皖西學(xué)院生物工程專業(yè)大三蛋白質(zhì)與酶工程復(fù)習(xí)題及答案

皖西學(xué)院生物工程專業(yè)大三蛋白質(zhì)與酶工程復(fù)習(xí)題及答案蛋白質(zhì)與酶工程課程復(fù)習(xí)題一．名詞解釋：1.蛋白質(zhì)工程概念:通過(guò)基因工程技術(shù)或化學(xué)修飾技術(shù)改造現(xiàn)有蛋白或組建新型蛋白的現(xiàn)代生物技術(shù)、2.蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)；蛋白質(zhì)多鏈中氨基酸殘基的排列順序3.蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)：指肽鏈主鏈不同區(qū)段通過(guò)自身的相互作用，形成氫鍵，沿某一主軸盤旋折疊而形成的局部空間結(jié)構(gòu)，是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)象單元5.β－折疊:是蛋白質(zhì)中的常見(jiàn)的二級(jí)結(jié)構(gòu)，是由伸展的多肽鏈組成的。6.α－螺旋:是蛋白質(zhì)分子的一種基本結(jié)構(gòu)7.超二級(jí)結(jié)構(gòu):在蛋白質(zhì)分子中，特別是球狀蛋白質(zhì)中，由若干相鄰的二級(jí)結(jié)構(gòu)單元（即α—螺旋、β—折疊片和β—轉(zhuǎn)角等）彼此相互作用組合在一起，，形成有規(guī)則、在空間上能辨認(rèn)的二級(jí)結(jié)構(gòu)組合體，充當(dāng)三級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件單元，稱超二級(jí)結(jié)構(gòu)。8.三級(jí)結(jié)構(gòu)是指球狀蛋白質(zhì)的多肽鍵在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過(guò)側(cè)鏈基團(tuán)的相互作用進(jìn)一步卷曲折疊，借助次級(jí)鍵維系使β－折疊α－螺旋和無(wú)規(guī)則卷曲等二級(jí)結(jié)構(gòu)相互配置而形成特定的構(gòu)象。9四級(jí)結(jié)構(gòu)指由相同或不同的稱作亞基（ubunit）的亞單位按照一定排布方式締合而成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，維持四級(jí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用力是疏水鍵、離子鍵、氫鍵、范得華力。10蛋白質(zhì)折疊:蛋白質(zhì)可憑借相互作用在細(xì)胞環(huán)境（特定的酸堿度、溫度等）下自己組裝自己11蛋白質(zhì)變性:是指蛋白質(zhì)在某些物理和化學(xué)因素作用下其特定的空間構(gòu)象被改變，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)的改變和生物活性的喪失，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)變性。12蛋白質(zhì)復(fù)性:、13回拆:所連接的肽鏈發(fā)生180°的反相彎曲14第二遺傳密碼：氨基酸順序與蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)之間存在的對(duì)應(yīng)關(guān)系15分子伴侶:是一類相互之間有關(guān)系的蛋白，它們的功能是幫助其他含多肽結(jié)構(gòu)的物質(zhì)在體內(nèi)進(jìn)行非共價(jià)健的組裝和卸裝，但不是這些結(jié)構(gòu)在發(fā)揮其正常生物學(xué)功能的永久組成成分、蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾:凡通過(guò)活性基團(tuán)的引入或除去，而使蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的過(guò)程、19模擬酶:就是利用有機(jī)化學(xué)的方法合成一些比酶簡(jiǎn)單的非蛋白質(zhì)分子，可以模擬酶對(duì)底物的絡(luò)合和催化過(guò)程，既可達(dá)到酶催化的高效性，又可以克服酶的不穩(wěn)定性、20生物傳感器—將生物體的成份（酶、抗原、抗體、DNA、激素）或生物體本身（細(xì)胞、細(xì)胞器、組織）固定化在一器件上作為敏感元件的傳感器。21分子印跡：是制備對(duì)某一化合物具有選擇性的聚合物的過(guò)程，這個(gè)化合物叫印跡分子。22微水介質(zhì)體系23酶分子的化學(xué)修飾：應(yīng)用化學(xué)方法，通過(guò)主鏈的“切割”、“剪接”或側(cè)鏈基團(tuán)的“化學(xué)修飾”對(duì)酶蛋白進(jìn)行分子改造，改變其理化性質(zhì)及活性的技術(shù)。24HPLC:高壓高速高效高靈敏度應(yīng)用范圍廣高效液相色譜儀可分為“高壓輸液泵”、“色譜柱”、“進(jìn)樣器”、“檢測(cè)器”、“餾分收集器”以及“數(shù)據(jù)獲取與處理系統(tǒng)”等部分。、25ATPE:有端氨基聚氧化丙烯醚和端氨基聚氧化乙烯醚等，又稱聚醚多胺、聚醚胺(PEA)，簡(jiǎn)稱ATPE，分子結(jié)構(gòu)中含有醚鍵，屬柔性固化劑。二．簡(jiǎn)答題：1．簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)工程的一般程序新霉素磷酸轉(zhuǎn)移酶基因、氯霉素乙酰轉(zhuǎn)移酶基因、轉(zhuǎn)移酶基因、熒光酶基因等）是什么？3.如何利用內(nèi)含肽實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的連接？4.組成蛋白質(zhì)的常見(jiàn)氨基酸有哪些？可以將它們分成幾類？脂肪族(R為烷基的中性氨基酸.R基含羥基或硫的氨基酸,R基中含有羧基或酰胺的氨基酸,R基中含有氨基或亞氨基的氨基酸)、芳香族(苯丙氨酸酪氨酸色氨酸)和雜環(huán)族(組氨酸脯氨酸)5.簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)各個(gè)結(jié)構(gòu)層次的基本特點(diǎn)一級(jí)結(jié)構(gòu)，氨基酸的排列二級(jí)結(jié)構(gòu)，α螺旋，β片層等三級(jí)結(jié)構(gòu)，肽鏈折疊所形成的結(jié)構(gòu)域四級(jí)結(jié)構(gòu)，亞基的數(shù)目，空間結(jié)構(gòu)6.維持蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)的作用力有哪些？維持四級(jí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用力是疏水鍵、離子鍵、氫鍵、范得華力7.舉例說(shuō)明蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。1,氨基酸序列決定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能2,蛋白質(zhì)間的相互作用與特殊結(jié)構(gòu)3,蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)單元的構(gòu)象與蛋白質(zhì)的功能有關(guān)，在蛋白質(zhì)之間、蛋白質(zhì)與核酸之間、蛋白質(zhì)與配體分子的相互識(shí)別和作用中具有生物學(xué)功能。4,參與蛋白質(zhì)與DNA分子間相互作用的結(jié)構(gòu)域8.簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)（氨基酸序列）測(cè)定步驟：(1)測(cè)定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈數(shù)目；(2)拆分蛋白質(zhì)的多肽鏈，斷開(kāi)多肽鏈內(nèi)二硫鍵；(3)分析每一條多肽鏈的氨基酸組成；(4)鑒定多肽鏈N－末端、C－末端氨基酸殘基；(5)裂解多肽鏈成較小的片段；(6)測(cè)定各肽段的氨基酸順序；(7)片段重疊法重建完整多肽鏈一級(jí)結(jié)構(gòu)；(8)確定半胱氨酸殘基間形成二硫鍵交聯(lián)橋的位置。9.簡(jiǎn)述分子伴侶的有哪些主要作用。①幫助新蛋白的折疊;②幫助蛋白質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn);③使一些聚合蛋白解聚;④催化不穩(wěn)定蛋白的降解;⑤控制調(diào)節(jié)蛋白的折疊,影響基因的轉(zhuǎn)錄;⑥參與細(xì)胞內(nèi)囊泡的轉(zhuǎn)運(yùn);⑦參與細(xì)胞骨架蛋白的裝配.10.細(xì)胞破碎的方法有哪些？原理是什么？1、高速組織搗碎2、玻璃勻漿器勻漿3、超聲波處理法4、反復(fù)凍融法。5、化學(xué)處理法11.折疊酶幫助蛋白質(zhì)正確折疊的機(jī)制是什么？肽基脯氨酰順?lè)串悩?gòu)酶(PPI)：反式肽基脯氨酰鍵→(PPI催化)→順式構(gòu)型,能順利折疊.蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶(PDI);二硫鍵形成酶(Db)和二硫鍵異構(gòu)酶:可幫助在蛋白質(zhì)折疊過(guò)程中二硫鍵的正確形成和配對(duì).12.簡(jiǎn)述雙水相萃取和反膠束萃取的原理，舉例說(shuō)明它們?cè)诿阜蛛x純化中的應(yīng)用。13.蛋白質(zhì)化學(xué)修飾的反應(yīng)類型有哪些？主要修飾部位是什么？14.基因突變的種類有幾種？各自的特點(diǎn)是什么？定點(diǎn)突變突變位點(diǎn)是確定的；突變的個(gè)數(shù)也是預(yù)知的；突變的效應(yīng)往往是未知的定點(diǎn)突變的方法一般是以PCR技術(shù)為基礎(chǔ)的。定向進(jìn)化突變位點(diǎn)是隨機(jī)的，不確定的；突變位點(diǎn)的數(shù)目也是不確定的；突變的效應(yīng)更是不可預(yù)知的。15.如何在大腸桿菌中實(shí)現(xiàn)外源蛋白質(zhì)的高效表達(dá)？16.如何在遺傳密碼中增添一個(gè)非天然氨基酸？17.突變文庫(kù)的篩選方法主要有哪些？18.為什么要發(fā)展基因融合技術(shù)？基因融合技術(shù)是將不同的基因連接起來(lái)從而表達(dá)具有復(fù)合功能的融合蛋白。融合蛋白是將兩個(gè)或多個(gè)基因的編碼區(qū)首尾連接,由同一調(diào)控序列控制構(gòu)成的基因表達(dá)產(chǎn)物。④避免產(chǎn)物的快速溶解；⑤防止包涵體的形成；⑥外源蛋白定位在宿主的不同區(qū)段；⑦融合蛋白再體外切割提高產(chǎn)量穩(wěn)定性；⑧研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。19.簡(jiǎn)述酶分子化學(xué)修飾的基本原理。微環(huán)境：酶分子表面外形的不規(guī)則、各原子間極性和電荷的不同、各氨基酸殘基間相互作用等使酶分子空間結(jié)構(gòu)的局部形成一個(gè)包含活性部位的微環(huán)境。修飾酶：改造天然酶分子中的微環(huán)境，對(duì)酶分子的側(cè)鏈基團(tuán)、酶分子的功能基團(tuán)進(jìn)行化學(xué)修飾或改造，可獲得結(jié)構(gòu)更合理、功能更完善的修飾酶。20.為什么環(huán)糊精及其衍生物可以作為模擬酶模型，該模型與大環(huán)冠醚模擬酶模型有何區(qū)別？21.抗體酶有何催化特性？能催化一些天然酶不能催化的反應(yīng);有更強(qiáng)的專一性和穩(wěn)定性;催化作用機(jī)制不同22.簡(jiǎn)述抗體酶催化的反應(yīng)類型有哪些？1、轉(zhuǎn)?；磻?yīng)2、水解反應(yīng)3、Claien重排反應(yīng)4、酰胺合成反應(yīng)5Diel-Alder反應(yīng)6、轉(zhuǎn)酯反應(yīng)7、光誘導(dǎo)反應(yīng)8、氧化還原反應(yīng)9、脫羧反應(yīng)10、順?lè)串悩?gòu)化反應(yīng)23.簡(jiǎn)述差速離心和密度梯度離心分離酶的原理及各自特點(diǎn)。用不同的離心速度和離心時(shí)間，使沉降速度不同的顆粒分批分離的方法，稱為差速離心。操作時(shí)，選擇好離心力和離心時(shí)間，使大顆粒先沉降取出上清液，在加大離心力的條件下再進(jìn)行離心，分離較小的顆粒。如此多次離心，使不同大小的顆粒分批分離。差速離心主要用于分離大小和密度差異較大的顆粒。操作簡(jiǎn)單方便，但分離效果較差。密度梯度離心;事先在離心管中用某種低分子溶質(zhì)調(diào)配好密度梯度，在密度梯度之上加待處理的料液后進(jìn)行離心，使密度不同的組分得以分離的一種區(qū)帶分離方法。常用的有蔗糖、甘油等。使用最多的是蔗糖密度梯度系統(tǒng)。24.簡(jiǎn)述分子印跡的基本過(guò)程。④避免產(chǎn)物的快速溶解；⑤防止包涵體的形成；⑥外源蛋白定位在宿主的不同區(qū)段；⑦融合蛋白再體外切割提高產(chǎn)量穩(wěn)定性；⑧研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。26簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)工程的程序。篩選純化需改造的目的蛋白→研究其特性常數(shù)等→制備結(jié)晶，分析研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能→結(jié)合生物信息學(xué)對(duì)蛋白質(zhì)改造、分析→預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)，確定結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，找出可修飾的位點(diǎn)和途徑→設(shè)計(jì)核酸引物或探針，并從cDNA文庫(kù)或基因文庫(kù)中獲取編碼該蛋白質(zhì)的基因序列→改造編碼蛋白質(zhì)的基因序列，并在不同的表達(dá)系統(tǒng)中表達(dá)→分離純化表達(dá)產(chǎn)物，對(duì)表達(dá)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行檢測(cè)27簡(jiǎn)述有機(jī)溶劑對(duì)有機(jī)介質(zhì)中酶催化的影響：⑴有機(jī)溶劑對(duì)酶結(jié)構(gòu)與功能的影響;有些酶在有機(jī)溶劑的作用下，其空間結(jié)構(gòu)會(huì)受到某些破壞（奪水或直接改變酶分子表面結(jié)構(gòu)），從而使酶的催化活性受到影響甚至引起酶的變性失活。酶分子的表面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。⑵有機(jī)溶劑對(duì)酶催化作用的影響;增大酶反應(yīng)的活化能來(lái)降低酶反應(yīng)速度。（剛性增強(qiáng)）降低中心內(nèi)部極性并加強(qiáng)底物與酶的靜電斥力，降低底物的結(jié)合能力，使酶活性下降⑶有機(jī)溶劑對(duì)酶活性中心結(jié)合位點(diǎn)的影響當(dāng)酶懸浮于有機(jī)溶劑中，有一部分溶劑能滲入到酶分子的活性中心，與底物競(jìng)爭(zhēng)活性中心的結(jié)合位點(diǎn)，降低底物結(jié)合能力，從而影響酶的催化活性。⑷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)。有機(jī)溶劑能改變酶分子必需水層中底物和產(chǎn)物的濃度。28簡(jiǎn)述固定化酶的意義游離酶使用中的局限性；a提取純化繁瑣，價(jià)格昂貴；b難以重復(fù)使用；c穩(wěn)定性差；固定化酶的優(yōu)點(diǎn)；a提高酶分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，b能與反應(yīng)物分開(kāi)，有效的控制生產(chǎn)過(guò)程；c能與產(chǎn)物分開(kāi)，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝；可以反復(fù)連續(xù)使用，提高了酶的利用率。方法，交聯(lián)法、吸附法、包埋法、共價(jià)結(jié)合法29簡(jiǎn)述定點(diǎn)突變的方法及定點(diǎn)突變的特點(diǎn)。定義：是指通過(guò)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)等方法對(duì)已知的目的基因DNA片段進(jìn)行基因的添加、刪除、點(diǎn)突變等。從而改變對(duì)應(yīng)的氨基酸序列和蛋白結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)突變位點(diǎn)是確定的，突變的個(gè)數(shù)也是預(yù)知的；突變的效應(yīng)往往是未知的；定點(diǎn)突變的方法一般是以PCR技術(shù)為基礎(chǔ)的。30何為報(bào)告基因，報(bào)告基因需滿足哪些條件？報(bào)告基因是指一組編碼易檢測(cè)的蛋白質(zhì)或酶的基因，將其與目的基因融合表達(dá)后，可通過(guò)報(bào)告基因產(chǎn)物的表達(dá)來(lái)“報(bào)告”目的基因的表達(dá)調(diào)控。報(bào)告基因需滿足幾個(gè)條件：a基因被克隆并且已知全序列；b宿主不存在報(bào)告基因產(chǎn)物或類似產(chǎn)物；c表達(dá)產(chǎn)物易被檢測(cè)；d報(bào)告分子的分析結(jié)果應(yīng)具備有很寬的線性范圍，報(bào)告基因在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)對(duì)宿主正常的生理作用沒(méi)有影響。含有表面活性劑與少量水的有機(jī)溶劑系統(tǒng)。反向微團(tuán)：疏水尾部向外，與非極性的有機(jī)溶劑接觸；極性頭部向內(nèi)，形成一個(gè)極性核。反應(yīng)時(shí)，酶分子在反膠束內(nèi)部的水溶液中，疏水性底物或產(chǎn)物在反膠束外部，催化反應(yīng)在兩相的界面中進(jìn)行。34簡(jiǎn)述酶化學(xué)修飾的意義(1)改造酶的作用特性（包括專一性、對(duì)效應(yīng)物響應(yīng)性能及對(duì)輔助因子的要求）;(2)改變活性部位的構(gòu)象；(3)提高生物活性；⑷提高酶