酶工程 蛋白复习 基础和重点

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1、第一章绪论1、酶工程：从应用目的出发研究酶，在一定的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的物质。是酶学和工程学相互渗透结合形成的一门新的技术科学，是酶学、微生物学的基本原理与化学工程有机结合而产生的边缘科学。2、生物催化（Biocatalysis)：利用酶或有机体（细胞或细胞器等）作为催化剂实现化学转化的过程。3、酶的命名有两种方法：系统名、惯用名。系统名：包括所有底物的名称和反应类型。（如：乳酸：NAD+氧化还原酶）惯用名：只取一个较重要的底物名称和反应类型。（如：乳酸脱氢酶）4、酶可分为以下六大类：（1）氧化还原酶l氧化-

2、还原酶催化氧化-还原反应。l主要包括脱氢酶(dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。l如乳酸(Lactate)脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。（2）转移酶l转移酶催化基团转移反应，即将一个底物分子的基团或原子转移到另一个底物的分子上。例如，谷丙转氨酶催化的氨基转移反应。（3）水解酶l水解酶催化底物的加水分解反应。l主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。l例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反应：（4）裂合酶l裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或原子形成双键的反应及其逆反应。l主要包括醛缩酶、水化酶及脱氨酶等。l例如，延胡索酸

3、水合酶催化的反应。（5）异构酶l异构酶催化各种同分异构体的相互转化，即底物分子内基团或原子的重排过程。例如，6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。（6）合成酶l合成酶，又称为连接酶，能够催化C-C、C-O、C-N以及C-S键的形成反应。这类反应必须与ATP分解反应相互偶联。lA+B+ATP+H-O-H===A¾B+ADP+Pil例如，丙酮酸羧化酶催化的反应。丙酮酸+CO2®草酰乙酸（7）核酸酶l核酸酶是唯一的非蛋白酶。它是一类特殊的RNA，能够催化RNA分子中的磷酸酯键的水解及其逆反应。5、酶的组成酶的催化专一性主要决定于蛋白部分。辅因子通常是作为

4、电子、原子或某些化学基团的载体。6、活性部位和必需基团必需基团：这些基团若经化学修饰使其改变，则酶的活性丧失。活性部位：酶分子中直接与底物结合，并和酶催化作用直接有关的部位。7、酶的催化特点（1）高效催化能力：有酶加入比无酶参加反应速度一般要高107-1013（3）专一性：包括结构专一性（族（基团）专一性和绝对专一性）和立体异构专一性（3）调节性：酶浓度的调节、激素调节、共价修饰调节、限制性蛋白水解作用与酶活力调控、抑制剂的调节、反馈调节、金属离子和其他小分子化合物的调节8、影响酶活力的因素：酶的催化作用受到底物浓度、酶浓度、温度、pH值、激

5、活剂浓度、抑制剂浓度等诸多因素的影响。酶活力单位：在特定条件下（温度可采用25℃或其它选用的温度，pH等条件均采用最适条件），每1min催化1μmol的底物转化为产物的酶量定义为1个酶活力单位。这个单位称为国际单位。（1）酶浓度对酶促反应速度的影响条件：底物浓度足够大反应速度与酶浓度成正比（2）底物浓度对酶促反应速度的影响米氏方程当【S】很小时，V=Vm【S】/Km，一级反应当【S】很大时，V=Vm[S]/[S]=V，0级反应Km值等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度，单位是mol/L。（3）温度对酶促反应速度的影响：最适温度（4）

6、PH对酶促反应速度的影响：最适pH时的酶活力最大（5）抑制剂对酶促反应速度的影响（1）不可逆抑制作用抑制剂与酶活性中心必需基团共价结合，不能用透析、超滤等物理方法将其除去常见抑制剂：巯基酶抑制剂、丝氨酸酶抑制剂（2）可逆抑制作用l概念：抑制剂与酶非共价结合，可用透析、超滤等方法除去l类型：竞争性抑制作用非竞争性抑制作用反竞争性抑制作用a.竞争性抑制：抑制剂结构与底物结构相似,互相竞争酶的活性中心，从而抑制酶的活性特点:1.i与S结构相似；2.i与S互相竞争与酶结合；3.抑制程度取决于[S]和[i]的相对比例；4.↑[S]，可以减少或去除抑制作

7、用。（Km↑，Vm不变）b.非竞争性抑制作用:抑制剂和底物结构不相似，两者互不干扰，同时与酶结合，从而抑制酶活性。特点：1.i与S结构不相似；2.i与S互不干扰同时与酶结合；3.抑制程度只取决于[i]的浓度；4.↑[S]，不能去除抑制作用。（Km不变，Vm↓）c.反竞争性抑制作用：抑制剂仅与酶-底物复合物（ES）结合，使酶失去催化活性Km、Vmax都变小第一章酶的分离纯化1第二章酶的分离纯化1．酶的提取、分离纯化技术路线发酵液动物、植物或微生物细胞——>细胞破碎——>酶提取——>酶分离纯化——>酶浓缩——>酶贮存酶分离纯化可采用离心分离、过滤

8、分离、沉淀分离、层析分离、电泳分离、萃取分离2、，酶分离纯化不同阶段酶的纯化过程，约可分为三个阶段：(1)粗蛋白质(crudeprotein):采样→均质打破细胞→