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哈工大酶工程试题(A)答案


酶工程试题(A) 年级 2001 专业 生物技术 一 名词解释(每题 3 分,共计 30 分) 1. 酶工程 2. 自杀性底物 3. 别构酶 4. 诱导酶 5. Mol 催化活性 6. 离子交换层析 7. 固定化酶 8. 修饰酶 9. 非水酶学 10. 模拟酶 二 填空题(每空 1 分,共计 30 分) 1.决定酶催化活性的因素有两个方面,一是 ,二是 。 2.求 Km 最常用的方法是 。 3.多底物酶促反应的动力学机制可分为两大类,一类是 ,另一类是 。 4.可逆抑制作用可分为 , , , 。 5.对生产酶的菌种来说,我们必须要考虑的条件有,一是看它是不是 ,二是能够利 用廉价原料,发酵周期 ,产酶量 ,三是菌种不易 ,四是最好选用能产 生 酶的菌种,有利于酶的分离纯化,回收率高。 6.酶活力的测定方法可用 反应法和 反应法。 7.酶制剂有四种类型即 酶制剂, 酶制剂, 酶制剂和 酶制剂。 8.通常酶的固定化方法有 法, 法, 法, 法。 9.酶分子的体外改造包括酶的 修饰和 修饰。 10.模拟酶的两种类型是 酶和 酶 。 11.抗体酶的制备方法有 法和 法。 三 问答题(每题 10 分,共计 40 分) 1. 固定化酶和游离酶相比,有何优缺点? 2. 写出三种分离纯化酶蛋白的方法,并简述其原理。 3. 为什么酶制剂的生产主要以微生物为材料? 4. 下面是某人对酶测定的一些数据,据此求出该酶的最大反应速度和米氏常数。

[S](mol/L) 0.5?10 4.0?10 1.0?10 2.0?10 4.0?10 1.0?10 2.0?10 1.0?10
-6 -6 -5 -5 -5 -4 -4 -2

V0(umol/min) 28 40 70 95 112 128 139 140

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酶工程试题(B) 一 名词解释 1. 抗体酶 2. 酶反应器 3. 模拟酶 4. 产物抑制 5. 稳定 pH 6. 产酶动力学 7. 凝胶过滤 8. 固定化酶 9. 非水酶学 10. 液体发酵法 二 填空题(每空 1 分,共计 30 分) 1.Km 值增加,其抑制剂属于 抑制剂,Km 不变,其抑制剂属于 抑制 剂,Km 减小,其抑制剂属于 抑制剂。 2.菌种培养一般采用的方法有 培养法和 培养法。 3.菌种的优劣是影响产酶发酵的主要因素,除此之外发酵条件对菌种产酶也有很大的影响, 发酵条件一般包括 , , , , 和 等。 4.打破酶合成调节机制限制的方有 , , 。 5.酶生物合成的模式分是 , , , 。 6.根据酶和蛋白质在稳定性上的差异而建立的纯化方法有 法, 法和 法 7. 通常酶的固定化方法有 法, 法, 法, 法。 8. 酶分子的体外改造包括酶的 修饰和 修饰。 9.酶与抗体的重要区别在于酶能够结合并稳定化学反应的 ,从而降低了底物分子 的 ,而抗体结合的抗原只是一个 态分子,所以没有催化能力 三 问答题(每题 10 分,共计 40 分) 1. 在生产实践中,对产酶菌有何要求? 2. 对酶进行化学修饰时,应考虑哪些因素? 3. 列出用共价结合法对酶进行固定化时酶蛋白上可和载体结合的功能团 4. 某酶的初提取液经过一次纯化后,经测定得到下列数据,试计算比活力,回收率及纯化 倍数。 体积(ml) 初提取液 硫酸铵沉淀 120 5 活力单位(u/ml) 200 810 蛋白氮(mg/ml) 2.5 1.5

(A) 答案及评分细则 一 1. 酶工程:又叫酶技术,是酶制剂的大规模生产和应用的技术。 2.自杀性底物:底物经过酶的催化后其潜在的反应基团暴露,再作用于酶而成为酶的不可逆 抑制剂,这种底物叫自杀性底物。 3.别构酶;调节物与酶分子的调节中心结合后,引起酶分子的构象发生变化,从而改变催化 中心对底物的亲和力,这种影响被称为别构效应,具有别构效应的酶叫别构酶 4.诱导酶:有些酶在通常的情况下不合成或很少合成,当加入诱导物后就会大量合成,这样 的酶叫诱导酶 5. Mol 催化活性:表示在单位时间内,酶分子中每个活性中心转换的分子数目 6.离子交换层析:利用离子交换剂作为载体这些载体在一定条件下带有一定的电荷,当带相 反电荷的分子通过时,由于静电引力就会被载体吸附,这种分离方法叫离子交换层析。 7.固定化酶:通过物理的或化学的方法,将酶束缚于水不溶的载体上,或将酶束缚于一定的 空间内,限制酶分子的自由流动,但能使酶发挥催化作用的酶 8.修饰酶:在体外用一定的化学方法将酶和一些试剂进行共价连接后而形成的酶 9.非水酶学:通常酶发挥催化作用都是在水相中进行的,研究酶在有机相中的催化机理的学 科即为非水酶学 11. 模拟酶:利用有机化学合成的方法合成的比酶结构简单的具有催化作用的非蛋白质分子 叫模拟酶。 二 1.酶分子结构 反应条件 2.双倒数作图法 3.序列机制 乒乓机制 5. 竞争性 反竞争性 非竞争性 混合性 6. 致病菌 短 高 退化 胞外 7. 终止反应法 连续反应法 8. 液体酶制剂 固体酶制剂 纯酶制剂 固定化酶制剂 9. 吸附法 共价键结合法 交联法 包埋法 10. 半合成酶 全合成酶 11. 拷贝法 引入法 三 1 优点(1)易将固定化酶和底物,产物分开产物溶液中没有酶的残留简化了提纯工艺 (2)可以在较长的时间内连续使用 (3)反应过程可以严格控制,有利于工艺自动化 (4)提高了酶的稳定性 (5)较能适于多酶反应 (6)酶的使用效率高 产率高 成本低 缺点 (1) 固定化时酶的活力有损失 (2) 比较适应于水溶性底物 (3) 与完整的细胞相比,不适于多酶反应。 (每点一分,答满满分) 2.方法 透析与超虑 离心分离 凝胶过滤 盐析 等电点沉淀 共沉淀 吸附层析 电泳 亲和层 析 热变性 酸碱变性 表面变性等(写出一种方法 1 分)

每种方法的原理叙述总计 7 分 3.(1)微生物种类多,酶种丰富,且菌株易诱变,菌种多样 (2)微生物生长繁殖快,酶易提取,特别是胞外酶 (3)来源广泛,价格便宜 (4) 微生物易得,生长周期短 (5) 可以利用微电脑技术控制酶的发酵生产,可进行连续化,自动化,经济效益高 (6) 可以利用以基因工程为主的分子生物学技术,选育和改造菌种,增加产酶率和开发 新酶种 每点 2 分,满分 10 分 4.最大反应速度 140 -5 Km: 1.0?10 每项 5 分,但要作出合理的说明或计算。

一 1 抗体酶:是一种具有催化作用的免疫球蛋白,属于化学人工酶 2 酶反应器:是利用生物化学原理使酶完成催化作用的装置,他为酶促反应提供合适的场所 和最佳的反应条件,使底物最大限度的转化为物。 3 模拟酶:利用有机化学合成的方法合成的比酶结构简单的具有催化作用的非蛋白质分子叫 模拟酶。 4 底物抑制:在酶促反应中,高底物浓度使反应速度降低的现象。 5 稳定 pH:酶在一定的 pH 范围之内是稳定的,超过这个限度易变性失活,这样的 pH 范围 为此酶的稳定 pH 6 产酶动力学:主要研究细胞产酶速率及各种因素对产酶速率的影响,包括宏观产酶动力学 和微观产酶动力学。 7 凝胶过滤:又叫分子排阻层析,分子筛层析,在层析柱中填充分子筛,加入待纯化样品再 用适当缓冲液淋洗,样品中的分子经过一定距离的层析柱后,按分子大小先后顺序流出的, 彼此分开的层析方法。 8 固定化酶:通过物理的或化学的方法,将酶束缚于水不溶的载体上,或将酶束缚于一定的 空间内,限制酶分子的自由流动,但能使酶发挥催化作用的酶 9 非水酶学:通常酶发挥催化作用都是在水相中进行的,研究酶在有机相中的催化机理的学 科即为非水酶学 10 液体发酵法:以液体培养基为原料进行微生物的繁殖和产酶的方法,根据通风方法不同 又分为液体表层发酵法和液体深层发酵法。 二 1. 竞争性 非竞争性 反竞争性 2. 固体 液体 3. 温度 pH 通风量(或氧气) 搅拌 泡沫 湿度。 4. 控制条件 遗传控制 其它方法 5. 同步合成型 延续合成型 中期合成型 滞后合成型 6. 热变性法 酸碱变性法 表面变性法 7. 吸附法 共价键结合法 交联法 包埋法 8. 表面修饰 内部修饰 9. 过渡态 能障 基 三 1. 一般必须符合下列条件 (1) 不应当是致病菌,在系统发育上最好是与病原菌无关 (2) 能够利用廉价原料,发酵周期短,产酶量高 (3) 菌种不易变异退化,不易感染噬菌体 (4) 最好选用产胞外酶的菌种,有利于酶的分离纯化,回收率高 (5) 在食品和医药工业上应用,安全问题更显得重要。 每点 2 分 2.(1)被修饰酶的性质,包括酶的稳定性,酶活性中心的状况,侧链基团的性质及反应性 (2)修饰反应的条件,包括 PH 与离子强度,修饰反应时间和温度,反应体系中酶与修饰 剂的比例等 每项 5 分 3.(1)酶蛋白 N 端的α 氨基或赖氨酸的∑氨基 2 分

(2)酶蛋白 C 端的羧基及天冬氨酸的β 羧基或谷氨酸的γ 羧基 2 分 (3)半胱氨酸的巯基 1 分 (7) 丝氨酸 骆氨酸 苏氨酸上的羟基 2 分 (8) 苯丙氨酸和骆氨酸上的苯环 1 分 (9) 组氨酸上的咪唑基 1 分 色氨酸上的吲哚基 1 分 4.(1)起始总活力:200?120=24000(单位) 1 分 (2)起始比活力:200?2.5=80(单位/毫克蛋白氮) 1 分 (3)纯化后总活力 810?5=4050(单位)2 (4)纯化后比活力 810?1.5=540(单位/毫克蛋白氮) 2 分 (5)产率(百分产量) :4050?24000=17% 2 分 (6)纯化倍数:540?80=6.75 2 分


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