基、巰基修飾、胍基修飾、酚基修飾、咪唑基、吲哚基修飾P143-145：（1）羧基：利用各種羧基修飾劑與酶蛋白側(cè)鏈的羧基進(jìn)行酯化、?；确磻?yīng)，使蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象發(fā)生改變的方法稱為羧基修飾。如

37、：碳化二亞胺、重疊基乙酸鹽、乙醇-鹽酸試劑、異噁唑鹽。（2）氨基：采用某些化合物使酶分子側(cè)鏈上的氨基發(fā)生改變，從而改變酶蛋白的空間構(gòu)象的方法稱為氨基修飾。如：亞硝酸、2,4-二硝基氟苯、丹磺酰氯、醋酸酐、二硫化碳、乙亞胺甲酯、順丁烯二酸酐、琥珀酸酐等。（3）巰基：采用巰基修飾劑與蛋白側(cè)鏈上的巰基結(jié)合，使巰基發(fā)生改變，從而改變酶的空間構(gòu)象、特性和功能的修飾方法稱為巰基修飾。如：?；瘎?、烷基化劑、馬來(lái)酰亞胺、二硫蘇糖醇、巰基乙醇、硫代硫酸鹽、硼酸化鈉。（4）咪唑基：通過(guò)修飾劑與咪唑基反應(yīng)，使酶分子中的組氨酸殘基發(fā)生改變，從而改變酶分子的構(gòu)象和特性的修飾方法稱為咪唑基修飾。如：碘乙酸、焦炭酸二乙酯。

38、（5）酚羥基：通過(guò)修飾劑的作用使酶分子上的酚基發(fā)生改變，從而改變酶蛋白的空間構(gòu)象和特性的修飾方法稱為酚基修飾。酚基的修飾包括酚羥基的修飾和苯環(huán)上的取代修飾。如碘化法、硝化法、琥珀酰化法。（6）胍基：采用二碳基化合物與胍基反應(yīng)發(fā)生成穩(wěn)定的雜環(huán)，從而改變酶分子的空間構(gòu)象的方法稱為胍基修飾。如：丁二酮、1,2-環(huán)己二酮、丙二醛、苯乙二醛。（7）色氨酸吲哚基：通過(guò)改變酶分子上的吲哚基而使酶分子的構(gòu)象和特性發(fā)生改變的修飾方法稱為吲哚基修飾。如：N-溴代琥珀酰亞胺（NBS）、2-羥基-5硝基芐溴（HNBB）、4-硝基苯硫氯。（8）分子內(nèi)交聯(lián)修飾：含有雙功能基團(tuán)的化合物如戊二醛、己二胺、葡聚糖、二乙醛等，可

39、以在酶蛋白分子中相距較近的兩個(gè)側(cè)鏈基團(tuán)之間形成共價(jià)交聯(lián)，從而提高酶的穩(wěn)定性的修飾方法稱為分子內(nèi)交聯(lián)修飾。9、將酶分子肽鏈上的某一個(gè)氨基酸換成另一個(gè)氨基酸的修飾方法，稱為氨基酸置換修飾。10、氨基酸置換修飾的方法：（1）化學(xué)修飾方法 （2）定點(diǎn)突變：是指在DNA序列中的某一特定位點(diǎn)上進(jìn)行堿基的改變從而獲得突變基因的操作技術(shù)。11、通過(guò)各種物理方法使酶分子的空間構(gòu)象發(fā)生某些改變，從而改變酶的某些特性和功能的方法稱為酶分子的物理修飾。課后習(xí)題：（兩題考一題）1、何謂金屬離子置換修飾？簡(jiǎn)述其主要修飾過(guò)程和作用。答案見(jiàn)本章第2、3、4點(diǎn)。2、何謂大分子結(jié)合修飾？有何作用？答案見(jiàn)本章第5、6點(diǎn)。第六章：酶

40、、細(xì)胞、原生質(zhì)體固定化1、酶應(yīng)用過(guò)程中的一些不足：酶的催化效率不高 酶的穩(wěn)定性較差 酶的一次性使用 產(chǎn)物的分離純化較困難2、采用各種方法，將酶固定在水不溶性的載體上，制備成固定化酶的過(guò)程成為酶的固定化。3、固定在載體上并在一定空間范圍內(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng)的酶稱為固定化酶。4、酶的固定化方法：吸附法、包埋法、結(jié)合法、交聯(lián)法、熱處理法等。5、包埋法制備固定化酶或固定化菌體時(shí)，根據(jù)載體材料和方法的不同，分為凝膠包埋法和半透膜包埋法兩大類。6、固定化酶的特性：穩(wěn)定性、最適溫度、最適pH、底物特異性。7、載體性質(zhì)對(duì)最適pH的影響：用帶負(fù)電荷的載體制備的固定化酶，其最適pH比游離酶的最適pH高（即向堿性一側(cè)移動(dòng)

41、）；用帶正電荷載體制備的固定化酶的最適pH比游離酶的最適pH低（即向酸性一側(cè)移動(dòng)）；而用不帶電荷的載體制備的固定化酶，其最適pH一般不改變（有時(shí)也會(huì)有所改變，但不是由于載體的帶電性質(zhì)所引起的）。8、產(chǎn)物性質(zhì)對(duì)最適pH的影響：催化反應(yīng)的產(chǎn)物為酸性時(shí),固定化酶的最適pH要比游離酶的最適pH高一些；產(chǎn)物為堿性時(shí),固定化酶的最適pH要比游離酶的最適pH低一些；產(chǎn)物為中性時(shí),最適pH一般不改變。9、固定化微生物細(xì)胞的特點(diǎn)：固定化微生物細(xì)胞保持了細(xì)胞的完整結(jié)構(gòu)和天然狀態(tài)，可以進(jìn)行正常的生長(zhǎng)繁殖。固定化微生物細(xì)胞保持了細(xì)胞內(nèi)原有的酶系、輔酶體系和代謝調(diào)控體系，可以按照原來(lái)的代謝途徑進(jìn)行新陳代謝，并進(jìn)行有效的

42、代謝調(diào)節(jié)控制。發(fā)酵穩(wěn)定性好，可以反復(fù)使用或者連續(xù)使用較長(zhǎng)一段時(shí)間。固定化微生物細(xì)胞密度的提高，可以提高產(chǎn)率。由于有載體的保護(hù)作用，可以提高基因工程菌的質(zhì)粒穩(wěn)定性。10、固定化植物細(xì)胞的特點(diǎn)：植物細(xì)胞經(jīng)固定化后，由于有載體的保護(hù)作用，可減輕剪切力和其他外界因素對(duì)植物細(xì)胞的影響，提高植物細(xì)胞的存活率和穩(wěn)定性。細(xì)胞經(jīng)固定化后，被束縛在一定的空間范圍內(nèi)進(jìn)行生命活動(dòng)，不容易聚集成團(tuán)。固定化植物細(xì)胞發(fā)酵可以在不同的培養(yǎng)階段簡(jiǎn)便的更換不同的培養(yǎng)液，即首先在生長(zhǎng)培養(yǎng)基中生長(zhǎng)增殖，在達(dá)到一定的細(xì)胞密度后，改換成發(fā)酵培養(yǎng)基，以利于生產(chǎn)各種所需的次級(jí)代謝物。固定化植物細(xì)胞可反復(fù)使用或連續(xù)使用較長(zhǎng)的一段時(shí)間，大大縮短

43、生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)率。固定化植物細(xì)胞易于培養(yǎng)液分離，利于產(chǎn)物的分離純化，提高產(chǎn)品質(zhì)量。11、固定化原生質(zhì)體的特點(diǎn)：（1）固定化原生質(zhì)體由于沒(méi)有細(xì)胞壁，細(xì)胞結(jié)構(gòu)不完整，失去增殖能力，但由于細(xì)胞膜內(nèi)的結(jié)構(gòu)沒(méi)有受其影響，保持了細(xì)胞原有的新陳代謝特性。（2）固定化原生質(zhì)體由于解除了細(xì)胞比這一擴(kuò)散屏障，可增加細(xì)胞膜的通透性，有利于氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的傳遞和吸收，也有利于胞內(nèi)物質(zhì)的分泌，可顯著提高產(chǎn)率。（3）固定化原生質(zhì)體由于有載體的保護(hù)作用，具有較好的操作穩(wěn)定性和保存穩(wěn)定性，可反復(fù)使用和連續(xù)使用較長(zhǎng)時(shí)間，利于連續(xù)化生產(chǎn)。在冰箱保存較長(zhǎng)時(shí)間后仍能保持其生產(chǎn)能力。（4）固定化原生質(zhì)體易于與發(fā)酵產(chǎn)物分開(kāi)，有利于產(chǎn)物

44、的分離純化，提高產(chǎn)品質(zhì)量。（5）在固定化原生質(zhì)體發(fā)酵的培養(yǎng)基中需要添加滲透壓穩(wěn)定劑，以保持原生質(zhì)體的穩(wěn)定性。第七章：酶非水相催化1、酶在非水介質(zhì)中進(jìn)行的催化作用稱為酶的非水相催化。2、酶的非水相催化的主要內(nèi)容包括有機(jī)介質(zhì)中的酶催化、氣相介質(zhì)中的酶催化、超臨界流體介質(zhì)中的酶催化和離子液介質(zhì)中的酶催化等。3、有機(jī)介質(zhì)反應(yīng)體系：微水介質(zhì)體系 與水溶性有機(jī)溶劑組成的均一體系 與水不溶性有機(jī)溶劑組成的兩相或多相體系 正膠束體系 反膠束體系 4、水對(duì)有機(jī)介質(zhì)中酶催化的影響P185：（簡(jiǎn)答）水對(duì)酶分子空間構(gòu)象的影響：酶分子需要一層水化層，以維持其完整的空間構(gòu)象。維持酶分子完整的空間構(gòu)象所必需的最低水量稱為必

45、需水。必需水與酶分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有密切關(guān)系不同的酶，所要求的必需水的量差別很大。水對(duì)酶催化反應(yīng)速度的影響：有機(jī)介質(zhì)中水的含量對(duì)酶催化反應(yīng)速度有顯著影響。在催化反應(yīng)速度達(dá)到最大時(shí)的水含量稱為最適水含量。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定最適水含量。水活度：研究表明，在有機(jī)介質(zhì)體系中，酶的催化活性隨著結(jié)合水量的增加而提高。在一般情況下，最適水含量隨著溶劑極性的增加而增加。而最佳水活度與溶劑的極性大小沒(méi)有關(guān)系。所以采用水活度作為參數(shù)來(lái)研究有機(jī)介質(zhì)中水對(duì)酶催化作用的影響更為確切。5、有機(jī)溶劑對(duì)有機(jī)介質(zhì)中酶催化的影響：（1）有機(jī)溶劑對(duì)酶結(jié)構(gòu)與功能的影響：根據(jù)酶分子的特性和有機(jī)溶劑的特性的不同保持

46、其空間結(jié)構(gòu)完整性的情況也有所差別。（2）有機(jī)溶劑對(duì)酶活性的影響：極性較強(qiáng)的有機(jī)溶劑，如甲醇、乙醇等，會(huì)奪取酶分子的結(jié)合水，影響酶分子微環(huán)境的水化層，從而降低酶的催化活性,甚至引起酶的變性失活。因此應(yīng)選擇好所使用的溶劑，控制好介質(zhì)中的含水量，或者經(jīng)過(guò)酶分子修飾提高酶分子的親水性，避免酶在有機(jī)介質(zhì)中因脫水作用而影響其催化活性。 有機(jī)溶劑極性的強(qiáng)弱可以用極性系數(shù)lgP表示。P是指溶劑在正辛烷與水兩相中的分配系數(shù)。極性系數(shù)越大，表明其極性越??；反之，極性系數(shù)越小，則極性越強(qiáng)。有機(jī)溶劑的極性越強(qiáng)，越容易奪取酶分子的結(jié)合水，對(duì)酶活性的影響就越大。（3）有機(jī)溶劑對(duì)底物和產(chǎn)物分配的影響：有機(jī)溶劑與水之間的極性

47、不同，在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)影響底物和產(chǎn)物的分配，從而影響酶的催化反應(yīng)。應(yīng)該選擇極性適中的有機(jī)溶劑作為介質(zhì)使用。一般選用2lgP5的有機(jī)溶劑作為有機(jī)介質(zhì)為宜。6、酶非水相催化的應(yīng)用P197（氨基酰化酶催化的底物類型：D型？L型？）例如P250的L-天冬酰胺酶。固定化氨基酰化酶從DL-氨基酸連續(xù)生產(chǎn)L-氨基酸。固定化氨基?；福菏澜缟系谝环N工業(yè)化生產(chǎn)的固定化酶。1969年，日本田邊制藥公司將米曲霉中提取分離得到的氨基?；?，用DEAE葡聚糖凝膠載體通過(guò)離子鍵結(jié)合法制成固定化酶，將L-乙酰氨基酸水解生成L-氨基酸，用來(lái)拆分DL乙酰氨基酸。剩余的D乙酰氨基酸經(jīng)過(guò)消旋化，生成DL乙酰氨基酸，再進(jìn)行拆分，生產(chǎn)成本僅為用游離酶生成成本的60%左右。第八章：酶定向進(jìn)化1、定向進(jìn)化：是模擬自然進(jìn)化的過(guò)程，進(jìn)行人工隨機(jī)突變，并在特定的環(huán)境條件下進(jìn)行選擇，使進(jìn)化朝著人們所需要的方向發(fā)展的技術(shù)過(guò)程。定向進(jìn)化按照進(jìn)化的對(duì)象不同，可以分為分子定向進(jìn)化、細(xì)胞定向進(jìn)化等。2、酶分子定向進(jìn)化簡(jiǎn)稱酶定向進(jìn)化，是模擬自然進(jìn)化的過(guò)程（隨機(jī)突變和自然選擇），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(kù)，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(guò)程。3、酶定向進(jìn)化的基本過(guò)程包括隨機(jī)突變、構(gòu)建突變基因文庫(kù)、定向選擇等步驟