酶工程復(fù)習(xí)要點(華農(nóng))

《酶工程復(fù)習(xí)要點(華農(nóng))》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、酶工程:又稱酶工藝，是圍繞酶所特有的催化特性使其在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等方面發(fā)揮作用的應(yīng)用技術(shù)。-核心問題為酶制劑的生產(chǎn)和應(yīng)用酶穩(wěn)定性:是指酶分子抵抗各種因素的影響，維持其生物活性的能力。1.熱穩(wěn)定性2.酸堿穩(wěn)定性3.抗蛋白酶穩(wěn)定性4.抗氧化劑穩(wěn)定性5.抗重金屬穩(wěn)定性6.抗表面活性劑穩(wěn)定性7.貯運穩(wěn)定性半衰期:是指一定條件下（溫度、pH值等）酶制劑喪失50%活力所需的時間。酶的化學(xué)組成1.單純酶2.結(jié)合酶-酶蛋白-輔因子：酶活性中心的組成部分//連接底物和酶分子的橋梁//穩(wěn)定酶蛋白的構(gòu)像酶的結(jié)構(gòu)特征一級結(jié)構(gòu)：組成酶蛋白的氨基酸的種類、數(shù)目和排列順

2、序。二級結(jié)構(gòu)：一級結(jié)構(gòu)中相近的氨基酸殘基間由氫鍵的相互作用而形成的帶有螺旋、折疊、轉(zhuǎn)角、卷曲等結(jié)構(gòu)。三級結(jié)構(gòu)：在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進一步進行分子盤曲形成具有一定規(guī)律的三維空間結(jié)構(gòu)。四級結(jié)構(gòu)：由兩條或兩條以上的具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈聚合而成特定構(gòu)像的蛋白質(zhì)分子?；炬I：（1）肽鍵：維持一級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。（2）二硫鍵：增加了酶分子結(jié)構(gòu)的剛性和有序性。（3）氫鍵：維持二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。（4）疏水鍵：酶分子折疊成空間結(jié)構(gòu)的主要作用力。（5）離子鍵：對酶分子穩(wěn)定性作用顯著。提高酶的穩(wěn)定性：a.體外改造(1)酶的固定化(2)酶的化學(xué)修飾(3)改變酶存在的微環(huán)境b

3、.體內(nèi)改造(4)遺傳修飾工程(5)菌種的選育酶活力單位1.習(xí)慣單位a.在最適條件下，每分鐘吸光值變化0.01所需的酶量為1Ub.在最適條件下，每分鐘底物轉(zhuǎn)化的量或生成產(chǎn)物的量μmol/min2.國際單位a.在最適條件下（最適底物濃度、pH等），每分鐘轉(zhuǎn)化1μmol底物或生成1μmol產(chǎn)物所需的酶量為1個國際單位（1U）b.在最適條件下（最適底物濃度、pH等），每秒鐘能使1mol底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量為1Kat酶活力的表示方式（1）酶的轉(zhuǎn)化數(shù)（Kcat）：每一活性中心或每分子酶在單位時間內(nèi)所能轉(zhuǎn)化的底物分子數(shù)。（2）酶的比活力（U/mg蛋白）

4、：指每毫克蛋白所具有的活力單位數(shù)。（3）U/g酶制劑：表示酶制劑中的酶活大小。（4）U/mL酶液：表示液體酶中的酶活大小。（5）U/g鮮重或干重：表示某種材料中的酶活大小。酶活力的測定方法A.按原理分①終止法：將酶促反應(yīng)進行一定時間后終止反應(yīng)。②動力學(xué)法：用儀器檢測酶促反應(yīng)過程中光吸收、電位、黏度等的變化。B.按檢測手段分①直接測定法：直接檢測底物或產(chǎn)物的變化。②間接接測定法：將底物或產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定可檢測的物質(zhì)。③酶偶聯(lián)測定法：使用一指示酶，使第一個酶的產(chǎn)物轉(zhuǎn)變成可測定的新產(chǎn)物。產(chǎn)酶菌株的要求1.不是致病菌；2.菌株不易變異和退化；3.發(fā)酵周

5、期短，產(chǎn)酶量高；4.所產(chǎn)的酶易于分離和提??；5.對醫(yī)藥和食品用酶，還應(yīng)考慮安全性。菌種的篩選(1)含菌樣品的采集:根據(jù)目的酶作用的底物及特性。(2)富集:通過物理、化學(xué)或生物的方法使產(chǎn)目的酶微生物大量繁殖，以利篩選(3)產(chǎn)酶菌株的篩選:稀釋法和劃線法(4)菌株的優(yōu)化:提高產(chǎn)酶能力；減少或消滅共存的不需要的酶、色素或其他物質(zhì)；變產(chǎn)酶菌株的代謝，使目的酶成為組成型酶，消除代謝產(chǎn)物及終產(chǎn)物對酶的阻遏。⑸菌種的保存①低溫保藏②砂土保藏③液體石蠟油封法④冰凍干燥法微生物產(chǎn)酶的生產(chǎn)流程：菌種的活化→種子培養(yǎng)→發(fā)酵→酶的提取培養(yǎng)基：是人工配制的，適合微生物

6、生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。培養(yǎng)基的設(shè)計原則①選擇適宜的營養(yǎng)物質(zhì);②營養(yǎng)物的濃度及配比合適;③物理、化學(xué)條件適宜;④經(jīng)濟節(jié)約;⑤精心設(shè)計、試驗比較;設(shè)計培養(yǎng)基應(yīng)考慮的問題①培養(yǎng)基成分的來源及成本②水的質(zhì)量③通氣攪拌所需動力大?、馨l(fā)酵管理是否方便⑤能否使微生物生長良好且產(chǎn)酶量高⑥后處理的難易⑦所產(chǎn)的酶是組成型的還是誘導(dǎo)型的⑧酶的生成是否受分解代謝物和產(chǎn)物阻遏的影響pH影響微生物產(chǎn)酶原因：①影響細(xì)胞中各種酶的活性和目的酶的穩(wěn)定性；②影響細(xì)胞膜上的電荷；③影響培養(yǎng)基中某些成分分解和中間代謝產(chǎn)物的解離；④影響培養(yǎng)基的氧化還原狀態(tài)。液體深層培養(yǎng)法

7、1。優(yōu)點設(shè)備占地面積小；生產(chǎn)可以自動化；生產(chǎn)可以機械化。2.缺點需要高度凈化的無菌空氣；需要密閉良好的發(fā)酵罐；需要科學(xué)合理的管道安裝；需要消費大量的電力。提高酶產(chǎn)量的方法：常通過控制微生物的遺傳功能及控制培養(yǎng)環(huán)境，使某種酶或代謝產(chǎn)物過量生產(chǎn)1.選育優(yōu)良的產(chǎn)酶細(xì)胞株系a.篩選組成型酶生產(chǎn)菌株b.篩選抗分解代謝的突變株（分解代謝物阻遏）c.篩選抗反饋阻抑突變株（末端產(chǎn)物阻遏）2.添加產(chǎn)酶促進劑3.控制阻遏物的濃度酶生物合成的模式(1)同步合成型（生長偶聯(lián)型）-酶的合成與細(xì)胞生長同步(2)延續(xù)合成型-酶的合成伴隨著細(xì)胞生長而開始，在細(xì)胞生長進入平衡

8、期后，酶還可以延續(xù)合成一段時間。(3)中期和成型-酶的合成在細(xì)胞生長一段時間后才開始，而進入細(xì)胞平衡期之后，酶合成終止。(4)滯后合成型-酶開始合成及大量積累在細(xì)胞