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第一章酶学与酶工程 1 、化学酶工程指自然酶、化学修饰酶、固定化酶及化学人工酶的研究和应用 2 、生物酶工程是酶学和以基因重组技术为主的现代分子生物学技术相结合的产物，主要包括3 个方面： 用基因工程技术大量生产酶 (克隆酶) ； 修饰酶基因产生遗传修饰酶(突变酶)；设计新的酶基因合成自然界 不曾有的新酶 3 、何为酶工程？由哪几个部分组成？ 酶工程 (enzymeengineering)是从应用的目的出发研究酶，是在一定生物反应装置中利用酶的催化性质，将 相应原料转化成有用物质的技术，是生物工程的重要组成部分。 由4 个部分组成：酶的产生；酶的分离纯化；酶的固定化；生物反应器 4 、酶的结构有何特点？ （P5) (1) 一级结构：蛋白质的一级结构是指肽链中的氨基酸排列顺序和连接方式。 (2) 二级结构：由多肽链主链骨架盘绕折叠，依靠氢键维持固定所形成的有规律性的结构称为蛋白质的二 级结构。二级结构与侧链R 的构象无关。维持二级结构稳定的化学键主要是氢键。 ( 3 ) 超二级结构和结构域：由二级结构间组合的结构层次称为超二级结构。超二级结构一般以一个整体参 与三维折叠，充作三级结构的构件。结构域为蛋白质亚基结构中明显分开的紧密球状结构区域，又称为辖 区 ( 4 ) 三级结构：是建立在二级结构、超二级结构，乃至结构域的基础上的。包括多肽链中一切原子的空间 排列方式。维持蛋白质三级结构稳定的力主要是非共价键 ( 5 ) 四级结构:由数条具独立的三级结构的多肽链彼此通过非共价键相互连接而成的聚合体结构就是蛋白 质的四级结构。 一 级 结 构 （肽链结构，指多肽链中的氨基酸排列顺序） 二 级 结 构 （多肽链主链骨架盘绕折叠形成的有规律性的结构） 超二级结构（相邻二级结构的聚集体） I 结 构 域 （在空间上可明显区分的、相对独立的区域性结构） I 三 级 结 构 （球状蛋白质中所右原子在空间中的相对位置） I 四级结构（亚基聚合体） 5 、何为酶活性中心？酶的作用机制有哪几种学说？ 酶的活性部位 (activesite)是酶分子中直接参与和底物结合，并与酶的催化作用直接有关的部位，它是酶行使 催化功能的结构基础。 锁和钥匙模型： 底物的形状和酶的活性部位被认为彼此相适合，像钥匙插入它的锁中，两种形状被认为是刚性的 (rigid)和固 定的 (fixed) ，当正确组合在一起时，正好互相补充。 诱导契合模型： 是 1958年 由 Daniel E. Koshland J r .提出的，底物的结合在酶的活性部位诱导出构象变化。 6 、影响酶活力的因素有哪些？ 底物浓度、酶浓度、产物浓度、PH 、温度、抑制剂、激活剂 7 、蛋白质的粗分离过程包括哪些步骤？如何进行？ （P20) (一)材料的选择和细胞抽提液的制备 1 . 材料的选择 1 / 11 目的蛋白质含量要高 ，而且容易获得 2 . 细胞破碎方法及细胞抽提液的制备 为了确保可溶性细胞成分全部抽提出来 ， ( 1 ) 应当使用类似于生理条件下的缓冲液 。 ( 2 ) 动物组织和器官要尽可能除去结缔组织和脂肪 ，切碎后放人捣碎机中。 (3) 完全破碎酵母和细菌细胞 3 . 膜蛋白的释放 膜蛋白存在于细胞膜或有关细胞器的膜上。按其所在位置大体可分为外周蛋白质和固有蛋白质两种类型 4 . 胞外酶的分离 胞外酶是在微生物发酵时分泌到发酵液 中的。发酵后可通过离心或过滤将菌体从发酵液 中分离弃去 ，所得 发酵清液通常要适当浓缩 ，然后再作进一步纯化。目前常用的浓缩方法是超滤法 。 (二)蛋白质的浓缩和脱盐 经硫酸铵沉淀的蛋白质在作进一步提纯 前 ，常要除盐(即降低离子强度 ) 。常用的除盐方法有透析法 、纤 维过滤透析法和分子筛层析法 浓缩蛋白质溶液的方法 1 沉淀法 ：用盐析法或有机溶剂将蛋白质沉淀 ，再将沉淀溶解在小体积溶液 中。 2 吸附法 ：将蛋白质吸附到离子交换剂上，然后用少量盐溶液洗脱下来 。 3 干胶吸附法 ：向蛋白质溶液 中加入固体SephadexG-25等吸水剂，吸去水及一些小分子物质，但蛋白质 收得率较低 4