華南理工大學(xué)酶工程雙語考試試題

1、華南理工大學(xué)酶工程雙語考試試題誠信應(yīng)考,考試作弊將帶來嚴(yán)重后果!華南理工大學(xué)期末考試酶工程試卷注意事項(xiàng)：1考前請將密封線內(nèi)各項(xiàng)信息填寫清楚；所有答案請直接答在試卷上（或答題紙上）；考試形式：閉卷；4.本試卷共三大題，滿分100分，考試時(shí)間120分鐘。題號二三四五總分得分評卷人一、填空題（每空1分，共20分）1制備固定化酶最早采用的方法是1953年德國的Grubhofer和Schleith采用 聚氨基苯乙烯樹脂為載體與羧肽酶、淀粉酶、胃蛋白酶、核糖核酸酶等結(jié)合，制 成固定化酶 。2酶的常見發(fā)酵生產(chǎn)方式有兩種，一種是,另一種是。3乙醇能用于酶的分離是 由于有機(jī)溶劑的存在會使溶液的介電常數(shù)降低，使酶

2、 分子表面的水膜破壞，也使其溶解度降低而沉淀析出的結(jié)果。4國際酶學(xué)委員會根據(jù)酶的反應(yīng)類型而將酶分為六大類,例如常見的谷氨酸脫羧酶是裂解酶，限制性核酸內(nèi)切酶是水解酶，而丙氨酸消旋酶是異構(gòu)酶 。5對生產(chǎn)酶的菌種來說，我們必須要考慮：一是看它是不是 致病菌 ，二 是能夠利用廉價(jià)原料，發(fā)酵周期 ,產(chǎn)酶量 大，三是菌種不易退化 ，四是最好選用能產(chǎn)生胞外酶的菌種，有利于酶的分離純化，回收率高。6酶的生物合成模式多樣，其中同步合成型，也常稱為生長偶聯(lián)型，其特點(diǎn) 是屬于該合成型的酶，其生物合成伴隨著細(xì)胞的生長而開始；在細(xì)胞進(jìn)入旺盛 生長期時(shí)，酶大量生成；當(dāng)細(xì)胞生長進(jìn)入平衡期后，酶的合成隨著停止。而滯后 合成型

3、，也常稱為非生長偶聯(lián)型，其特點(diǎn)是屬于滯后合成型的酶，之所以要 在細(xì)胞生長一段時(shí)間甚至進(jìn)入平衡期以后才開始合成。7酶的非水相催化中，必需水是指維持酶分子完整的空間構(gòu)象所必需的最低水 量_。8 The property of enzyme usually changes after immobilization, like:Km increase 、 Vmax decrease etc。二、名詞解釋（每題4分，1交聯(lián)型固定化酶借助雙功能試劑使酶分子之間發(fā)生交聯(lián)作用，制成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固定化酶的方法。 常用的雙功能試劑有戊二醛、己二胺、順丁烯二酸酐、雙偶氮苯等。其中應(yīng)用最 廣泛的是戊二醛。交聯(lián)法制備的固

4、定化酶或固定化菌體結(jié)合牢固，可以長時(shí)間使 用。但由于交聯(lián)反應(yīng)條件較激烈，酶分子的多個(gè)基團(tuán)被交聯(lián)，致使酶活力損失較 大，而且制備成的固定化酶或固定化菌體的顆粒較小，給使用帶來不便。為此， 可將交聯(lián)法與吸附法或包埋法聯(lián)合使用，以取長補(bǔ)短。2超濾借助超濾膜將不同大小的物質(zhì)顆?；蚍肿臃蛛x的技術(shù)。超濾膜截留的顆粒直徑為 20-2000埃，主要用于分離病毒和各種生物大分子。3氨基酸置換修飾將蛋白質(zhì)中某個(gè)氨基酸替換為另一種氨基酸的修飾方法?，F(xiàn)在常用的氨基酸置換 修飾的方法是定點(diǎn)突變技術(shù)。定點(diǎn)突變(si te direc ted mut agenesis)是20 世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種基因操作技術(shù)。是指在

5、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)。是蛋白質(zhì)工程(Protein Engineering)和酶分子組成單位置換修飾中常用的技術(shù)。定點(diǎn)突變技術(shù)，為氨 基酸或核苷酸的置換修飾提供了先進(jìn)、可靠、行之有效的手段。Michaelis constantKm is referred to as the Michaelis constant (米氏常數(shù)).When S is equal to Km, the reaction velocity is equal to Vmax/2. The experimentally determined value Km is cons

6、idered a constant that is characteristic of the enzyme and the substrate under specified conditions. It may reflect the affinity of the enzyme for its substrate.Fluidized Bed Reactors, FBRIn fluidized bed reactor (FBR), flow of gas and/or substrate keeps the immobilized enzyme particles in a fluidiz

7、ed state.三、問答題(每題12分，共60分)1 What characteristics of enzyme protein could be used as the groundwork of separation and purification methodology? Please describe the separation and purification techniques which are base on it.Answer as the following tableThe characteristicseparation and purification te

8、chniquesMolecule weightUnltra-filtrationNet chargeElectrophoresisIon exchange chromatographyAffinityAffinity chromatography ExtractionParticle sizeGel chromatographyDensityCentrifugationet c.et c.2 The users of industrial enzyme have an instant demand that the thermo-stability and operational abilit

9、y of enzyme should be enhanced much more. So how can we get some specific thermophilic enzyme? Outline of answer :1、screening from the specific organism in some extreme hot environment, in which there might exist the objective enzyme;2、Modify the enzyme skeleton, microenvironment or some functional

10、group to enhance the thermo-stability;3、use si te-direc tedm utation （pr ot ein engineering） or direc ted evo lution met hod to change the st ruc ture of enzyme. It is opera ted on the gene level. 3分子篩、離子交換和親和層析是三種分離、純化酶蛋白的方法，你如何根據(jù)所 要分離、純化的酶制劑的性質(zhì)選擇使用。參考答案提綱：1、分子篩：以各種多孔凝膠為固定相，利用流動相中所含各種 組分的相對分子質(zhì)量不同而達(dá)

11、到物質(zhì)分離；2、離子交換：利用離子交換劑上的 可解離基團(tuán)（活性基團(tuán)）對各種離子的親和力不同而達(dá)到分離目的；3、親和層 析：利用生物分子與配基之間所具有的專一而又可逆的親和力，使生物分子分離 純化；4、分離純化步驟組合規(guī)律：考慮速度、成本、分辨率等等。4舉例說明什么是酶的生物合成過程中基因表達(dá)的誘導(dǎo)與阻遏，正調(diào)控與負(fù)調(diào)控 模式？（1）誘導(dǎo)：酶合成誘導(dǎo)的現(xiàn)象一Jacob and Monod的工作：已知分解利用乳 糖的酶有：b-半乳糖苷酶；b-半乳糖苷透過酶；硫代半乳糖苷轉(zhuǎn)乙酰酶。實(shí)驗(yàn) 中：1大腸桿菌生長在葡萄糖培養(yǎng)基上時(shí)，細(xì)胞內(nèi)無上述三種酶合成；2大腸桿 菌生長在唯一碳源乳糖培養(yǎng)基上時(shí)，細(xì)胞內(nèi)有上

12、述三種酶合成；當(dāng)換成葡萄糖培 養(yǎng)基時(shí)，三種酶基本消失；3表明菌體生物合成的經(jīng)濟(jì)原則：需要時(shí)才合成。某 些代謝物可以誘導(dǎo)某些酶的合成，是通過促進(jìn)為該酶編碼的基因的表達(dá)而進(jìn)行 的，這種現(xiàn)象叫做酶合成的誘導(dǎo)。（2）阻遏：酶合成阻遏的現(xiàn)象一 Jacob and Monod的工作：實(shí)驗(yàn)中：1.大腸桿菌生長在無機(jī)鹽和葡萄糖的培養(yǎng) 基上時(shí)，檢測到細(xì)胞內(nèi)有色氨酸合成酶的存在；2在上述培養(yǎng)基中加入色氨酸， 檢測發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)色氨酸合成酶的活性降低，直至消失。3表明色氨酸的存在阻止 了色氨酸合成酶的合成，體現(xiàn)了菌生長的經(jīng)濟(jì)原則：不需要就不合成。某些代謝 物可以阻止某些酶的合成，是通過阻止為該酶編碼的基因的表達(dá)而進(jìn)行的

13、，這種 現(xiàn)象叫做酶合成的阻遏。（3）負(fù)調(diào)控：乳糖操縱子的誘導(dǎo)機(jī)制（4）正調(diào)控：分解代謝物阻遏調(diào)控機(jī)制5 Please use the data in the following figure to calculate the specific activity of enzyme after each step of purification, and the total efficiency of the purification process. （8 分）Procedure or stepFraction volume (mlTotal protein (mg)Activity(units)1.Crude cellular extract1,40010,000100,0002.Precipitation with ammonium sulfate2803,