酶工程知識(shí)要點(diǎn)

1、 酶的定義與分類(lèi)定義：酶是具有生物催化功能的生物大分子。分類(lèi)：蛋白類(lèi)酶（P酶）和核酸類(lèi)酶（R酶）2、 生物催化劑的特點(diǎn)①易失活（溫和性）：酶是由細(xì)胞產(chǎn)生的生物大分子，凡能使生物大分子變性的因素，如高溫、強(qiáng)堿、強(qiáng)酸、重金屬鹽等都能使酶失去催化活性。②高效性：反應(yīng)速度是無(wú)酶催化/普通人造催化劑催化反應(yīng)速度的106——1016倍。且無(wú)副反應(yīng)③專(zhuān)一性：酶對(duì)催化的反應(yīng)和反應(yīng)物（底物）有嚴(yán)格的選擇性，只能催化一種或一類(lèi)反應(yīng)，作用于一種或一類(lèi)物質(zhì)，而一般催化劑沒(méi)有這樣嚴(yán)格的選擇性。絕對(duì)專(zhuān)一性：一種酶只能催化一種底物進(jìn)行一種反應(yīng)，甚至只能作用于異構(gòu)體的一種（立體異構(gòu)專(zhuān)一性）相對(duì)專(zhuān)一性：一種酶能夠催化一類(lèi)結(jié)構(gòu)相似的底物進(jìn)行某種相同類(lèi)型的反應(yīng)。④可調(diào)節(jié)性：（1）酶濃度的可調(diào)性（誘導(dǎo)或抑制酶的合成；調(diào)節(jié)酶的降解）（2）通過(guò)激素調(diào)節(jié)酶活性（與細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)受體相結(jié)合）（3）反饋抑制調(diào)節(jié)酶活性（如終端產(chǎn)物抑制）（4）抑制劑和激活劑對(duì)酶活性影響（5）別構(gòu)調(diào)控、酶原的激活、共價(jià)修飾、同工酶等3、 米氏常數(shù)Km的意義Km值等于酶促反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時(shí)的底物濃度，單位是mol/L。意義：①Km是酶的特性常數(shù)：與pH、溫度、離子強(qiáng)度、酶及底物種類(lèi)有關(guān)，與酶濃度無(wú)關(guān)，可以鑒定酶。②可以判斷酶的專(zhuān)一性和天然底物。1/Km近似表示酶對(duì)底物的親和力：1/Km越大、親和力越大 Km較小者為主要底物③根據(jù)Km：判斷某［s］時(shí)v與Vmax的關(guān)系判斷抑制劑的類(lèi)型④Km可幫助判斷某代謝反應(yīng)的方向和途徑催化可逆反應(yīng)的酶對(duì)正/逆兩向底物Km不同4、 可逆抑制作用分類(lèi)、特點(diǎn)（書(shū)）P8（1）.不可逆抑制作用：抑制劑與酶的必需基團(tuán)以共價(jià)鍵結(jié)合而引起酶活力喪失，不能用透析、超濾等物理方法除去抑制劑而使酶復(fù)活。分為非專(zhuān)一性不可逆抑制劑，和專(zhuān)一性不可逆抑制劑。很多為劇毒物質(zhì)，如重金屬、有機(jī)磷、有機(jī)汞、有機(jī)砷、氰化物、青霉素、毒鼠強(qiáng)等。（2）、可逆抑制作用：抑制劑與酶以非共價(jià)鍵結(jié)合而引起酶活力降低或喪失，能用物理方法除去抑制劑而使酶復(fù)活。①競(jìng)爭(zhēng)性抑制：表觀Km增大Vmax不變；②非競(jìng)爭(zhēng)性抑制：表觀Km不變Vmax減??；③反競(jìng)爭(zhēng)性抑制：表觀Km減小Vmax減??；5、 蛋白類(lèi)酶（P酶）的分類(lèi)與命名（命名：課件）第1類(lèi)，氧化還原酶。其催化反應(yīng)通式為：AH2+B=A+BH2系統(tǒng)命名：“氫供體:氫受體氧化還原酶”被氧化的底物（AH2）為氫或電子供體，被還原的底物（B）為氫或電子受體。第2類(lèi)，轉(zhuǎn)移酶；其反應(yīng)通式為：AB+C=A+BC系統(tǒng)命名：“供體：受體某基團(tuán)轉(zhuǎn)移酶”L-丙氨酸+2-酮戊二酸=丙酮酸+L-谷氨酸第3類(lèi)，水解酶；其反應(yīng)通式為：AB+H2O=AOH+BH。系統(tǒng)命名：“底物發(fā)生水解作用的化學(xué)鍵位置水解酶”第4類(lèi)，裂合酶；其反應(yīng)通式為：AB=A+B一般裂合酶在裂解反應(yīng)方向只有一個(gè)底物，而在縮合反應(yīng)方向卻有兩個(gè)底物。催化底物裂解為產(chǎn)物后，產(chǎn)生一個(gè)雙鍵。系統(tǒng)命名：“底物-裂解的基團(tuán)-裂合酶”。第5類(lèi)，異構(gòu)酶；其反應(yīng)通式為：A=B。系統(tǒng)命名：異構(gòu)酶按照異構(gòu)化的類(lèi)型不同，分為6個(gè)亞類(lèi)。命名時(shí)分別在底物名稱(chēng)的后面加上異構(gòu)酶、消旋酶、變位酶、表異構(gòu)酶、順?lè)串悩?gòu)酶等。第6大類(lèi)，合成酶（或稱(chēng)連接酶）。系統(tǒng)命名：“兩個(gè)底物的名稱(chēng)連接酶。其反應(yīng)通式為：A+B+ATP=AB+ADP+Pi（或A+B+ATP=AB+AMP+PPi）6、 酶活力測(cè)定方法:快速簡(jiǎn)便準(zhǔn)確①據(jù)酶催化的專(zhuān)一性選擇適宜底物.②據(jù)酶動(dòng)力學(xué)性質(zhì)確定溫度,pH值，底物濃度，激活劑濃度等?③酶與底物混合均勻,記下反應(yīng)時(shí)間.④終止反應(yīng)：測(cè)定產(chǎn)物生成量或底物減少量7、 酶活力單位如何定義、相對(duì)酶活力定義常用的酶活力單位有三種：A.國(guó)際單位（IU）:在標(biāo)準(zhǔn)條件（25r、最適pH、最適底物濃度）下，酶每分鐘催化Immol底物轉(zhuǎn)化，這樣的速度所代表的酶的活力即酶的量定義為1個(gè)國(guó)際單位（IU）。B.Katal:在最適條件下，酶每秒鐘催化1mol底物轉(zhuǎn)化，這樣的速度所代表的酶的活力即酶的量定義為1個(gè)Kat。C.自定義的活力單位：習(xí)慣上將測(cè)定時(shí)使用的反應(yīng)速度的單位定義為酶的活力單位。8、 酶的比活力酶的比活力（純度）=酶活力/蛋白質(zhì)含量（mg蛋白/ml酶液）（比活力越高，酶純度也越好。表示酶制劑純度的一個(gè)指標(biāo)。）純化倍數(shù)二提純后比活力/提純前比活力（表示提純過(guò)程中純度提高的倍數(shù)。提純倍數(shù)越大，表示該方法純化效果越好。）總活力=酶活力單位數(shù)x酶液總體積回收率=提純后酶總活力/提純前酶總活力X100%。（表示提純過(guò)程中酶損失程度的大小?；厥章试礁?，損失越小。）提純倍數(shù)：表示方法的有效程度。（一個(gè)好的純化步驟是回收率較高，提純倍數(shù)也較大。）9、 酶生產(chǎn)的各種方法及優(yōu)缺點(diǎn)①提取分離法：采用各種提取分離技術(shù)從動(dòng)物、植物的組織、器官、細(xì)胞或微生物細(xì)胞中將酶提取出來(lái)，再進(jìn)行分離純化的技術(shù)過(guò)程。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備較簡(jiǎn)單，操作較方便。缺點(diǎn)：受生物資源，地理環(huán)境，氣候條件等影響②生物合成法：利用微生物細(xì)胞、植物細(xì)胞或動(dòng)物細(xì)胞的生命活動(dòng)而獲得人們所需酶的技術(shù)過(guò)程。優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)周期短，酶的產(chǎn)率高，不受生物資源、地理環(huán)境和氣候條件等影響。缺點(diǎn)：對(duì)發(fā)酵設(shè)備，工藝條件要求較高。③化學(xué)合成法：模擬酶一分子水平上模擬酶活性中心的結(jié)構(gòu)特征和催化作用機(jī)制，設(shè)計(jì)并合成的仿酶體系。優(yōu)點(diǎn)：酶的人工模擬和化學(xué)修飾，對(duì)認(rèn)識(shí)和闡明生物體的行為和規(guī)律，設(shè)計(jì)和合成具有酶的催化特點(diǎn)又克服酶的弱點(diǎn)的高效非酶催化劑缺點(diǎn)：成本高，酶的化學(xué)結(jié)構(gòu)已知。10、 酶合成的調(diào)節(jié)機(jī)制（）（1）轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)（2）轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工調(diào)節(jié)（3）翻譯水平的調(diào)節(jié)（4）翻譯產(chǎn)物的加工調(diào)節(jié)（5）酶降解的調(diào)節(jié)原核生物合成調(diào)節(jié)主要是轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)，分為以下三點(diǎn)：①酶合成的誘導(dǎo)：加進(jìn)某種物質(zhì)，使酶生物合成開(kāi)始或加速進(jìn)行。已知分解利用乳糖的酶有：。-半乳糖苷酶；阡半乳糖苷透過(guò)酶；硫代半乳糖苷轉(zhuǎn)乙酰酶。實(shí)驗(yàn)：（1）大腸桿菌生長(zhǎng)在葡萄糖培養(yǎng)基上時(shí)，細(xì)胞內(nèi)無(wú)上述三種酶合成；（2）大腸桿菌生長(zhǎng)在乳糖培養(yǎng)基上時(shí)，細(xì)胞內(nèi)有上述三種酶合成；（3）表明菌體生物合成的經(jīng)濟(jì)原則：需要時(shí)才合成。②末端產(chǎn)物阻遏：由某代謝途徑末端產(chǎn)物的過(guò)量累積引起的阻遏。實(shí)驗(yàn)：（1）大腸桿菌生長(zhǎng)在無(wú)機(jī)鹽和葡萄糖的培養(yǎng)基上時(shí)，檢測(cè)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(cè)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)了菌體生長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)原則:不需要就不合成。③分解代謝物阻遏：指細(xì)胞內(nèi)同時(shí)有兩種分解底物（碳源或氮源）存在時(shí)，利用快的那種分解底物會(huì)阻遏利用慢的底物的有關(guān)酶合成的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)：細(xì)菌在含有葡萄糖和乳糖的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，優(yōu)先利用葡萄糖。待葡萄糖耗盡后才開(kāi)始利用乳糖，產(chǎn)生了兩個(gè)對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期中間隔開(kāi)一個(gè)生長(zhǎng)延滯期的“二次生長(zhǎng)現(xiàn)象”11、 酶生物合成的模式（論述、圖文結(jié)合）比較酶產(chǎn)生與細(xì)胞生長(zhǎng)的關(guān)系，可把酶生物合成模式分成4種類(lèi)型：（1）同步合成型：酶的合成與細(xì)胞的生長(zhǎng)同步進(jìn)行。特點(diǎn)：（1）酶的生物合成可以誘導(dǎo)，不受分解代謝物阻遏和反應(yīng)產(chǎn)物阻遏；（2）當(dāng)除去誘導(dǎo)物或細(xì)胞進(jìn)入平衡期后，酶的合成立即停止；（3）酶所對(duì)應(yīng)的mRNA很不穩(wěn)定。（2） 延續(xù)合成型：酶的合成伴隨著細(xì)胞的生長(zhǎng)而開(kāi)始，生長(zhǎng)進(jìn)入平衡期后，酶又延續(xù)合成一段時(shí)間。特點(diǎn)：（1）酶的合成可以誘導(dǎo)，不受分解代謝物或產(chǎn)物的阻遏；（2）酶所對(duì)應(yīng)的mRNA相當(dāng)穩(wěn)定，在生長(zhǎng)平衡期后仍可繼續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間用于酶的合成。（3） 中期合成型：酶的合成在細(xì)胞生長(zhǎng)一段時(shí)間后才開(kāi)始，進(jìn)入平衡期后，酶的合成隨之停止。特點(diǎn)：（1）酶的合成受到反饋?zhàn)瓒?；?）所對(duì)應(yīng)的mRNA不穩(wěn)定。（4） 滯后合成型：當(dāng)細(xì)胞進(jìn)入平衡期后，才開(kāi)始并大量積累酶。特點(diǎn)：（1）在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期不合成酶（可能是受到分解代謝物阻遏的影響）；（2）所對(duì)應(yīng)的mRNA穩(wěn)定性高。c1)-5〉［￥M 1(in>(IVJ///■￡ x 一*. 時(shí)間th>二，二供WSS恭12、 影響酶生物合成的模式的主要因素是：（1）mRNA的穩(wěn)定性；（2）培養(yǎng)基中阻遏物存在與否。規(guī)律：（1）mRNA穩(wěn)定性高的，可在細(xì)胞停止生長(zhǎng)后繼續(xù)合成其所對(duì)應(yīng)的酶；（2）mRNA穩(wěn)定性差的，酶的合成隨著細(xì)胞停止生長(zhǎng)而終止；（3）受某些物質(zhì)阻遏的，需在細(xì)胞生長(zhǎng)一段時(shí)間或在平衡期后（解除阻遏），開(kāi)始合成酶。（4）不受某些物質(zhì)阻遏的，酶的合成隨著細(xì)胞生長(zhǎng)而同步增長(zhǎng)。13、 選擇最理想的酶合成模式——延續(xù)合成型14、 用于酶的生產(chǎn)的細(xì)胞必須具備的條件及各產(chǎn)酶微生物所產(chǎn)酶的類(lèi)型。酶的產(chǎn)量高（這是最基本、最重要的要求）2.容易培養(yǎng)和管理（對(duì)培養(yǎng)基和工藝條件沒(méi)有特別苛刻要求，易生長(zhǎng)繁殖，適應(yīng)性強(qiáng)，易于控制，便于管理。）3.產(chǎn)酶穩(wěn)定性好（穩(wěn)定產(chǎn)酶，不易退化）4.利于酶的分離純化（最好分泌胞外酶，產(chǎn)量高且易純化）5.安全可靠，無(wú)毒性（要求產(chǎn)酶細(xì)胞及其代謝產(chǎn)物安全無(wú)毒，不會(huì)對(duì)人體和環(huán)境產(chǎn)生不良影響，也不會(huì)對(duì)酶的應(yīng)用產(chǎn)生其他不良影響15、 培養(yǎng)基的配置有哪些因素、選擇原則所有發(fā)酵培養(yǎng)基都必須提供微生物生長(zhǎng)繁殖和產(chǎn)物合成所需的能源，包括碳源、氮源、無(wú)機(jī)元素、生長(zhǎng)因子及水、氧氣等。對(duì)于大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)，除考慮上述微生物的需要外，還必須重視培養(yǎng)基原料的價(jià)格和來(lái)源。①碳源：提供能量；構(gòu)成細(xì)胞，酶的重要組成元素?？紤]分解代謝物阻遏作用及酶生物合成誘導(dǎo)作用。原料來(lái)源，價(jià)格，對(duì)發(fā)酵工藝條件及酶的分離純化的影響等。②氮源：蛋白質(zhì)及核酸等組分的重要元素之一；各種酶分子的組成元素。有機(jī)氮：（異養(yǎng)型細(xì)胞，動(dòng)物細(xì)胞）無(wú)機(jī)氮：（自養(yǎng)型細(xì)胞，植物細(xì)胞）注意比例：銨鹽與硝酸鹽、碳元素與氮元素。③無(wú)機(jī)鹽：組成元素，調(diào)節(jié)pH值、滲透壓和氧化還原電位。④生長(zhǎng)因素。細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖所必需的微量有機(jī)化合物。一般添加含有多種生長(zhǎng)因素的天然原料的水解物：酵母膏，麥芽汁，麩皮水解液等。16、 溶解氧的調(diào)節(jié)控制方法1）調(diào)節(jié)通氣量：增大通氣量，提高溶氧速率。2）調(diào)節(jié)氧分壓：提高氧分壓，增加氧的溶解度，提高溶氧速率。3）調(diào)節(jié)氣液接觸時(shí)間：延長(zhǎng)氣液接觸時(shí)間（增設(shè)檔板），提高溶氧速率。4）調(diào)節(jié)氣液接觸面積：增加氣液接觸面積，提高溶氧速率。5）改變培養(yǎng)液性質(zhì)等來(lái)實(shí)現(xiàn)：改變培養(yǎng)液組分或濃度，降低粘度；設(shè)消泡裝置或消泡劑。17、提高酶產(chǎn)量的措施1.菌種選育（1）誘變育種①使誘導(dǎo)型變?yōu)榻M成型——選育組成型突變株②使阻遏型變?yōu)槿プ瓒粜停?）基因工程育種2.條件控制：（1）添加誘導(dǎo)物（2）控制阻遏物濃度（3）添加表面活性劑（增加細(xì)胞膜通透性，利于胞外酶分泌；提高酶穩(wěn)定性及催化能力。）（4）添加產(chǎn)酶促進(jìn)劑：作用機(jī)制不清18、細(xì)胞生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)細(xì)胞生長(zhǎng)速率與細(xì)胞濃度成正比：Rx=dX/dt=口X（u:比生長(zhǎng)速率）莫諾德方程： 'dtXKs+S只存在一種限制性基質(zhì)時(shí):Ks（莫諾德常數(shù)）：比生長(zhǎng)速率達(dá)到最大比生長(zhǎng)速率一半時(shí)的限制性基質(zhì)濃度。即呻0.5旦m時(shí)，S=Ks（S為限制性基質(zhì)濃度，Pm為最大生長(zhǎng)速率，當(dāng)S>>Ks時(shí)，4旦m；當(dāng)^=0.5Mm時(shí)，S=Ks）在穩(wěn)態(tài)時(shí)，游離細(xì)胞連續(xù)發(fā)酵的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)方程式為：Rx=dx/dt=（P-D）X D：稀釋率D=0，分批發(fā)酵;D<u,細(xì)胞生長(zhǎng)速率+，細(xì)胞濃度增加；D=u,細(xì)胞生長(zhǎng)速率0，細(xì)胞濃度恒定;D>u,細(xì)胞生長(zhǎng)速率-，細(xì)胞濃度下降,S升高,u回升；D>um,細(xì)胞濃度趨于零。19、 細(xì)胞產(chǎn)酶模式不同，產(chǎn)酶速率與細(xì)胞生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)關(guān)系也不同宏觀產(chǎn)酶動(dòng)力學(xué)公式：dE/dt=（aM+P）xX一細(xì)胞濃度；u一細(xì)胞比生長(zhǎng)速率；a一生長(zhǎng)偶聯(lián)的比產(chǎn)酶系數(shù)；p一非生長(zhǎng)偶聯(lián)的比產(chǎn)酶速率。細(xì)胞產(chǎn)酶模式不同，產(chǎn)酶速率與細(xì)胞生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)關(guān)系也不同同步合成型：生長(zhǎng)偶聯(lián)型p=0，dE/dt=aMX中期合成型：特殊生長(zhǎng)偶聯(lián)型p=0，dE/dt=aMX；有阻遏存在時(shí)，a=0，無(wú)酶產(chǎn)生dE/dt=0，阻遏解除后才開(kāi)始合成酶.滯后合成型：非生長(zhǎng)偶聯(lián)型a=0,dE/dt=pX延續(xù)合成型：部分生長(zhǎng)偶聯(lián)型，a尹0，p尹0 dE/dt=aMX+pX20、 固定化細(xì)胞產(chǎn)酶動(dòng)力學(xué)固定化細(xì)胞連續(xù)產(chǎn)酶動(dòng)力學(xué)公式：dX/dt=pgXg+（uf-D）XfD<uf,游離細(xì)胞濃度越來(lái)越高，直至平衡；SS''D>uf，游離細(xì)胞濃度越來(lái)越低，直達(dá)新的穩(wěn)態(tài);固定化細(xì)胞不受影響，故可在高稀釋率下連續(xù)發(fā)酵;D=uf,細(xì)胞濃度達(dá)動(dòng)態(tài)平衡.21、 固定化細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶的特點(diǎn)（1）提高產(chǎn)酶率：細(xì)胞密度增大---生化反應(yīng)加速---產(chǎn)酶率提高。（2）可以反復(fù)使用或連續(xù)使用較長(zhǎng)時(shí)間：不易脫落流失。（3）基因工程菌的質(zhì)粒穩(wěn)定，不易丟失。（4）發(fā)酵穩(wěn)定性好：細(xì)胞受載體保護(hù)，pH和T適應(yīng)性寬。（5）縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率。（6）產(chǎn)品容易分離純化。（7）適于胞外酶等胞外產(chǎn)物的生產(chǎn)。22、 固定化細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶的工藝條件控制：與游離細(xì)胞發(fā)酵大同小異，需特別注意的幾個(gè)問(wèn)題：（一）固定化細(xì)胞的預(yù)培養(yǎng)：先預(yù)培養(yǎng)，使固定在載體上的細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖，長(zhǎng)好后，再用于發(fā)酵產(chǎn)酶，其培養(yǎng)基和工藝條件可以相同或不同。（二）溶解氧的供給：由于受到載體的影響，使氧的供給成為主要的限制性因素。解決辦法：（1）加大通氣量（強(qiáng)烈攪拌會(huì)破壞固定化細(xì)胞）；（2）改變固定化載體，如少用瓊脂等對(duì)氧擴(kuò)散不利的載體；（3）過(guò)氧化氫酶與細(xì)胞共固定化，培養(yǎng)基加入適量的H2O2；（4）降低培養(yǎng)基的濃度，以降低培養(yǎng)基的粘度。（三）溫度的控制：連續(xù)發(fā)酵時(shí)，由于稀釋率較高，反應(yīng)器內(nèi)溫度變化較大，先預(yù)調(diào)流加液溫度。（四）培養(yǎng)基成份的控制：某些固定化載體的結(jié)構(gòu)會(huì)受到某些成份的影響，如過(guò)量的磷酸鹽會(huì)破壞海澡酸鈣凝膠制備的固定化細(xì)胞。23、 固定化原生質(zhì)體的特點(diǎn)1.變胞內(nèi)產(chǎn)物為胞外產(chǎn)物；2.提高產(chǎn)酶率；3.穩(wěn)定性較好；4.易于分離純化。24、 固定化原生質(zhì)體發(fā)酵產(chǎn)酶的工藝條件及其控制1.滲透壓的控制；2.防止細(xì)胞壁的再生；3.保證原生質(zhì)體的濃度。25、 植物細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn)1）提高產(chǎn)率：紫草細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)紫草寧，比產(chǎn)率（mg/d.g）提高830倍。2）縮短周期：生產(chǎn)周期一般15-30天。3）易于管理，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度：在人工控制條件的生物反應(yīng)器中生產(chǎn)。4） 提高產(chǎn)品質(zhì)量：主要產(chǎn)物產(chǎn)率高，雜質(zhì)較少，減少有害物質(zhì)污染，產(chǎn)物易于分離純化。5） 其他:注意光照，對(duì)前切力敏感.26、 細(xì)胞破碎方法及其原理機(jī)械破碎：通過(guò)機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的剪切力，使組織、細(xì)胞破碎。方法有：搗碎法、研磨法、勻漿法。物理破碎：通過(guò)各種物理因素的作用，使組織、細(xì)胞的外層結(jié)構(gòu)破壞，而使細(xì)胞破碎。方法有：溫度差破碎法、壓力差破碎法、超聲波破碎法?；瘜W(xué)破碎：通過(guò)各種化學(xué)試劑對(duì)細(xì)胞膜的作用，而使細(xì)胞破碎。方法有：有機(jī)溶劑：甲苯、丙酮、丁醇、氯仿;表面活性劑：Triton、Tween。酶促破碎：通過(guò)細(xì)胞本身的酶系或外加酶制劑的催化作用，使細(xì)胞外層結(jié)構(gòu)受到破壞，而達(dá)到細(xì)胞破碎。方法有：自溶法、外加酶制劑法27、 細(xì)胞破碎確認(rèn)1.直接測(cè)定破碎前后的細(xì)胞數(shù)2.測(cè)定導(dǎo)電率。3.測(cè)定釋放的蛋白質(zhì)量或酶活力。28、 鹽溶:大多數(shù)蛋白類(lèi)酶都溶于水，而且在低濃度的鹽存在的條件下，酶的溶解度隨鹽濃度的升高而增加，這稱(chēng)為鹽溶現(xiàn)象。鹽析：在鹽濃度達(dá)到某一界限后，酶的溶解度隨鹽濃度升高而降低，這稱(chēng)為鹽析現(xiàn)象。29、 影響酶提取的主要因素1溫度：不影響酶活性條件下適當(dāng)提高溫度。2pH值：避開(kāi)酶的等電點(diǎn)，不宜過(guò)高及過(guò)低。3提取液體積：過(guò)量提取液不利于分離純化，為原料體積3-5倍。4其他：顆粒小，適當(dāng)攪拌，適當(dāng)延長(zhǎng)提取時(shí)間等可以提高提取率。適當(dāng)加入某些保護(hù)劑：底物、輔酶、抗氧化劑等。30、 沉淀分離方法（1） 鹽析沉淀法：利用不同蛋白質(zhì)在不同的鹽濃度條件下溶解度不同的特性，通過(guò)在酶液中添加一定濃度的中性鹽，使酶或雜質(zhì)從溶液中析出沉淀，從而使酶與雜質(zhì)分離（2） 等電點(diǎn)沉淀法（沉淀不完全，常聯(lián)合其他方法）利用兩性電解質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)溶解度最低，以及不同的兩性電解質(zhì)有不同的等電點(diǎn)這一特性，通過(guò)調(diào)節(jié)溶液的pH值，使酶或雜質(zhì)沉淀析出，從而使酶與雜質(zhì)分離（3） 有機(jī)溶劑沉淀法：利用酶與其它雜質(zhì)在有機(jī)溶劑中的溶解度不同，通過(guò)添加一定量的某種有機(jī)溶劑，使酶或雜質(zhì)沉淀析出，從而使酶與雜質(zhì)分離（4） 復(fù)合沉淀法：在酶液中加入某些物質(zhì)，使它與酶形成復(fù)合物而沉淀下來(lái)，從而使酶與雜質(zhì)分離（5） 選擇性變性沉淀法：選擇一定的條件使酶液中存在的某些雜質(zhì)變性沉淀，而不影響所需的酶，從而使酶與雜質(zhì)分離

31、酶的主要提取方法提取方法使用的溶劑或溶液提取對(duì)象鹽溶液提取0.02?0.5mol/L的鹽溶液用于提取在低濃度鹽溶液中溶解度較大的酶酸溶液提取PH2?6的水溶液用于提取在稀酸溶液中溶解度大，且穩(wěn)定性較好的酶堿溶液提取PH8?12的水溶液用于提取在稀堿溶液中溶解度大且穩(wěn)定性較好的酶有機(jī)溶劑提取可與水混溶的有機(jī)溶劑用于提取那些與脂質(zhì)結(jié)合牢固或含有較多非極性基團(tuán)的酶［的分類(lèi)與類(lèi)別截留的顆粒大小主要物質(zhì)過(guò)濾介質(zhì)粗濾>2um酵母*3菌、動(dòng)植物細(xì)胞、固形物濾紙、濾布、纖維、多孔陶瓷微濾0.2—2um細(xì)菌、灰塵微濾膜超濾20A—々0.2urn病毒、生物大分子超濾膜反滲透<20A生物小分子、鹽、離子反滲透膜32、層析分離方法層析技術(shù)，亦稱(chēng)色譜技術(shù),它是利用混合物中各組分的物理化學(xué)性質(zhì)的差別（分子大小和形狀、極性、吸附力、親和力、分配系數(shù)），使各組分以不同比例分布在兩個(gè)相中，其中一個(gè)相為固定的（稱(chēng)為固定相），另一個(gè)相則流過(guò)此固定相（稱(chēng)為流動(dòng)相）并使各組分以不同速度移動(dòng)，從而達(dá)到分離。吸附層析：利用吸附劑對(duì)不同物質(zhì)的吸附力不同而使混合物中各組分分離。分配層析：利用各組分在兩相中的分配系數(shù)不同，而使各組分分離。離子交換層析：利用離子交換劑上的可解離基團(tuán)（活性基團(tuán)）對(duì)各種離子的親和力不同而達(dá)到分離目的。凝膠層析：以各種多孔凝膠為固定相，利用流動(dòng)相中所含各種組分的相對(duì)分子質(zhì)量不同而達(dá)到物質(zhì)分離。親和層析:利用生物分子與配基之間所具有的專(zhuān)一而又可逆的親和力，使生物分子分離純化。層析聚焦:將酶等兩性物質(zhì)的等電點(diǎn)特性與離子交換層析的特性結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)組分分離33、SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳原理：SDS是一種陰離子去污劑，帶有大量負(fù)電荷，與蛋白質(zhì)結(jié)合后使蛋白質(zhì)所帶負(fù)電荷大大超過(guò)了天然蛋白質(zhì)原有的負(fù)電荷，因而消除或掩蓋了不同種類(lèi)蛋白質(zhì)間原有電荷的差異。SDS破壞蛋白質(zhì)氫鍵、疏水鍵，巰基乙醇使二硫鍵打開(kāi)，引起蛋白質(zhì)構(gòu)象改變，使蛋白質(zhì)-SDS復(fù)合物形狀近似橢圓形，短軸相同，長(zhǎng)軸與蛋白質(zhì)分子量成正比。因此，蛋白質(zhì)一SDS復(fù)合物在凝膠中的遷移率不受蛋白質(zhì)原有電荷和形狀的影響，只與橢圓棒長(zhǎng)度（蛋白質(zhì)分子量）有關(guān)。34、 雙水相萃?。ˋTPE）原理、優(yōu)勢(shì)總結(jié)萃取原理：聚合物的不相溶性：當(dāng)兩種高分子聚合物之間存在相互排斥作用時(shí)，由于相對(duì)分子質(zhì)量較大，分子間的相互排斥作用與混合過(guò)程的熵增加相比占主導(dǎo)地位，一種聚合物分子的周?chē)鷮⒕奂N分子而排斥異種分子，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，即形成分別富含不同聚合物的兩相。這種含有聚合物分子的溶液發(fā)生分相的現(xiàn)象稱(chēng)為聚合物的不相溶性。雙水相的優(yōu)勢(shì)：（1）含水量高（70%--90%），在接近生理環(huán)境的體系中進(jìn)行萃取，不會(huì)引起生物活性物質(zhì)失活或變性；（2）可以直接從含有菌體的發(fā)酵液和培養(yǎng)液中提取所需的蛋白質(zhì)（或者酶），還能不經(jīng)過(guò)破碎直接提取細(xì)胞內(nèi)酶，省略了破碎或過(guò)濾等步驟；（3）分相時(shí)間短，自然分相時(shí)間一般為5min?15min；（4）不存在有機(jī)溶劑殘留問(wèn)題，高聚物一般是不揮發(fā)物質(zhì)，對(duì)人體無(wú)害；（5）大量雜質(zhì)可與固體物質(zhì)一同除去；（6）易于工藝放大和連續(xù)操作，與后續(xù)提純工序可直接相連接，無(wú)需進(jìn)行特殊處理；（7）操作條件溫和，整個(gè)操作過(guò)程在常溫常壓下進(jìn)行；（8）親和雙水相萃取技術(shù)可以提高分配系數(shù)和萃取的選擇性。35、 超臨界流體（常用CO2）特性、原理特性：超臨界流體物理特性和傳質(zhì)特性介于液體和氣體之間：密度比氣體大得多，具有和液體同樣的溶解能力；擴(kuò)散系數(shù)接近氣體，黏度大大低于液體的。這種流體兼有氣液兩重性的特點(diǎn)，它既有與氣體相當(dāng)?shù)母邼B透能力和低的粘度，又兼有與液體相近的密度和對(duì)許多物質(zhì)優(yōu)良的溶解能力。原理：溶質(zhì)在某溶劑中的溶解度與溶劑的密度呈正相關(guān)，SCF也與此類(lèi)似。因此，通過(guò)改變壓力和溫度，改變SCF的密度，便能溶解許多不同類(lèi)型的物質(zhì)，達(dá)到選擇性地提取各種類(lèi)型化合物的目的。36、 反膠束萃取優(yōu)點(diǎn)1）萃取率和反萃取率高。2）分離濃縮同時(shí)進(jìn)行，溶劑可反復(fù)利用。3）解決胞內(nèi)酶在非細(xì)胞環(huán)境中迅速失活問(wèn)題。4）破壁功能，直接從完整細(xì)胞提取酶蛋白。5）成本低。37、 金屬離子置換修飾定義把酶分子中的金屬離子換成另一種金屬離子，使酶的特性和功能發(fā)生改變的修飾方法稱(chēng)為金屬離子置換修飾。38、 金屬離子置換修飾的過(guò)程酶的分離純化：首先將欲進(jìn)行修飾的酶經(jīng)過(guò)分離純化，除去雜質(zhì)，獲得具有一定純度的酶液。2.除去原有的金屬離子：在經(jīng)過(guò)純化的酶液中加入一定量的金屬螯合劑，如乙二胺四乙酸（EDTA）等，使酶分子中的金屬離子與EDTA等形成螯合物。通過(guò)透析、超濾、分子篩層析等方法，將EDTA-金屬螯合物從酶液中除去。此時(shí)，酶往往成為無(wú)活性狀態(tài)。3.加入置換離子：于去離子的酶液中加入一定量的另一種金屬離子，酶蛋白與新加入的金屬離子結(jié)合，除去多余的置換離子，就可以得到經(jīng)過(guò)金屬離子置換后的酶。4.注意：金屬離子置換修飾只適用于那些在分子結(jié)構(gòu)中本來(lái)含有金屬離子的酶。用于金屬離子置換修飾的金屬離子，一般都是二價(jià)金屬離子。39、 金屬離子置換修飾作用1.闡明金屬離子對(duì)酶催化作用的影響。2.提高酶的催化效率：雜離子型的a-淀粉酶換成鈣離子型，提高活力。3.增強(qiáng)酶的穩(wěn)定性：Fe-SOD——Mn—SOD,提高穩(wěn)定性。4.改變酶的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)：最適pH,米氏常數(shù)等的改變。40、 大分子結(jié)合修飾過(guò)程、作用定義：采用水溶性大分子與酶的側(cè)鏈基團(tuán)共價(jià)結(jié)合，使酶分子的空間構(gòu)象發(fā)生改變，從而改變酶的特性與功能的方法。（應(yīng)用廣）大分子修飾（共價(jià)）的過(guò)程：（1）修飾劑的選擇：大分子結(jié)合修飾采用的修飾劑是水溶性大分子。例如，聚乙二醇、右旋糖酐、蔗糖聚合物、葡聚糖、環(huán)狀糊精、肝素、羧甲基纖維素、聚氨基酸等。（聚乙二醇是線(xiàn)性分子，具有良好的生物相容性和水溶性，在體內(nèi)無(wú)毒性、無(wú)殘留、無(wú)免疫原性，并可消除酶的抗原性，使其末端活化后可以與酶產(chǎn)生交聯(lián)，因而，它被廣泛用于酶的修飾。）（2）修飾劑的活化：作為修飾劑中含有的基團(tuán)往往不能直接與酶分子的基團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)而結(jié)合在一起。在使用之前一般需要經(jīng)過(guò)活化，然后才可以與酶分子的某側(cè)鏈基團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)。（3）修飾：將帶有活化基團(tuán)的大分子修飾劑與經(jīng)過(guò)分離純化的酶液，以一定的比例混合，在一定的溫度、pH值等條件下反應(yīng)一段時(shí)間，使修飾劑的活化基團(tuán)與酶分子的某側(cè)鏈基團(tuán)以共價(jià)鍵結(jié)合，對(duì)酶分子進(jìn)行修飾。（4）分離：需要通過(guò)凝膠層析等方法進(jìn)行分離，將具有不同修飾度的酶分子分開(kāi)，從中獲得具有較好修飾效果的修飾酶。41、 酶分子物理修飾：定義:通過(guò)各種物理方法使酶分子的空間構(gòu)象發(fā)生某些改變，從而改變酶的催化特性的方法。特點(diǎn)：在于不改變酶的組成單位及其基團(tuán)，酶分子中的共價(jià)鍵不發(fā)生改變，只是在物理因素的作用下，副鍵發(fā)生某些變化和重排。42、 酶修飾后的性質(zhì)變化（1）熱穩(wěn)定性：一般來(lái)說(shuō)，熱穩(wěn)定性有較大的提高。（2）抗原性：比較公認(rèn)的是PEG和人血清白蛋白在消除酶的抗原性上效果比較明顯。（3）各類(lèi)失活因子的抵抗力：修飾酶對(duì)蛋白酶、抑制劑均有一定的抵抗能力，從而提高其穩(wěn)定性。（4）半衰期：一般在體內(nèi)的半衰期得到有效延長(zhǎng)。由于酶分子經(jīng)修飾后，增強(qiáng)對(duì)熱、蛋白酶、抑制劑等的穩(wěn)定性，從而延長(zhǎng)了在體內(nèi)的半衰期。（5）最適pH：大部分酶經(jīng)化學(xué)修飾后，酶的最適pH發(fā)生了變化，這種變化在應(yīng)用研究上有時(shí)具有重要意義。修飾酶最適pH更接近于生理環(huán)境，在臨床應(yīng)用上有較大意義。（6）Km的變化：大多數(shù)酶經(jīng)修飾后，Vm沒(méi)有明顯變化，但有些酶經(jīng)修飾后，Km值變大。43、 氨基酸置換修飾定義、作用定義：將酶分子肽鏈上的某一個(gè)氨基酸置換成另一個(gè)氨基酸，從而改變酶的催化特性的修飾方法。作用：1.提高酶的催化效率：酪氨酰-tRNA合成酶，催化效率提高25倍。2.增強(qiáng)酶的穩(wěn)定性：T4溶菌酶，熱穩(wěn)定性提高。3.改變酶的專(zhuān)一性：枯草桿菌蛋白酶。修飾后，該酶失去對(duì)蛋白質(zhì)和多肽的水解能力，卻出現(xiàn)了催化硝基苯酯等底物水解的活性。44、 固定化酶定義、優(yōu)缺點(diǎn)定義：在一定空間內(nèi)呈閉鎖狀態(tài)存在的酶，能連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的酶可回收重復(fù)使用；固定化酶優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)（1）提高酶穩(wěn)定性；（2）可反復(fù)或連續(xù)使用，酶的使用效率提高，成本降低；（3）易于和反應(yīng)產(chǎn)物分開(kāi)，產(chǎn)物溶液無(wú)酶殘留，簡(jiǎn)化提純工藝,增加產(chǎn)物收率，提高產(chǎn)物質(zhì)量；（4）酶反應(yīng)過(guò)程可嚴(yán)格控制；（5）較游離酶更適合多酶反應(yīng)。缺點(diǎn)：（1）固定化時(shí)酶活有損失；（2）增加了生產(chǎn)初始成本；（3）只能用于可溶底物且較小分子；（4）與完整菌體相比不適宜于多酶反應(yīng)；（5）胞內(nèi)酶需分離。制備原則：（1）維持酶的催化活性及專(zhuān)一性；（2）有利于生產(chǎn)自動(dòng)化、連續(xù)化；（3）應(yīng)有最小的空間位阻；（4）酶與載體必須結(jié)合牢固；（5）應(yīng)有最大穩(wěn)定性，載體不與廢物、產(chǎn)物或反應(yīng)液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；（6）成本要低。45、 酶固定化的方法每種方法及優(yōu)缺點(diǎn)酶的固定化:將酶固定在水不溶性載體上，制備成固定化酶的過(guò)程1.吸附法：利用各種固體吸附劑將酶或含酶菌體吸附在其表面上而使酶固定的方法。固體吸附劑:活性炭、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃等。特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，條件溫和，不會(huì)引起酶變性失活，載體廉價(jià)易得，可反復(fù)使用;物理吸附結(jié)合能力弱，酶與載體結(jié)合不牢固易脫落.2.包埋法：將酶或含酶菌體包埋在各種多孔載體中的固定化方法。多孔載體：瓊脂、海藻酸鈉、角叉菜膠、明膠、聚酰胺、火棉膠等。①凝膠包埋法：將酶或含酶菌體包埋在各種凝膠內(nèi)部的微孔中。不適用于底物或產(chǎn)物分子很大的酶類(lèi)的固定化;天然凝膠：條件溫和，操作簡(jiǎn)便，對(duì)酶活影響小，強(qiáng)度較差。合成凝膠：強(qiáng)度高，耐溫度、pH值變化強(qiáng)，因需聚合反應(yīng)而使部分酶變性失活②半透膜包埋法：將酶包埋在由各種高分子聚合物制成的小球內(nèi)，制定固定化酶。底物和產(chǎn)物都是小分子物質(zhì)的酶結(jié)合法：選擇適宜的載體，使之通過(guò)共價(jià)鍵或離子鍵（非共價(jià)?。┡c酶結(jié)合在一起的固定化方法?；盍p失少，結(jié)合力較弱，條件（pH值和離子強(qiáng)度）改變時(shí)，酶易脫落。①離子鍵結(jié)合法：通過(guò)離子鍵使酶與載體結(jié)合。特點(diǎn)：活力損失少；結(jié)合力較弱，條件（pH值和離子強(qiáng)度）改變時(shí)，酶易脫落。②共價(jià)鍵結(jié)合法：通過(guò)共價(jià)鍵將酶與載體結(jié)合。特點(diǎn):結(jié)合很牢固，酶可連續(xù)使用較長(zhǎng)時(shí)間；操作復(fù)雜，共價(jià)結(jié)合可能影響酶的空間構(gòu)象而影響酶的催化活性。交聯(lián)法：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)。雙功能試劑:戊二醛、己二胺、雙偶氮苯等。特點(diǎn):結(jié)合牢固，可以長(zhǎng)時(shí)間使用；因交聯(lián)反應(yīng)激烈，酶分子多個(gè)基團(tuán)被交聯(lián)，酶活損失大，顆粒較小，使用不便。5.熱處理：在一定溫度下加熱處理一段時(shí)間，使酶固定在菌體體內(nèi)。熱穩(wěn)定性較好的酶的固定化，要嚴(yán)格控制加熱及其時(shí)間46、 穩(wěn)定性比游離酶的好，體現(xiàn)在：①對(duì)熱的穩(wěn)定性提高，可以耐受較高的溫度②保存穩(wěn)定性好，保存時(shí)間延長(zhǎng)③對(duì)蛋白酶的抵抗性增強(qiáng)，不易被蛋白酶水解④對(duì)變性劑（如尿素、有機(jī)溶劑、鹽酸胍等）的耐受性提高，保留較高酶活⑤對(duì)酶抑制劑、對(duì)不同pH穩(wěn)定性提高.47、 固定化酶的特性1、穩(wěn)定性2、最適溫度3、最適pH4、底物特異性48、 氨基酰化酶：世界上第一種工業(yè)化生產(chǎn)的固定化酶。葡萄糖異構(gòu)酶：世界上生產(chǎn)規(guī)模最大的固定化酶。49、 固定化原生質(zhì)體的特點(diǎn)：（1）解除了細(xì)胞壁這一擴(kuò)散障礙，增加細(xì)胞膜通透性，利于氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的傳遞和吸收，也利于胞內(nèi)物質(zhì)的分泌，可顯著提高產(chǎn)率。（2）由于有載體的保護(hù)，具有較好的操作穩(wěn)定性和保存穩(wěn)定性，可反復(fù)使用和連續(xù)使用較長(zhǎng)時(shí)間，利于連續(xù)化生產(chǎn)。（3）易于和發(fā)酵產(chǎn)物分開(kāi)，利于產(chǎn)品的分離純化，提高產(chǎn)品質(zhì)量。（4）需要添加滲透壓穩(wěn)定劑，保持其穩(wěn)定性。50、 酶的非水相催化的定義及主要內(nèi)容定義：酶在非水介質(zhì)中進(jìn)行的催化作用。主要內(nèi)容：一、有機(jī)介質(zhì)中的酶催化：適用于底物、產(chǎn)物兩者或其中之一為疏水性物質(zhì)的酶催化作用。酶在有機(jī)介質(zhì)中由于能夠基本保持其完整的結(jié)構(gòu)和活性中心的空間構(gòu)象，所以能夠發(fā)揮其催化功能。二、氣相介質(zhì)中的酶催化：適用于底物是氣體或者能夠轉(zhuǎn)化為氣體的物質(zhì)的酶催化反應(yīng)。三、超臨界介質(zhì)中的酶催化：對(duì)酶結(jié)構(gòu)、催化無(wú)影響。具有良好化學(xué)穩(wěn)定性，對(duì)設(shè)備沒(méi)腐蝕。臨界溫度不能太高。廉價(jià)宜得。四、離子液介質(zhì)中的酶催化：酶在離子液中的催化作用具有良好的穩(wěn)定性和區(qū)域選擇性、立體選擇性、鍵選擇性等顯著特點(diǎn)51、 有機(jī)介質(zhì)反應(yīng)體系種類(lèi)、各自構(gòu)成1.微水介質(zhì)體系（非極性有機(jī)溶劑酶懸浮體系）:有機(jī)溶劑和微量的水組成的反應(yīng)體系，是有機(jī)介質(zhì)酶催化中廣泛應(yīng)用的一種反應(yīng)體系。用非極性有機(jī)溶劑取代所有的大量水，使固體酶懸浮在有機(jī)相中。但仍然含有必需的結(jié)合水以保持酶的催化活性。2.與水溶性有機(jī)溶劑組成的均一體系：水和極性較大的有機(jī)溶劑互相混容組成的反應(yīng)體系。酶、底物和產(chǎn)物都能溶解在這種體系中。極性較大的有機(jī)溶劑對(duì)酶活性影響大，能用于該體系的酶少。辣根過(guò)氧化物酶催化酚類(lèi)或芳香胺類(lèi)聚合。3.與水不溶性有機(jī)溶劑組成的兩相或多相反應(yīng)體系：水和疏水性較強(qiáng)的有機(jī)溶劑組成的兩相或多相反應(yīng)體系。游離酶、親水性底物或產(chǎn)物溶于水相，疏水底物或產(chǎn)物溶于有機(jī)相。應(yīng)用不廣泛。4.正膠束體系：在大量水溶液中含有少量與水不相混溶的有機(jī)溶劑，加入表面活性劑后形成的水包油的微小液滴。極性頭部向外，與水結(jié)合；疏水尾部向內(nèi)，形成一個(gè)非極性的核心。酶在膠束外面（水相），疏水底物或產(chǎn)物在膠束內(nèi)部，反應(yīng)在兩相界面。在有機(jī)相酶反應(yīng)中用得最多的是陰離子表面活性劑：AOT，其化學(xué)名為丁二酸-2-乙基酯磺酸鈉。5.反膠束體系：在大量與水不相混容的有機(jī)溶劑中，含有少量的水溶液，加入表面活性劑后形成的油包水的微小液滴。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。酶分子在反膠束內(nèi)部的水溶液，疏水性底物或產(chǎn)物在反膠束外部，反應(yīng)在兩相界面。52、 酶在有機(jī)介質(zhì)中的催化特性有哪幾點(diǎn)？（1）底物專(zhuān)一性。在有機(jī)介質(zhì)中，由于酶分子活性中心的結(jié)合部位與底物之間的結(jié)合狀態(tài)發(fā)生某些變化，使酶的底物特異性發(fā)生改變。（2）對(duì)映體選擇性。是酶在對(duì)稱(chēng)的外消旋化合物中識(shí)別一種異構(gòu)體能力大小的指標(biāo)。立體選擇系數(shù)越大，對(duì)映體選擇性越強(qiáng)。酶在水溶液中催化的對(duì)映體選擇性較強(qiáng)，而在疏水性強(qiáng)的有機(jī)介質(zhì)中較差。（3）區(qū)域選擇性。酶能夠選擇底物分子中某一區(qū)域的基團(tuán)優(yōu)先進(jìn)行反應(yīng)。（4）鍵選擇性。在同一底物分子中有2種以上的化學(xué)鍵都可以與酶反應(yīng)，酶對(duì)其中一種化學(xué)鍵優(yōu)先進(jìn)行反應(yīng)。（5）熱穩(wěn)定性。許多酶在有機(jī)介質(zhì)中的熱穩(wěn)定性比在水溶液中更好；且隨著介質(zhì)中水含量的增加，熱穩(wěn)定性降低。（6）pH值特性。在有機(jī)介質(zhì)反應(yīng)中，酶所處的pH環(huán)境與酶在凍干或吸附到載體之前所使用的緩沖液PH值相同，這種現(xiàn)象稱(chēng)為pH印記。53、 有機(jī)溶劑對(duì)酶催化有何影響。有機(jī)溶劑對(duì)酶結(jié)構(gòu)與功能的影響：①對(duì)酶分子表面結(jié)構(gòu)的影響。有機(jī)溶劑結(jié)合到酶分子上，改變酶分子結(jié)構(gòu)。②對(duì)酶活性中心結(jié)合位點(diǎn)的影響。有機(jī)溶劑結(jié)合到活性中心，與底物競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合位點(diǎn)，降低底物結(jié)合能力。2.有機(jī)溶劑對(duì)酶活性的影響。極性較強(qiáng)的有機(jī)溶劑，如甲醇，乙醇等，會(huì)奪取酶分子的結(jié)合水，影響酶分子微環(huán)境的水化層，從而降低酶的催化活性，甚至引起酶的變性失活。LgP：極性系數(shù)，表示有機(jī)溶劑極性強(qiáng)弱（P指溶劑在正辛烷與水兩相分配系數(shù)）。極性系數(shù)越小，極性越強(qiáng)。LgP<2不適宜。3.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)。54、 有機(jī)介質(zhì)中酶催化反應(yīng)的條件及其控制反應(yīng)類(lèi)型：合成反應(yīng)、轉(zhuǎn)移反應(yīng)、醇解反應(yīng)、氨解反應(yīng)、異構(gòu)反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、裂合反應(yīng)。主要應(yīng)控制的條件：（一）酶的選擇：1.酶種類(lèi)的選擇：脂肪酶、蛋白酶、次黃嘌吟氧化酶、過(guò)氧化氫酶，過(guò)氧化物酶等。2.酶形式的選擇：①酶粉；②化學(xué)修飾酶；③固定化酶：（二）底物的選擇和濃度控制：1.根據(jù)酶在有機(jī)介質(zhì)中的底物專(zhuān)一性選擇適宜底物；底物在有機(jī)溶劑和必需水層的分配情況.3.高濃度底物抑制作用（三）有機(jī)溶劑的選擇：1、有機(jī)溶劑疏水性強(qiáng)：底物難于從有機(jī)溶劑進(jìn)入必需水層，酶中心結(jié)合的底物濃度低，反應(yīng)速度下降。2、有機(jī)溶劑極性強(qiáng)：奪取酶分子表面結(jié)合水，影響酶分子結(jié)構(gòu)；疏水性底物溶解度低，底物濃度降低，反應(yīng)速度下降。（四）水含量的控制：水含量低，反應(yīng)速度隨水含量升高而增大；達(dá)到最適水含量，反應(yīng)速度最大；超過(guò)最適水含量，反應(yīng)速度降低。最適水含量與溶劑極性有關(guān)；極性增大，最適水含量也增大。（五）溫度控制：微水有機(jī)介質(zhì)中，由于水含量低，酶的熱穩(wěn)定性增強(qiáng)，最適溫度高于水溶液。（六）pH值控制：酶分子從緩沖液轉(zhuǎn)到有機(jī)質(zhì)時(shí)，pH狀態(tài)不變（pH記憶），凍干過(guò)程pH狀態(tài)有變化。1.凍干之前的保護(hù)措施:選擇合適緩沖液；冷凍干燥保護(hù)劑（蔗糖，甘露醇）2.保證最佳解離狀態(tài)：凍干之前或催化過(guò)程采取保護(hù)措施，如凍干之前緩沖液加冠醚（a-胰蛋白酶活力提高426倍）3.有機(jī)相緩沖液（七）離子強(qiáng)度55、 手性藥物兩種對(duì)映體的藥理作用；手性化合物：是指化學(xué)組成相同，而其立體結(jié)構(gòu)互為對(duì)映體的兩種異構(gòu)體化合物。類(lèi)型：（1）一種對(duì)映體有顯著療效，另一種對(duì)映體療效很弱或者沒(méi)有療效。如，萘普生（S比R高28倍）（2）一種對(duì)映體有療效，另一種卻有不良反應(yīng)。如，反應(yīng)停（S鎮(zhèn)靜，R致畸）（3）兩種對(duì)映體療效相反。如，5-（二甲丁基）-5-乙基巴比妥（左旋鎮(zhèn)靜，右旋興奮）4）兩種對(duì)映體具有各自不同的療效。如喘速寧（S擴(kuò)張支氣管,R抑制血小板凝集）（5）兩種對(duì)映體作用互補(bǔ)。如,心得安（S阻斷8受體,R抑制鈉離子通道）56、 酶反應(yīng)器的類(lèi)型及優(yōu)缺點(diǎn)一、攪拌罐型：①分批攪拌罐式反應(yīng)器，適用的酶：游離酶、固定化酶。優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備簡(jiǎn)單，操作容易，酶與底物混合較均勻，傳質(zhì)阻力較小，反應(yīng)比較完全，反應(yīng)條件容易調(diào)節(jié)控制。缺點(diǎn)是：游離酶難以回收；固定化酶經(jīng)反復(fù)回收使用時(shí)，易失去活性，故在工業(yè)生產(chǎn)中，間歇式酶反應(yīng)器很少用于固定化酶，但常用于游離酶。②連續(xù)攪拌罐式反應(yīng)器，適用的酶：固定化酶。優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、反應(yīng)條件容易調(diào)節(jié)控制、底物與固定化酶接觸較好、傳質(zhì)阻力較低、反應(yīng)器的利用效率較高。缺點(diǎn)是：攪拌漿剪切力大，易打碎磨損固定化酶顆粒。二、填充床式反應(yīng)器：適用于：固定化酶。優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，單位體積反應(yīng)床固定化酶密度大，可以提高酶催化反應(yīng)速度，因而，填充床反應(yīng)器是目前工業(yè)生