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酶学习题答案
1，酶以及酶工程的概念，酶与其他无机或有机催化剂相比较，具有什么特点？
酶：酶是生物体内一类具有催化活性和特殊空间构象的生物大分子物质，包括蛋白质和核酸等。
酶工程：又称酶技术。是酶学和工程学互相结合渗透发展形成的，以应用为目的，研发新酶并生产，分离和纯化，包括酶的固定化，酶反应器及酶的分子设计等。

酶是一种催化剂，但酶与其他的无机或有机催化剂相比，具有如下特点：
（1）催化效率高：酶催化时所需活化能低，催化效率比无机催化剂高。
（2）高度专一性：一般来说，一种酶只能作用于一种或一类物质。
（3）温和的作用条件：酶可在常温，常压和温和的酸碱度条件下进行催化反应。
（4）轻易控制酶的反应：酶对反应条件极为敏感，可以简朴地用调整PH，温度或添加克制剂等措施来控制酶反应的进行。
（5）酶的来源广泛

2， 请描述Ribozyme（核酶）的发现以及意义。
发现：核酶是美国科学家Cech和Altman发现的具有酶的特异性催化功能的一类RNA。20世纪80年代,美国科学家Cech等人在研究四膜虫RNA时,初次发现rRNA中Ⅰ型内含子具有自我剪接功能.随即,Altman和Pace以及Cech几种试验室又陆续发现了真正的RNA催化剂,其中L19RNA和核糖核酸酶P的RNA组分是两个最具有说服力的例子.

意义：（1）打破了生物催化剂只有蛋白质一家的老式观念。
（2）给生命来源和演变提供一种新的线索。

3，请详实的描述酶的化学本质。
酶的化学本质是蛋白质。由于：
（1）酶是高分子胶体物质，一般不能通过半透膜。
（2）酶是两性电解质，溶于水，在等电点易沉淀，酶在电场中能像其他蛋白质同样泳动。
（3）导致蛋白质变性的原因，如紫外线，热，表面活性剂，重金属，蛋白质沉淀剂等，都能使酶失效。
（4）酶能被蛋白酶水解而丧失活性。
（5）对高度纯化和结晶的酶进行一级构造分析，成果表明酶是蛋白质。

4，什么是酶的活性中心？构成活性中心的重要化学基团有哪些氨基酸？
酶的活性中心：酶蛋白上只有少数氨基酸残基参与酶对底物的结合和催化，这些有关氨基酸残基在空间上比较靠近，形成一种与酶显示活性直接有关的区域，称为酶的活性中心。

8种高频率氨基酸：丝氨酸，组氨酸，胱氨酸，酪氨酸，色氨酸，天冬氨酸，谷氨酸，赖氨酸。

5，酶的一级构造，二级构造，三级构造和四级构造的概念，酶的四级构造与催化功能的关系？
一级构造：

二级构造：

三级构造：

四级构造：

四级构造与催化功能的关系：具有四级构造的酶，按其功能可分为两类，一类与催化作用有关，另一类与代谢调整关系亲密。
与催化作用有关的酶，由数个相似的亚基构成，每个亚基均有一种活性中心。四级构造完整时，酶的催化功能才会充足发挥出来。当四级构造被破坏时，亚基被分离，若采用的分离措施合适，被分离的亚基仍保留着各自的催化功能。
与代谢调整有关的酶，其构成亚基中，有的亚基具有调整中心，而调整中心可分为激活中心和克制中心，使酶的活性受到激活或者克制。从而调整酶反应的速度和代谢过程。

6，酶作用的专一性机制有哪些？酶作用的高效机制有哪些？
专一性机制
（1）锁钥学说：酶与底物结合时，酶活性中心的构造与底物的构造必须吻合，它们如同锁和钥匙一般，非常配合地结合形成中间复合物，当这种中间复合物形成时，会增进底物构造发生某些化学变化，变形而断裂，而转变为产物。此观点的缺陷在于认为酶的构造是刚性的，若如此，就难以解释一种酶可以催化正逆两个反应，因产物的形状，构象和底物完全不一样。
（2）诱导契合学说：酶分子的构象与底物本来并非恰当吻合，只有底物分子与酶分子相碰时，才可以诱导后者的构象变得能和底物配合，然后才结合成中间复合物，进而引起底物分子发生对应的化学变化。此学说的局限性，不是酶的底物或酶的克制物，不能诱导酶分子的构象发生变化，或虽然有少许变化，也不能使酶分子与有关催化基团处在互补契合位置，而实际上，不小于底物或不不小于底物的类似物亦能诱导酶分子的构象发生变化。
（3）过渡态学说：酶的作用专一性既寓于酶与底物的结合，也寓于酶对底物的催化，酶与底物的结合不仅促成了结合基团和催化基团的对的取位，同步也为下一步酶对底物的催化做了准备。

高效性机制
（1）邻近效应和定向效应
邻近效应：底物是和酶的活性中心相结合的，而活性中心是酶分子表面一种有限的区域，底物在活性中心这个有限的区域内互相趋向，这就是临近效应。
定向效应：当底物和酶的活性中心结合时，可诱导酶蛋白的构象变化，使底物和酶的活性中心更好地互补，并使底物有对的的定向，底物的反应基团更趋近酶的催化基团，因此提出了定向效应。
（2）酸碱催化
酸碱催化是通过瞬时地向反应物提供质子或从反应物接受质子以稳定过度态，加速反应的一类催化机制。
（3）共价催化
共价催化是指酶催化过程中的亲核和亲电催化过程。假如催化反应的速度是被底物从催化剂接受电子对这一步控制，称之为亲核催化；假如催化反应的速度是被催化剂从底物接受电子对这一步控制，称之为亲电催化。
（4）金属离子催化
金属离子在许多酶中是必要的辅助因子。
（5）多元催化
酶分子是一种由不一样侧链基团构成活性中心的大分子，这些基团在催化过程中根据各自的特点发挥作用，因此在酶催化反应中，常常是几种基元催化反应配合在一起共同作用。其作用的效率远远胜过单个基元催化的效率。
（6）微环境的影响
每一种酶蛋白均有特定的空间构造，而这种酶蛋白的特定的空间构造就提供了功能基团发挥作用的环境，我们称这种环境为微环境。
（7）张力效应与底物形变
当酶与底物结合时，不仅酶的空间构造发生了变化，同步底物的空间构象也发生变化。

7，根据酶催化反应的性质，细述酶的分类。
根据酶催化反应的性质，把酶提成六大类。
（1）氧化还原酶类：增进作用物氧化和还原的酶类，如乳酸脱氢酶，过氧化氢酶，过氧化物酶等。
（2）转移酶类：增进不一样物质分子间某种基团的互换或转移的酶类，如转甲基酶，转氨酶等。
（3）水解酶类：增进水解反应的酶类，如淀粉酶，胃蛋白酶等。
（4）裂解酶类：也叫裂合酶类，增进一种化合物分裂为两种化合物，或由两种化合物合成一种化合物的酶类。
（5）异构酶类：增进同分异构体的互相转化的酶类。
（6）连接酶类：也叫做合成酶类，增进两分子化合物互相结合，同步使ATP分子（或其他三磷酸核苷）中的高能磷酸键断裂的酶类。

8，现代酶的活力单位定义以及比活力。
酶的活力单位：在原则条件（30℃）下，酶活性的一种国际单位（IU）为在1min内能催化1umol的作用物发生转变的量。
酶的比活力：是指每毫克酶蛋白所含的酶活力单位。比活力=活力单位／酶蛋白量
比活力是表达酶制剂纯度的一种指标，比活力愈高，表明酶愈纯。

9，PH对酶的反应具有什么影响？也许的作用机理是什么？
溶液的PH对酶活性影响很大，在一定的PH范围内酶体现催化活性。在某一PH时酶的催化活性最大，此PH称为酶作用的最适PH，多种酶的最适PH不一样。偏离酶的最适PH愈远，酶的活性愈小，过酸或过碱则可使酶完全失去活性。

作用机理:重要是由于PH能影响酶分子，尤其是酶活性中心内某些氨基酸残基的电离状态。若底物也是电解质，PH也可以影响底物的电离状态。在最适PH时，恰能使酶分子和底物分子处在最合适电离状态，有助于两者结合和催化反应的进行。

10，能减少酶催化反应速度的原因有哪些？
凡能减少酶促反应速率的作用都称为酶的克制作用.
按克制剂作用的方式不一样,酶的克制作用可以分为可逆克制和不可逆克制两种类型.假如某种克制可用诸如透析等物理措施把克制剂清除,则此类克制称为可逆克制.假如克制剂与酶的基团成共价结合,则此时不能用物理措施把克制剂清除,则此类克制称为不可逆克制,此类克制可使酶永久地失活.
根据产生克制的机理不一样,可逆克制又分为竞争性克制,非竞争性克制,反竞争性克制和混合型克制.

11，可逆克制作用的类型有哪些？
克制剂与酶非共价结合，可以用透析，超滤等简朴物理措施除去克制剂来恢复酶的活性，因此是可逆的。
可逆克制作用可分为竞争性克制，非竞争性克制和反竞争性克制等类型。
（1）竞争性克制：指克制剂的化学构造与底物相似，因而与底物竞争性地同酶活性中心结合。当克制剂与酶活性中心结合后，底物就不能再与酶活性中心结合，因此这种克制作用的强弱取决于克制剂与底物浓度的比例，而不取决于两者的绝对量。这种克制作用一般可以增长底物的浓度来加以消除。
（2）非竞争性克制：指酶可以同步与底物与克制物结合，两者没有竞争性作用。酶与竞争物结合后还可与底物结合。相反，酶与底物结合后，还可与克制物结合。非竞争性克制剂一般与酶的非活性中心结合，这种结合引起酶分子构象变化，致使活性中心的催化作用减少。非竞争性克制作用的强弱取决于克制剂的绝对浓度，因而不能用增长底物浓度来消除其克制作用。
（3）反竞争性克制：指克制剂能与酶和底物的复合物ES鳌合，从而减少形成产物的数量。

12，酶催化的中间产物理论是怎样描述的？请描述米氏方程的“迅速平衡假设”原理。
酶催化的中间产物理论：酶（E）与底物（S）结合生成不稳定的中间物（ES），再分解成产物（P）并释放出酶。使反应沿一种低活化能的途径进行，减少反应所需活化能，因此能加紧反应速度。

迅速平衡假设：Michaelis和Menten认为酶催化反应机理中，酶和底物生成的络合物ES分解成产物一步的速度要低于底物与酶生成络合物的可逆反应速率，即K2<<K-1。因此，生成产物一步的速率决定整个酶催化反应的速率，而生成络合物的可逆反应很快到达平衡状态。

13，“拟稳态”假设的Briggs-Haldane方程的理论基础是什么？
由于反应体系中底物浓度要比酶浓度高得多，中间络合物浓度很低，除了反应的最初期，其浓度维持不变，即中间络合物生成速率与解离速率相似，ES不随时间而变化。

14，简述酶的米氏方程的动力学描述形式，并描述Km,Vmax,Kcat,Kcat／Km的动力学参数意义。

形式：

意义：
（1）Km：指反应速率达最大速率二分之一时的底物浓度。
（2）Vmax：最大反应速率。当底物处在饱和状态时的酶的最大反应速率。
（3）Kcat：催化常数。是一种动力学常数，是在底物处在饱和状态下，一种酶催化一种反应有多快的测量。催化常数等于最大反应速度除以总的酶浓度。
（4）Kcat／Km：酶的专一性常数，可以表达互相竞争的几种底物的专一性。

15，什么是固定化酶？固定化酶的优势和劣势？并描述酶的固定化措施。
固定化酶:酶被结合到载体上，或被限制在有限的空间内，能与反应溶液分离，保留在反应器内，或能被回收并反复运用的酶。
长处：①极易将固定化酶与底物，产物分开；②可以在较长时间内进行反复分批反应和装柱持续反应；③在大多数状况下，可以提高酶的稳定性；④酶反应过程可以加以严格控制；⑤产物溶液中没有酶的残留，简化了提纯工艺；⑥较游离酶更适合于多酶反应；⑦可以增长产物的的收率，提高产物的质量。
缺陷：①由于多一步固定化操作，存在酶固定化过程中的活性收率损失；②由于固定化需要载体，因而多了载体成本费及固定化操作费用；③固定化酶颗粒的扩散阻力会使反应速率下降；④只能用于可溶性底物和小分子底物，对大分子底物不合适。

固定化措施：酶的固定化措施一般分为三大类：载体结合法，交联法和包埋法。
㈠载体结合法
载体结合法根据酶与载体结合的作用力不一样，又可分为物理吸附法，离子结合法，共价结合法。
①物理吸附法
酶被物理吸附于不溶性载体表面的一种固定化措施。此类载体诸多，无机载体有多孔玻璃，活性炭，金属氧化物等；天然高分子载体有淀粉，白蛋白等。
②离子结合法
通过离子键结合于具有离子互换基团的的水不溶性载体的固定化措施。载体有阴离子互换剂DEAE-纤维素等，阳离子互换剂CM-纤维素等。
③共价结合法
运用酶蛋白中具有的反应基团与载体或载体修饰物上的反应基团形成共价键使酶固定化的措施。载体有纤维素，琼脂糖凝胶等。
㈡交联法
用双功能或多功能试剂使酶与酶之间交联的固定化措施。此法与共价结合法同样是运用共价键固定酶的，所不一样的是它不使用载体。参与交联反应的酶蛋白的功能基团有N末端的α-氨基，赖氨酸的ε-氨基，酪氨酸的酚基，半胱氨酸的巯基，组氨酸的咪挫基等。交联法反应条件比较剧烈，酶分子的多种基团被交联，固定化的酶活收率一般较低，但固定化酶结合牢固。
㈢包埋法
包埋法可分为凝胶包埋法和微胶囊法两种，将酶或微生物包埋在高分子凝胶细微网格中的称为凝胶包埋法；将酶或微生物包埋在高分子半透膜中的称为微胶囊法。

酶的固定化措施比较：

16，为何要进行辅酶的固定化？辅酶的固定化要处理的重要问题是什么？
原因：①有机辅因子中具有某些特殊的化学基团，参与酶的催化反应；
②有机辅因子在使用过程中要流失，并且不能自行再生；
③有机辅因子价格昂贵；
④工业上应用全酶的关键是有机辅因子的保留和再生。
处理的重要问题：辅酶在多种酶之间传递的障碍。

17，固定化酶的活力回收率的定义。
酶活力回收率=固定化酶总活力／被固定化游离酶总活力×100‰

18，进行酶的发酵生产时，酶反应有哪两种通用类型？
按发酵措施可分为固体发酵法和液体发酵法。
㈠固体发酵法
也称麸曲培养法。该法是运用麸皮和米糠为重要原料，添加谷糠，豆饼等，加水拌成半固体状态，供微生物生产和产酶用。
①浅盘法
本法是将固态培养基平铺在浅盘或竹匾内，进行微生物培养和产酶。
②转桶法
本法是将固体培养基接入菌种后，放在可旋转的转桶内，当桶慢慢转动时，培养基即在转桶内翻动。
③厚层通气法
将固体培养基通过蒸煮灭菌后拌入种曲，平铺在水泥制的具有多孔假底大池内，培养基厚度一般在20-30厘米。
④机械化固定发酵装置
㈡液体发酵法
液体发酵法又分为液体表面发酵法和液体深层发酵法两种。
①液体表面发酵法
又称为液体浅盘发酵法或静置培养法。本法将已灭菌的液体培养基，接入微生物菌种后，装入可密闭的发酵箱内盘架上的浅盘中，薄薄一层，液体厚1-2厘米，然后向盘架间通入无菌空气，通过浅盘内培养基的表面以供应氧气并维持一定的温度进行发酵。
②液体深层发酵法
所用重要设备是发酵罐是一种具有搅拌桨叶和通气系统的密闭容器。

19，简朴地描述产酶微生物的基本规定。
①不是致病菌
②发酵周期短，产酶量高
③不易变异退化
④最佳是产生胞外酶的菌种，利于分离
⑤对医药和食品用酶，还应考虑安全性

20，在配置微生物培养基时，需要考虑培养基的哪些重要要素？请描述培养基灭菌的重要措施。
微生物培养基五要素：水，碳源，氮源，无机盐类及微量元素，生长因子和产酶增进剂
㈠水
⑴水是良好的溶剂
⑵水是活细胞中一切反应的媒介物
⑶水能维持细胞中的渗透压
⑷水又是热的良好导体
㈡碳源
碳源是供应微生物细胞生命活动所需要的能量和构成菌体细胞以及多种代谢产物的物质基础
㈢氮源
氮源是构成蛋白质和核酸的重要元素。
㈣无机盐类及微量元素
无机盐类是构成微生物细胞的重要成分，起着调整微生物生命活动的作用。
无机元素可分为重要元素和微量元素两类。P，S，Mg,K，Ca等参与细胞构造物质的构成，能量的转移，原生质胶体状态的维持和控制渗透作用，属重要元素。微量元素如Fg,Mn,Zn,Cu,钴等，或是酶的活性基组分，或是酶的激活剂。
㈤生长因子和产酶增进剂
凡能调整微生物代谢活动的微量有机物，都称为生长因子，一般指B族维生素。生长因子不是一切微生物都需要的营养要素，而只对某些不能自己合成的微生物具有重要意义。
假如添加某种少许的物质，就能明显增长酶的产量，这些物质通称为产酶增进剂。产酶增进剂大体都是属于酶的诱导物或表面活性剂。诱导剂一般都是该酶的底物和底物类似物。表面活性剂对提高酶产量的作用机理尚不清晰。一种认为表面活性剂能增长细胞膜的渗透性，使细胞内的酶轻易透过细胞膜而分泌出来，提高酶产量；另一种认为表面活性剂能保护酶活性因而使酶的产量增长。

灭菌的重要措施:⑴干热灭菌
⑵湿热灭菌:采用高压蒸汽灭菌.掌握加热温度和受热时间是关键;
⑶空气过滤除菌:酶制剂工业一般运用好气性微生物进行深层培养,发酵过程中必须通入无菌空气来满足菌种纯粹繁殖所需要的氧气.

21，请描述大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的基本形态和特性。
大肠杆菌形态：短杆或长杆状，0.5～1.0×1.0～3.0um，革兰氏阴性，运动或不运动，无芽孢，一般无夹膜。菌落呈白色至黄白色，扩展，光滑，闪光。
大肠杆菌特性：易于在试验室操作，生长迅速，并且营养规定低。
枯草芽孢杆菌形态：直状，近直状的杆菌，周生或侧生鞭毛，革兰氏阳性，无夹膜，无芽孢。0.5 ×1.5～1.8um,中生或近中生。
枯草芽孢杆菌特性：是工业发酵的重要菌种之一。生产淀粉酶，蛋白酶，5’-核苷酸酶，某些氨基酸及核苷。

22，请描述盐析沉淀法的分离原理和等电点沉淀法的分离原理。
盐析沉淀法的分离原理：运用不一样蛋白质在不一样的盐浓度条件下溶解度不一样的特性，通过在酶液中添加一定浓度的中性盐，使酶或杂质从溶液中析出沉淀，从而使酶与杂质分离。
等电点沉淀法的分离原理：酶是蛋白质，也是可以两性离解的电解质。在某一PH时，蛋白质的分子离解成阴阳离子的趋势相等，此时溶液的PH为该蛋白质的等电点。运用两性电解质在等电点时溶解度最低，以及不一样的两性电解质有不一样的等电点这一特性，通过调整溶液的PH值，使酶或杂质沉淀析出，从而使酶与杂质分离。

23,请描述膜分离的基本类型和截留的重要物质。
膜分离的基本类型
㈠加压膜分离：微滤，超滤，纳滤，反渗透
㈡电场膜分离：电渗透，离子互换膜电渗析
㈢扩散膜分离：透析

截留的重要物质
微滤：容许水分子，单价金属离子，多价金属离子，表面活性剂通过，截留住金属沉淀物；
超滤：容许水分子，单价金属离子，多价金属离子通过，截留住表面活性剂，金属沉淀物；
纳滤：容许水分子，单价金属离子通过，截留住多价金属离子，表面活性剂，金属沉淀物；
反渗透：容许水分子通过，截留住单价金属离子，多价金属离子，表面活性剂，金属沉淀物；

24，什么是吸附层析，离子互换层析，凝胶层析，亲和层析？
吸附层析：运用吸附剂对不一样物质的吸附能力不一样而使混合物中各组分分离的措施。
离子互换层析：运用离子互换剂上可解离基团（活性基团）对多种离子的亲和力不一样而到达分离目的的一种层析分离措施。
凝胶层析：是指以多种多孔凝胶为固定相，运用流动相中所含多种组分的相对分子质量不一样而到达物质分离的一种层析技术。
亲和层析：运用生物分子与配基之间所具有的专一而又可逆的亲和力，而使生物分子分离纯化的技术。

25，设计分离酶或者蛋白质纯化工艺的基本规定有哪些？（答案不确定）
1，工作前必须对规定纯化的酶的理化性质（如溶解度，分离性质，分子大小及酶的稳定性等）尽量有某些较全面的理解，这样可以选择对应的措施和条件。
2，选择的措施和条件与否合适，一直应以酶活力的测定为准则，一种好的工艺应是以活力（纯度）提高大，总活力回收高，重现性好。
3，要严格控制操作条件。

26，根据蛋白质在不一样PH的溶液中带有不一样的电荷的基本性质，可以采用什么措施进行分离纯化？简朴描述它们。
1，离子互换法
⑴离子互换树脂：离子互换树脂是以交联的聚苯乙烯树脂为母本，导入对应的酸性或碱性解离基团而构成。
⑵离子互换纤维素：以纤维素问哦母体在引入对应的互换基团后制成。
⑶离子互换凝胶：以葡聚糖凝胶为母体，导入对应的互换基团制成。一般来说，阴离子互换剂常用于吸附中性或酸性蛋白，阳离子互换剂则用于吸附中性或碱性酶蛋白。
2，电泳技术
⑴区带电泳：在多种不一样的惰性支持物（如滤纸，琼脂，淀粉等）中进行电泳，不一样组提成带状区间。此法只合用于小量酶的提纯和纯度鉴定，设备简朴，操作以便。
⑵等电点聚焦法：运用品有多种PH的两性电解质做支持体，将其装入玻璃柱内，然后再柱的两端插上电极，通电。这种两性电解质便形成一定范围的PH梯度，当样品与两性电解质支持体同步电泳时，多种蛋白质便向与其等电点相似的PH位置移动，因此不通的蛋白质便集中在柱内不一样的区域，到达提纯，浓缩的目的。
⑶电泳分子筛法：运用聚丙烯酰胺凝胶等做支持体，进行区带电泳，兼有电泳和凝胶过滤两者的长处。
3，聚焦层析
将酶等两性物质的等电点特性与离子互换层析的特性结合在一起，实现组分分离。

27，什么是同工酶，同尾酶，别构酶。
同工酶：是指能催化相似的化学反应，但蛋白质分子构造不一样的一组酶。由于蛋白质分子构造不一样，各同工酶的理化性质，免疫学性质都存在诸多差异。
同尾酶：切割不一样的DNA片段但产生相似的粘性末端的一类限制性内切酶。
别构酶：别构酶的酶分子中除具有活性中心外，还具有别构中心。活性中心负责对底物结合和催化，别构中心则与调整催化速度有关。当某些代谢物以非共价措施结合于别构中心部位后，可使两蛋白的构象发生变化，从而变化酶活性，这种效应称为别构效应，可发生别构效应的酶称为别构酶，可引起别构效应的代谢物称为效应剂。

28，一般状况下，温度对酶的反应速率的影响关系？
低温时酶的活性非常弱，伴随温度逐渐升高，酶的活性也逐渐增长，但超过一定温度范围后，酶的活性反而下降，高温使酶失活。酶只是在某一温度范围时酶促反应速度最大，此温度称为酶作用的最适温度。

1，进行天然酶的化学修饰的基本原理是什么？
近年来的研究发现，由于酶分子表面构造的不规则，各原子间极性和电荷的不一样，各个氨基酸残基的互相作用等原因，会促使酶分子构造在局部形成一种微环境（酶活性部位往往就是处在这种微环境中），而这种微环境可以是极性的，也可以是非极性的，但都会直接影响酶活性部位氨基酸残基的电离状态，并为它们发挥作用提供了合适条件，因此酶分子微环境的变化会对酶催化功能产生直接影响。而当酶通过化学修饰后，除了能减少由于内部平衡力被破坏而引起的酶分子伸展外，还由于大分子修饰剂自身就是多聚电荷体，因此有也许在酶分子表面形成一层“缓冲外壳”，在一定程度上抵御外界环境的电荷，极性变化，维持酶活性部位的微环境相对稳定，使酶能在更广泛的条件下发挥作用。

2，酶的化学修饰的目的是什么？所采用的手段有哪些？
目的：人为地变化天然酶的某些性质，发明天然酶所不具有的某些优良特性甚至发明出新的活性，来扩大酶的应用领域，增进生物技术的发展。

手段：⑴变化活性部位构象：酶蛋白的主链经水解酶的水解作用，去掉部分主链或者替代蛋白质一级构造上某些氨基酸基团，使活性部位的构造发生变化，以到达人们所需要的目的。
⑵分子加固：用双功能基团将蛋白质分子之间，侧连之间进行交联，提高酶的稳定性。
⑶变化基团的某些性质：酶分子侧链基团的化学转变，变化基团的电化学性质，分子内基团间的互相作用力等。
⑷变化酶学性质：运用小分子或大分子物质，对活性部位或活性部位之外的侧链基团进行共价化学修饰。

3，化学修饰酶较天然酶，在化学性质方面的特性变化重要体目前哪些方面？
⑴酶的稳定性提高：包括酶的热稳定性和耐蛋白水解酶稳定性的提高。许多修饰分子存在多种活性反应基团，因此常常可与酶形成多点交联，在空间可固定酶的分子构象，增强酶耐高温，耐酶解稳定性。
⑵外源酶的抗原性减少：许多外源蛋白酶能引起合用体外体内的免役抗原性反应，从而会影响其正常发挥酶催化活力，而当酶蛋白被修饰后来，酶分子表面上许多抗原决定簇在反应过程中被修饰剂结合，在空间构造上使这些决定簇被屏蔽，从而减少了酶分子的抗原性或抗原抗体结合能力。
⑶延长酶的半衰期：许多酶在通过化学修饰后，由于增强了抗蛋白水解酶，抗克制剂和抗失活因子的能力以及对热稳定性的提高，因此体内半衰期都比天然酶长，这对于保护药用酶的体内疗效具有很重要的意义。
⑷最适PH变化：有些酶通过化学修饰后，最适PH发生变化，这在生理和临床应用上有重要意义。
⑸酶的动力学性质变化：决大多数酶通过化学修饰后，最大反应速度并没有变化，但有些酶在修饰后米氏常数，Km会增大。这重要也许是交联于酶上的大分子修饰剂所产生的空间障碍影响了底物对酶的靠近和结合。

4，根据酶所催化的反应类型，可以将克制酶分为哪六大类？
可分为氧化还原酶克制剂，转移酶克制剂，水解酶克制剂，裂解酶克制剂，异构酶克制剂，连接酶克制剂。

6，过渡态类似物的酶的克制的一般原理是什么？
过渡态类似物是一类特异的竞争性克制剂。底物与酶互相作用时形成过渡态，过渡态的能量不小于初始状态的能量。基于这种差异，若某稳定的化合物其电荷分布和和立体形状类似于底物的过渡态，则应与酶结合得更牢固。这是由于底物呈过渡态时与酶的亲和力非常强，大概是基态与酶结合力的 倍。过渡态类似物作为酶的克制剂，与酶的结合力强于与底物的结合力 倍。

9，组合化学的定义以及研究的基本原理。
定义：组合化学是用于新药合成和筛选的一种全新的措施。它把化学合成，电脑设计，计算机技术结合为一体，能同步产生许多种构造有关但有序变化的化合物，然后用高度敏捷的生物学措施对这些化合物同步进行筛选，从中确定具有生物活性的物质，再经构造测定，以期找到全新的先导化合物。

基本原理：同步合成出大量的不一样化合物，然后将这化合物经高通量筛选得到最有潜力的先导物。

10，什么是高通量筛选？
高通量筛选筛选技术是将多种技术措施有机结合而形成的新技术体系，它以分子水平和细胞水平的试验措施为基础，以微板形式作为试验工具载体，以自动化操作系统执行试验过程，以敏捷迅速的检查一起采集试验数据，以计算机对试验数据进行检测处理，在同一时间内对数以千万计的样品进行分析，并以对应的数据库支持整个技术体系的正常运转。

11，简朴的描述脲酶克制剂的作用机理。
对不一样的脲酶克制剂其作用机理是不一样的，重要体现为如下几种状况：
⑴竞争性克制：如磷酸，磷酸盐和尿素衍生物等，它们在反应过程中同尿素竞争结合到脲酶上去，减少了尿素与脲酶活性中心的结合几率，从而起到减少尿素分解的作用。
⑵使脲酶变性失活：如重金属离子和脲酶结合，使脲酶的活性中心和脲酶构造发生变化，失去了分解尿素的能力，减少了有效的脲酶浓度，从而克制了尿素的分解。
⑶夺去脲酶辅助因子镍离子：EDTA等金属离子络合剂具有强烈的络合金属离子的能力，浓度合适时将络合镍离子，使脲酶构造发生变化失去活性，从而减少尿素的水解速度；
⑷与酶活性部分镍离子形成电子转移复合物，竞争性克制脲酶活性。
⑸控制脲酶分子的体现，通过一定的克制剂来制止细菌内合成脲酶分子，使非构造性脲酶的体现受阻，有效减少脲酶的浓度。
⑹抗原和抗体的免疫反应。

12，手性化合物和外消旋体的定义。
手性化合物：是指化学构成相似，而其立体构造互为对映体的两种异构体化合物。
外消旋体：一般化学合成的手性化合物是两种对映体的混合物，称为外消旋体。

13，什么是生物催化的手性合成？
生物催化的手性技术包括微生物发酵，动植物提取，用酶或微生物的生物转化，以及用生物催化剂的不对称合成等生产手性化合物的措施。
生物催化，即运用某种生物材料（重要是酶或微生物）来催化某种化学反应。手性合成也称为不对称合成，就是在反应体系中引入不对称原因，如手性试剂，手性辅助剂，手性催化剂等，是一种前手性反应底物选择性地转化成一种具有旋光度的手性产物的反应过程。

14，微生物转化一般分为哪两个阶段？简朴的描述微生物转化的一般过程。
微生物转化是指运用微生物进行某种化学反应实现物质转化的过程，实际上也是运用微生物生长代谢进程中产生的某种胞内酶或酶系对某种底物进行催化转化反应进程。
第一阶段是菌体培养：获得较多的微生物菌体或酶，需供应菌体丰富的营养，在最适合的温度，PH和通气条件下，使其充足繁殖，保证菌体良好生长。
第二阶段是加入底物进行转化：需要将底物进行合适的处理，配制成溶液，与微生物发酵或菌体悬浮液混合，按合适的转化条件进行转化反应。

转化的一般过程：菌种—培养（发酵）—菌体细胞—加入底物反应—产物

15，请描述非水相生物催化的长处以及体系的类型。
长处：①能提高非极性底物的溶解度；②使热力学平衡向有助于合成方向偏移；③能克制依赖于水的某些不利反应；④变化酶对底物的专一性；⑤由于酶不溶于有机溶剂而无需固定化；⑥可以通过过滤或离心等简朴措施回收酶，反复运用；⑦从低沸点溶剂中可以较轻易地分离产物；⑧酶的稳定性提高；⑨消除了微生物的污染；⑩酶也许被直接应用与化工过程。

体系的类型：

16，反胶束的定义，反胶束体系作为反应介质的长处。
反胶束体系是表面活性剂与少许水存在的有机溶剂体系。表面活性剂分子是由疏水性尾部和亲水性头部两部分构成，在含水有机溶剂中，它们的疏水性基团与有机溶剂接触，而亲水性头部形成极性内核，从而构成一种反相胶束。

长处：①构成的灵活性，大量不一样类型的表面活性剂，有机溶剂甚至是不一样极性的物质都可用于构建合适于酶反应的反相胶束体系；
②热力学稳定性和光学透明性，反相胶束是自发形成的，因而不需要机械混合，有助于规模化。
③反相胶束有非常高的界面积与体积比，使底物和产物的相转移变得极为有利；
④反相胶束的相特性随温度而变化，这一特性可以简化产物和酶的分离纯化。

17，经典的不对称生物催化反应的类型有哪些？请简朴的举一种例子阐明。
⑴不对称氧化反应：是微生物转化中最常见的反应，例如运用葡萄糖氧化酶氧化葡萄糖为葡萄糖酸。
⑵不对称还原反应：多种醛类化合物，不管是脂肪族或芳香族，饱和或不饱和的羟基取代或卤素取代的都能被微生物还原成对应的醇。多种酮的化合物不管是单酮，双酮，三酮，或者此外具有羟基，卤素取代的都能被微生物还原。羟基还原。
⑶不对称水解反应：微生物转化广泛应用于酯，内酯，苷，酰胺和内酰胺等化合物的水解。由于它的水解作用品有对映体的选择性，因此微生物转化水解反应也广泛用于光学活性化合物的拆分。①内酯水解开裂②环氧水解开环③内酰胺的水解
⑷不对称缩合反应：通过缩合反应，形成新的碳-碳结合。①氰醇缩合②偶姻缩合：指两个分子的醛间缩合形成不对称的醇酮化合物。
⑸不对称胺化反应：微生物的胺化转化反应可以从醇基，酮基或羧基基团分别转化成胺基或酰胺。①醇基转化成氨基②酮基转化成氨基

18，请举出四例，阐明酶在医学上有广泛的用途。
⑴酶在半合成抗生素工业中的应用
⑵药用酶
①增进消化酶类:此类酶的作用是水解和消化食物中的成分,如蛋白质,糖类,脂类等.
②消炎酶类:蛋白酶具有消炎作用.
③与治疗心脑血管疾病有关的酶类
④抗肿瘤的酶类
⑤与生物氧化还原电子传递有关的酶:这些酶重要有细胞色素C,超氧化物歧化酶,过氧化物酶等,
⑥其他药用酶
⑶诊断用酶:测定临床指标所用的酶为诊断用酶,其实它是一类酶分析制剂.可运用检查体内某些与疾病有关的代谢物质或检查与疾病有关的酶的变化来诊断病情.
⑷酶盒:将酶反应系统中多种酶和试剂以一定用量比例混合,临用时只要加入溶剂及定量样品,在几分钟内就可得到测定成果.这种供使用的混合酶试剂,简称酶盒.

19，什么是基因工程？基因工程的一般流程是什么？请分析。
基因工程是在体外将核酸分子插入病毒,质粒,或其他载体分子,构成遗传物质的组合,并使之掺入到原先没有此类分子的寄主细胞内,并且能持续稳定的繁殖.

一般流程:⑴DNS片段的获得(目的基因的分离和制备):措施包括限制性内切酶处理,机械剪切,从mRNA合成cDNA,基因的化学合成等;
⑵DNA片段和载体的连接--重组体DNA:包括同聚末端连接,黏性末端连接,平整末端连接,人工接头分子连接;
⑶外源DNA片段引入受体细胞--基因克隆和基因文库:用重组的噬菌体或真核生物病毒DNA感染,用重组质粒DNA转化,重组噬菌体的体外包装并感染或黏性质粒转化;
⑷选择基因(目的基因):遗传学措施,免疫学措施,分子杂交措施;
⑸目的基因体现

20,随机突变的策 有哪些?
⑴易错PCR:指在扩增目的基因的同步引入碱基错配,导致目的基因随机突变.然而,经一次突变的基因很难获得满意的成果,由此发展出持续易错PCR策 .即将一次PCR扩增得到的有用突变基因作为下一次PCR扩增的摸板,持续反复地进行随机诱变,使每一次获得的小突变累积而产生重要的有益突变;
⑵DNA改组和外显子改组:DNA改组又称有性PCR,目的是发明将亲本基因群中的突变尽量组合的机会,导致更大的变异,最终获得最佳突变组合的酶;外显子改组类似于DNA该组,两者都是在各自含突变的片段间进行互换,前者尤其合用于真核生物.与DNA该组不一样的,外显子改组是靠同一种分子间内含子的同源性带动,而DNA该组不受任何限制,发生在整个基因片段上.
⑶杂合酶:是把来自不一样酶分子中的构造单元(二级构造,三级构造,功能域)或整个酶分子进行组合或互换,以产生具有所需性质的优化酶杂合体.
⑷体外随机引起重组:以单链DNA为模板,配合一套随机序列引物,先产生大量互补于模板不一样位点的短DNA片段,由于碱基的错配和错误引起,这些短DNA片段中也会有少许的点突变,在随即的PCR反应中,它们互为引物进行合成,伴随组合,再组装成完整的基因文库.
⑸交错延伸:在PCR反应中把常规的退火和延伸合并为一步,并大大缩短其反应时间(55℃,5s)从而只能合成出非常短的新生链,经变性的新生链再作为引物与体系内同步存在的不一样模板退火而继续延伸.此过程反复进行,直到产生完整的基因长度,成果产生间隔的含不一样模板序列的新生DNA分子.
⑹酶法体外随机--定位诱变:该措施的内涵与酶的体外定向进化类似,对目的基因采用随机突变增长突变位点,以迅速产生优质酶,又让其突变受到一定限制,以减少筛选突变体的工作量.实际上,该法也是体外模拟自然进化,不一样点在于,该法通过控制DNA合成的底物种类和浓度比例实现碱基对的错配.

25,极端微生物的定义,什么是极端酶?
极端微生物:极端环境一般是指一般微生物不能生存的那些环境条件,如高温,低温,高盐,高压,高或低的PH,含抗代谢物,有机溶剂,重金属及有毒有害物等环境条件.能在这种环境中生长的微生物称为极端微生物.
极端酶:极端微生物的细胞中必然包括着能在对应极端环境条件下起生物催化作用的多种酶类,这些酶称为天然的极端酶.

26,根据催化反应的种类,核酶的分类?根据作用机制,核酶的分类?
根据催化反应的种类分类:
⑴Ⅰ类内含子的自我剪接;⑵Ⅱ类内含子的自我剪接;⑶自身催化的剪切型;⑷异体催化的剪切型.
根据酶作用机制分类:
⑴剪接型:重要催化自身,即剪又接,相称于具有内切核酸酶和连接酶两种活性.
⑵剪切型:催化自身RNA或其他异体RNA一段RNA的剪除,相称于具有内切核酸酶活性.

27,根据化学反应的类型,脱氧核酶的分类.
⑴具有RNA切割活性的DNA核酶
⑵具有DNA连接酶活性的脱氧核酶
⑶具有扑啉金属化酶和过氧酶活性的脱氧核酶
⑷具有DNA水解活性的脱氧核酶
⑸具有DNA激酶活性的脱氧核酶
⑹具有N-糖基化酶活性的脱氧核酶
⑺具有DNA戴帽活性的脱氧核酶:它可以将ATP中的AMP部分转移到其自身5'端的磷酸基团上,从而产生一种5',5'-焦磷酸帽的