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酶工程 名词解释

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酶工程:酶的生产、改性与应用技术过程
酶活力:酶的催化能力,以酶促反应速度来衡量。测定条件: 适宜的特定的反应条件,样品的适当处理,底物浓度足够大
酶活力单位:指酶促反应在单位时间(s,min,h)内生成一定量(mg, μg, μmol)的产物或只记的分支结构可能消耗一定量的底物所需的酶量。酶活力测定方法如化学测定法,光学测定法,气体测定法等
酶的抑制剂:能够使酶的催化活性降低或者丧失的物质,在抑制剂作用下,酶的催化活性降低甚至丧失,从而影响没的催化功能,有可逆和不可逆抑制剂,酶的可逆抑制剂分为竞争性抑制,非竞争抑制,反竞争抑制
竞争性抑制:指抑制剂和底物竞争与酶分子结合而引起带的抑制作用,它与酶作用底物的结构相似,与酶分子结合以后,底物分子就不能与酶分子结合,从而对酶的催化到抑制作用
非竞争性抑制:抑制剂与底物分别于酶分子上的不同点结合而引起酶活性降低的抑制作用
反竞争性抑制:在底物与酶分子结合生成中间复合物后,抑制剂在于中间复合物结合而引起的抑制作用。
酶的发酵生产:经过预先设计,通过人工操作,利用微生物的生命活动获得所需的酶的技术过程,称为酶的发酵生产
细胞活化:保藏的菌种在发酵生产之前,必须接种于新鲜的固体培养基上,在一定的条件下进行培养,使细胞的生命活性得以恢复,此过程称为细胞活化
扩大培养:增加发酵时的数量,经过一级至数级扩大培养。培养基称为种子培养基
培养基:广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长繁殖所需的一组营养物质和原料。同时培养基也为微生物培养提供除营养外的其它所必须的条件
发酵动力学:是研究发酵过程中细胞生长速率,产物生产速率、基质消耗速率以及环境因素对这些速率的影响规律的科学
端粒酶:端粒是真核生物染色体的末端结构式有富含G和T的DNA简单重复序列不断重复而成,具有保护真核生物染色体免遭破坏,它是通过端粒酶催化作用而生成的。端粒酶是催化端粒合成和延长的酶,端粒酶是一种核糖核蛋白,包含蛋白质和RNA两种基本成分,其RNA组分中含有构建端粒重复序列的核苷酸模板序列,在合成端粒的过程中,端粒酶以其本身的RNA组分作为模板吧端粒重复序列加到染色体DNA末端,是端粒延长
抗体酶:又称催化性抗体,是一类具有生物催化功能的抗体分子,抗体酶同时具有抗体的高度特异性以及酶的高效催化能力,它是通过人工设计,采用现代生物技术而获得的一类新的生物催化,抗体酶的制备方法,主要有诱导法,修饰法
模拟酶:是在分子水平上模拟酶活性中心的结构特征和催化作用基质,设计并合成的防酶体系
固定化酶:与水不溶性载体结合,在一定的空间范围内气催化作用的酶优点:纯化简单,提高产物质量,应用范围广,多次使用,可以装塔连续反应。缺点:首次投入成本高大分子底物较困难 方法:吸附法、包埋法(凝胶/半透膜包埋法)、结合法(离子键/共价键结合法)交联法、热处理法
影响固定化酶性质的因素:酶本身的变化、载体的影响、固定化方法的影响
固定化酶活性损失的原因:酶本身的失活、酶从载体上脱落、载体的破碎或溶解
固定化酶的性质:固定化对酶活性的影响、固定化对酶稳定性的影响、最适pH的变化、最适温度变化、底物特异性与游离酶不同、米氏常数Km的变化
固定化细胞:固定在载体上并在一定的空间范围内进行生命活动的细胞称为固定化细胞。固定化细胞能进行正常的生长、繁殖和新陈代谢,又称固定化活细胞或固定化增殖细胞 方法:吸附法、包埋法
翻译:以mRNA为模板,以氨基酸为底物,在核糖体上通过各种tRNA,酶和辅助因子的作用,合成多肽的过程
共阻遏物:酶催化作用的产物或代谢物途径的末端产物使该酶的生物合成受阻。引起反馈阻遏的物质称为共阻遏物
沉淀分离是通过改变某些条件或添加某些物质,使酶的溶解度降低,从溶液中沉淀析出与其他溶质分离的技术过程



1楼2010-06-26 15:07回复
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    盐析沉淀法:在高浓度的中性盐存在下,蛋白质类酶在水溶液中的溶解度降低,产生沉淀的过程
    有机溶剂沉淀法:在含有溶质的水溶液中加入一定量亲水的有机溶剂,降低溶质的溶解度,使其沉淀析出。
    等电点沉淀法:调节体系pH值,使两性电解质的溶解度下降,析出的操作称为等电点沉淀
    干燥:用热能加热物料,使物料中水分蒸发而干燥或者用冷冻法使水分结冰后升华而除去的单元操作;通常是生物产品分离的最后一步.
    常用的干燥方法:真空干燥、冷冻干燥、喷雾干燥、气流干燥、吸附干燥
    酶的提取是指在一定的条件下,用适当的溶剂或溶液处理含酶原料,使酶充分溶解到溶剂或溶液中的过程。也称为酶的抽提
    离心分离:离心分离是借助于离心机旋转所产生的离心力,使不同大小、不同密度的物质分离的技术过程
    膜分离技术:借助于一定孔径的高分子薄膜,将不同大小、不同形状和不同特性的物质颗粒或分子进行分离的技术称为膜分离技术
    膜:在一种流体相间有一层薄的凝聚相物质,把流体相分隔开来成为两部分,这一薄层物质称为膜
    膜分离过程的实质是物质透过或被截留于膜的过程,近似于筛分过程,依据滤膜孔径大小而达到物质分离的目的,故而可以按分离粒子大小进行分类:微滤,超滤,反渗透虑,纳滤,电渗析
    过滤:是借助于过滤介质将不同大小、不同形状的物质分离的技术过程。过滤介质多种多样,常用的有滤纸、滤布、纤维、多孔陶瓷、烧结金属和各种高分子膜等,可以根据需要选用。
    等密度梯度离心:当欲分离的不同颗粒的密度范围处于离心介质的密度范围内时,在离心力作用下,不同浮力密度的颗粒或向下沉降,或向上漂浮,只要时间足够长,就可以一直移动到与它们各自的浮力密度恰好相等的位置,形成区带,这种方法称为等密度梯度离心
    密度梯度离心:是样品在密度梯度介质中进行离心,使沉降系数比较接近的物质分离的一种区带分离方法。常用的梯度介质有蔗糖、甘油等。
    差速离心:是指采用不同的离心速度和离心时间,使不同沉降速度的颗粒分批分离的方法.
    电渗析技术:电渗析技术是在直流电场的作用下,由于离子交换膜的阻隔作用,实现溶液的淡化和浓缩,分离推动力是静电引力
    分离:需要通过凝胶层析等方法进行分离,将具有不同修饰度的酶分子分开,从中获得具有较好修饰效果的修饰酶。
    电泳印迹:电泳转移即电泳印迹。它是利用低电压,大电流的直流电场使凝胶电泳的分离区带或电泳斑点转移到特定的膜上 。
    电荷效应:各种蛋白质按其所带电荷的种类及数量,在电场向一定电极,以一定速度泳动。
    分子筛效应:区别不同大小分子种类的能力是凝胶所具有的一种筛分大小的能力即分子筛效应。这种效应与凝胶过滤过程中的情况不同。
    聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE);是以聚丙烯酰胺凝胶作为支持介质的电泳方法 PAGE应用广泛,可用于蛋白质、酶、核酸等生物分子的分离、定性、定量及少量的制备,还可测定分子量、等电点等
    琼脂糖凝胶电泳主要用于分离、鉴定核酸,如DNA鉴定,DNA限制性内切酶图谱制作等,为DNA分子及其片段分子量测定和DNA分子构象的分析提供了重要手段。
    琼脂糖凝胶电泳的基本操作 : 配制缓冲液贮备液 2、水平型琼脂糖凝胶制备 3、样品的制备与点样 4、电泳 5、染色 6、样品回收
    超滤:需要增加流体的静压力,改变天然过程的方向,才可能发生含有低分子量化合物的溶剂流通过膜,此时的推动力是流体静压力与渗透压的压差
    反渗透:是一种以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作,孔径范围在< 20Å ;(由于分离的溶剂分子往往很小,不能忽略渗透压的作用,故而成为反渗透)
    电渗析:以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性,从溶液中脱除或富集电解质的膜分离操作;
    


    2楼2010-06-26 15:07
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      电渗现象:一个U形管的底部装上一块素烧瓷板(密封)管中装入液体,并在两端加入电极通电,就会看到负极的液面上升。因为瓷板带有负电荷,液体相对地带有正电荷,因而向负极移动。这种液体在电场中对于一个固体支持物的相对移动,称为电渗现象
      电渗析技术:是在直流电场的作用下,由于离子交换膜的阻隔作用,实现溶液的淡化和浓缩,分离推动力是静电引力
      酶定向进化技术:是模拟自然进化过程,在体外进行基因的随机突变,建立突变基因库,通过人工控制条件的特殊环境,定向选择得到具有优良特性的酶的突变体的技术过程。它不需要是想了解酶的结构催化功能,作用机制等有关信息,应用面广,通过易错PCR,DNA重排,基因重排等技术,在体外人为的进行基因的随机突变,短时间内可以获得大量不同的突变基因,建立突变基因库,在人工控制条件的特殊环境下进行定向选择,进化方向明确,目的性强,酶的定向进化史一种快速有效的改进酶的催化特性的手段,通过每的定向进化,有可能获得具有优良特性的新酶分子。
      酶反应器:酶和固定化酶在体外进行催化反应时,都必需在一定的反应容器中进行,以便控制酶催化反应的各种条件和催化反应的速度。用于酶进行催化反应的容器及其附属设备称为酶反应器。酶反应器是用于完成酶促反应的核心装置。它为酶催化反应提供合适的场所和最佳的反应条件,以便在酶的催化下,使底物(原料)最大限度地转化成产物。它处于酶催化应过程的中心地位,是连接原料和产物的桥梁 类别:分批搅拌反应器 连续流搅拌桶反应器 连续搅拌桶-超滤反应器 填充床反应器 循环反应器 流化床反应器
      反应器中酶催化活性损失原因:酶本身失效、酶从载体上脱落、载体肢解、扩散限制效应
      提取分离法:是采用各种提取、分离、纯化技术从动物、植物的组织、器官、细胞或微生物细胞中将酶提取出来,再进行分离纯化的技术过程
      酶的分离纯化:是采用各种生化分离技术,诸如:离心分离、过滤与膜分离、萃取分离、沉淀分离、层析分离、电泳分离、以及浓缩、结晶、干燥等,使酶与各种杂质分离,达到所需的纯度,以满足使用的要求。
      发酵动力学:主要研究在发酵过程中细胞生长速率,产物形成速率以及环境因素对速率的影响;在酶的发酵生产中,研究酶发酵动力学对于了解酶生物合成模式、发酵条件的优化控制和提高酶产量具有重要的理论指导意义。它包括细胞生长动力学,产物生成动力学,基质消耗动力学。细胞生长动力学主要研究发酵过程中细胞生长速度以及各种因素对细胞生长速率的影响规律,产酶生成成动力学主要研究发酵过程中产物生成速率以及各种因素对产物生成速率的影响规律,基质消耗动力学主要研究发酵过程中基质消耗速率以及各种因素对基质消耗速率的影响,在酶的发酵生产中,研究发酵动力学,对了解酶的生物合成,发酵工艺条件的优化控制,提高酶的产率等均有重要意义
      酶分子修饰:通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变,从而改变酶的某些特性和功能的技术过程称为酶分子修饰。即:在体外将酶分子通过人工的方法与一些化学基团(物质),特别是具有生物相容性的物质,进行共价连接,从而改变酶的结构和性质。其生物学意义提高酶的活力;增强酶的稳定性;降低或消除酶的抗原性;研究和了解酶分子中主链、侧链、组成单位、金属离子和各种物理因素对酶分子空间构象的影响
      酶分子修饰包括金属离子置换修饰、大分子结合修饰、侧链基团修饰、肽链有限水解修饰、核苷酸链有限水解修饰、氨基酸置换修饰、核苷酸置换修饰和酶分子的物理修饰
      修饰剂的选择:大分子结合修饰采用的修饰剂是水溶性大分子。例如,聚乙二醇(PEG)、右旋糖酐、蔗糖聚合物(Ficoll)、葡聚糖、环状糊精、肝素、羧甲基纤维素、聚氨基酸等。要根据酶分子的结构和修饰剂的特性选择适宜的水溶性大分子。
      


      3楼2010-06-26 15:07
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        • 125.45.67.*
        修饰剂的活化:作为修饰剂中含有的基团往往不能直接与酶分子的基团进行反应而结合在一起。在使用之前一般需要经过活化,然后才可以与酶分子的某侧链基团进行反应。
        修饰:将带有活化基团的大分子修饰剂与经过分离纯化的酶液,以一定的比例混合,在一定的温度、pH值等条件下反应一段时间,使修饰剂的活化基团与酶分子的某侧链基团以共价键结合,对酶分子进行修饰。
        金属离子置换修饰:把酶分子中的金属离子换成另一种金属离子,使酶的催化特性发生改变的修饰方法
        金属离子置换修饰过程和作用:过程1、酶的分离纯化2、除去原有的金属离子3、加入置换离子。作用:1、阐明金属离子对酶催化作用的影响2、提高酶催化效率3、增强酶稳定性4、改变酶的动力学特性
        大分子结合修饰:使用一些能与酶非共价地相互作用而又能有效地保护酶的一些添加物,如聚乙二醇、右旋糖苷等,它们既能通过氢键固定在酶分子表面,也能通过氢键有效地与外部水相连,从而保护酶的活力
        分子内催化的R酶:是催还本身RNA分子进行反应的一类核酸类酶,该大类酶均为RNA前提,由于这类酶是催化分子内反应,所以冠以自我。根据酶催化反应类型分自我剪切酶和自我剪接酶。自我剪切酶是催化本身RNA进行剪切反应的R酶,具有自我剪切功能的R酶是RNA的前提,他可以在一定条件下催化本身的RNA进行剪切反应,使RNA前提生成成熟的RNA分子和另一个RNA片段。自我剪接酶是在一定条件下催化本身RNA分子同时进行剪切和连接反应的R酶,此酶都是RNA前提,他可以同时催化RNA前提本身的剪切和连接两种的反应根据其结构特点和催化特性的不同,此酶可分为含IVS的R酶和含II型IVS的R酶等
        液体深层发酵:采用液体培养基,置于生物反应器中,经过灭菌,冷却后,接种产酶细胞,在一定的条件下,进行发酵,生产得到所需的酶,液体深层发酵不仅适合于微生物细胞的发酵生产,也可用于植物细胞和动物细胞的培养,液体深层发酵的机械化程度高,技术管理较严格,酶的产率较高,质量较稳定,产品回收率高,是目前酶发酵生产的主要方式
        微生物酶开发的一般程序:样品的采集、菌种的分离、菌种的初筛、菌种的复筛、对复筛获得菌株的要求、最佳产酶条件的初步确定、微生物产酶性能的进一步提高、微生物酶的提取方法、微生物产酶菌种的保藏
        影响酶催化作用的因素:底物浓度、酶浓度、抑制剂、温度、PH、激活剂
        酶的发酵生产根据微生物的培养方式可分为:固体培养发酵、液体深层发酵、固定化微生物细胞发酵和固定化微生物原生质体发酵
        酶发酵生产常用的微生物有哪些?简介产酶性质?
           枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、黑曲霉、米曲霉、青霉、木霉、根霉、毛霉、链霉菌、啤酒酵母、假丝酵母。特点:1.酶的产量高2.用以培养和管理)3。产酶稳定性好4。利于酶的分离纯化5。安全可靠,无毒性
        简述发酵工艺条件是如何调节控制的?
        细胞活化与扩大培养(活化:使用以前,必须接种于新鲜的斜面培养基上,在一定条件下进行培养,以恢复细胞的生命活动能力。扩大培养:增加发酵时的数量,经过一级至数级扩大培养。培养基称为种子培养基)、培养基的配制(培养基:广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长繁殖,所需的一组营养物质和原料。同时培养基也为微生物培养提供除营养外的其它所必须的条件。)、 pH值的调节控制(培养基中的pH值与微生物生命活动有着密切关系,各种微生物有其可以生长的和最适生长的pH范围)、温度的调节控制(通常在生物学范围内每升高10℃,生长速度就加快一倍,所以温度直接影响酶反应,对于微生物来说,温度直接影响其生长和合成酶)、溶解氧的调节控制 (微生物对氧的需要不同,是由于依赖获得能量的代谢方面的差异)、种龄与接种量 (种子培养期应取菌种的对数生长期为宜,接种量的大小直接影响发酵周期。)
        提高酶产量的措施有哪些?
        首先要选育或选择使用优良的产酶细胞,打破酶合成调节限制的方法:1、通过条件控制提高酶产量:添加诱导物、降低阻遏物浓度2、通过基因突变提高酶产量:使诱导型变为组成型,使阻遏型变为去阻遏型3、其它提高酶产量的方法:添加表面活性剂、添加产酶促进剂
        酶生物合成模式有哪些?
        同步合成型:又称生长偶联型,是指酶合成与细胞生长同步进行,当细胞生长进入对数期时,酶也大量合成;当细胞进入稳定期时,酶的合成也停止。该类型酶的生物合成可以有其诱导生成,不受分解代谢物的阻遏和产物的反馈阻遏作用,mRNA很不稳定。
        延续合成型: 酶的合成伴随着细胞生长而开始,但在细胞生长进入稳定期后,酶的合成仍将延续较长一段时间。酶的生物合成可以受诱导物的诱导,不受分解代谢物阻遏,mRNA相当稳定。
        中期合成型:酶的合成在细胞生长一段时间后才开始,而在细胞生长进入稳定期后,酶的合成也终止。酶的生物合成受到产物反馈阻遏作用或分解代谢物阻遏作用,mRNA稳定性较差。
        滞后合成型:只有当细胞生长进入稳定期后才开始酶的合成并大量积累,主要受培养基中存在的阻遏物的阻遏作用,mRNA稳定性较好。
        


        4楼2010-06-26 15:07
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