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酶不仅作为一类重要的研究对象，同时也作为重要的研究工具。

第二章

1.工业酶制剂的主要来源于动物、植物、微生物。

三种方法：

从组织提取：

木瓜蛋白酶、凝乳蛋白酶；

微生物发酵：

最大量的来源；

化学及生物合成：

生物重组。

2.利用微生物产酶的优点：

（1）微生物种类多、酶种丰富，且菌株易诱变，菌种多样。

（2）微生物生长繁殖快，易提取酶，特别是胞外酶。

（3）微生物培养基来源广泛、价格便宜。

（4）可以采用微电脑等新技术，控制酶发酵生产过程，生产可连续化、自动化，经济效益高。

（5）可以利用以基因工程为主的现代分子生物学技术，选育菌种、增加酶产率和开发新酶种。

3.微生物酶的生产方式：

一、固体发酵法二、液体发酵法（1.液体表面发酵法2.液体深层通气发酵法）

4.水、碳源、氮源、无机盐和生长素，它们被称为微生物培养基的五要素。

酶的培养还需要：

生长因子和产酶促进剂。

5.酶有两种，一种是胞内酶，必须对进行破碎，将酶抽提到液相中；

另一种是胞外酶，在发酵时酶已经透过细胞壁进入发酵液中。

6.酶纯化过程全部工作包括三个基本环节：

抽提、纯化和精制。

7.纯化方法都是在下面几种性质的基础上而建立起来的。

（一）利用溶解度的差异

（二）利用分子大小的差异；

（三）利用酶和杂蛋白解离性质的不同

（四）利用酶和杂蛋白在两个相中的分配系数不同

（五）利用稳定性上的差异

（六）根据酶和底物、辅助物质以及抑制剂间具有相互亲和作用的特点。

（七）利用吸附能力不同的分离纯化方法

8.盐析：

蛋白质在高浓度中性盐溶液中会沉淀析出，称为盐析。

9.盐析原理：

高浓度盐离子与蛋白质分子争夺水化水，破坏蛋白质分子表面的水膜，同时盐离子也会影响蛋白质分子所带电荷，从而引起蛋白质沉淀，但通常不会引起蛋白质的变性。

10.凝胶过滤又称凝胶色谱和分子筛层析。

最常用的是葡聚糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶。

凝胶过滤的基本原理：

凝胶物质具有一定大小的孔径，当将选定的凝胶物质装入层析柱后，再通过待分离溶液时，由于其中大于凝胶孔径的分子都会被排阻在胶粒外，因此将沿着胶粒缝隙而直接流出；

而小于该孔径的分子，由于可以自由出入胶粒内外，因此它们将“绕道通过”。

这样通过一定长度的凝胶层析柱后，大小分子就将依次先后流出。

（大分子先出来）

11.酶制剂通常有下列四种剂型：

液体酶制剂、固体粗酶制剂、纯酶制剂、固定化酶制剂。

12.

13.液体深层通气发酵法的特点：

液体深层通气发酵法的液态培养基的流动性大，对工艺条件后温度、溶氧、pH和营养成分等控制较容易，有利于自动控制；

同时后密闭的发酵罐内纯种发酵，因而产酶纯度高，质量也较稳定；

还具有机械化程度高、劳动强度小、设备利用率高等优点。

14.细胞破碎的方法:

①机械破碎（捣碎法、研磨法、匀浆法）②物理破碎（温度差破碎法、压力差破碎法、超声波破碎法）③化学破碎（有机溶剂、表面活性剂）④酶促破碎（自溶法、外加酶制剂法）

15.酶纯化水平的评判：

酶经分离、纯化后要确定该纯化步骤是否适宜，必须经过对有关参数的测定及计算才能确定。

酶的产量是以活力单位表示，因此在整个分离过程中每一步始终贯穿比活力和总活力的检测、比较。

16.测定酶活常用的方法：

分光光度法、荧光法、同位素法、电化学法及其他方法（旋光法、量气法、量热法和层析法等）。

17.酶纯度鉴定方法：

色谱法、电泳法、结晶法。

（有时也需相互验证）

18.影响酶保存期的因素：

（1）温度：

在低温条件下（0-4℃）使用、处理和保存。

有的需要更低的温度，加入甘油或多元醇有保护作用。

（2）pH与缓冲液：

pH应在酶的pH稳定范围内，采用缓冲液保存。

（3）酶蛋白浓度：

一般酶浓度高较稳定，低浓度时易于解离、吸附或发生表面变性失效。

（4）氧：

有些酶易于氧化而失活。

（5）为提高酶稳定性，常加入下列稳定剂：

①底物、抑制剂和辅酶，它们的作用可能是通过降低局部的能级水平，使酶蛋白处于不稳定状态的扭曲部分转入稳定状态。

②对巯基酶，可加入－SH保护剂。

如二巯基乙醇、GSH（谷胱甘肽）、DTT（二硫苏糖醇）等。

③其他如Ca2+能保护α－淀粉酶，Mn2+能稳定溶菌酶，Cl－能稳定透明质酸酶。

19.在凝胶过滤中分离效果以分辨力来表示。

影响分辨力的因素很多，主要有凝胶的类型、分离柱的形状（径高比）、上柱量、流速以及溶质在柱中的扩散形式等。

第三章

1.酶的分子组成：

单纯酶（仅由氨基酸残基构成）、结合酶（酶蛋白、辅助因子）。

酶的活性中心：

结合基团、催化基团（均为必需基团）。

2.全酶的组成：

蛋白质部分（酶蛋白）、辅助因子（金属离子、小分子化合物）

3.金属离子作为辅助因子的作用：

稳定酶的构象；

参与催化反应，传递电子；

在酶与底物间起桥梁作用；

中和阴离子，降低反应中的静电斥力等。

4.小分子有机化合物作为辅助因子的作用：

参加催化过程，在反应中起运载体的作用，传递电子、质子或其它基团。

5.酶的必需基团：

酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，一些与酶活性密切相关的化学基团。

6.酶的活性中心或活性部位：

酶的必需基团在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异地结合，并将底物转化为产物，这一区域称为酶的活性中心。

7.活性中心的必需基团：

结合基团（bindinggroup），催化基团（catalyticgroup）。

8.活性中心常见基团：

His残基的咪唑基、Ser残基的羟基、Cys残基的巯基及Glu残基的γ-羧基。

9.活性中心以外的必需基团：

为维持酶活性中心应有的空间构象所必需。

10.酶的催化作用取决于活性中心。

11.酶的催化作用依赖于降低反应的活化能。

12.酶的催化机理：

中间产物机制、诱导契合机制。

13.与酶高效性有关的因素：

A.邻近效应与定向排列（邻近效应提高了酶的活性中心底物的浓度；

定向排列缩短了底物与催化基团间的距离;

提高反应速度（成功率）。

B.诱导“电子云形变”C.酸碱催化、共价催化（酶活性中心提供H+或提供H+受体使敏感键断裂的机制称酸碱催化。

）

14.果胶酶包括两类:

一类能催化果胶解聚，一类能催化果胶分子中的酯水解。

15.淀粉酶的分类及特性：

系统名称

常用名

作用特性

水解产物

α-1.4葡聚糖-4-葡聚糖水解酶

α-淀粉酶或液化酶

不规则的分解淀粉、糖原类α-1.4键

以直链淀粉为底物时，产生葡萄糖和麦芽糖。

以支链淀粉为底物时，产生葡萄糖、麦芽糖和一系列α-限制糊精

α-1.4葡聚糖-葡萄糖水解酶

糖化型淀粉酶或葡萄糖淀粉酶

从非还原性未端以葡萄糖为单位顺次分解淀粉糖原类的α-1.4键，对α-1.3、α-1.6也有效

以直链淀粉为底物时，产物葡萄糖

以支链淀粉为底物时，不完全，有葡萄糖，可能还有β-限制糊精。

α-1.4葡聚糖-4-麦芽糖水解酶

β-淀粉酶

从非还原性未端以麦芽糖为单位,分解淀粉糖原类的α-1.4键

以直链淀粉为底物时，麦芽糖外，还有麦芽三糖和葡萄糖（奇数糖基）。

以支链淀粉为底物时，麦芽糖、β-限制糊精

支链淀粉-6-葡聚糖水解酶

异淀粉酶

对α-1.6键分解速度快,分解支链淀粉、糖原中α-1.6键

直链淀粉

16.1、催化果胶物质解聚的酶：

（1）作用于果胶的酶A、聚甲基半乳糖醛酸酶（PMG）（a）内切-PMG（EC3,2,1,41）；

（b）外切-PMGB、聚甲基半乳糖醛酸裂解酶（PMGL）或果胶裂解酶（a）内切-PMGL（EC4,2,2,10）；

（b）外切-PMGL

（2）作用于果胶酸的酶：

A、聚半乳糖醛酸酶（PG）（a）内切-PG（EC3,2,1,67）；

（b）外切-PG（EC3,2,1,67）。

B、聚半乳糖醛酸裂解酶（PGL）或果胶酸裂解酶（a）内切-PGL（EC4,2,2,2）；

（b）外切-PGL（EC4,2,2,9）。

2、果胶酯酶（PE）果胶、果胶酰基水解酶（EC3,1,1,11）。

17.果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。

果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。

果胶酶能够分解果胶，瓦解植物细胞的细胞壁及胞间层，使榨取果汁更容易，而果胶分解成可溶的半乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变澄清。

18.蛋白酶的分类：

（一）根据来源分类

（1）植物：

菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶、无花果蛋白酶

（2）动物：

胃、胰蛋白酶、凝乳酶（胃）（3）微生物：

1398枯草杆菌、3942栖土曲霉蛋白酶、放线菌蛋白酶。

（二）作用模式分类

肽链端解酶：

从肽链的一个末端开始将氨基酸水解下来。

羧肽酶：

从肽链的羧基末端开始。

氨肽酶：

从肽链的氨基末端开始。

肽链内切酶：

从肽链的内部将肽链裂解。

巯基蛋白酶

金属蛋白酶

19.蛋白酶水解蛋白质的苦味来源：

蛋白质中的疏水性氨基酸（酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸和丙氨酸）是导致蛋白质经水解后产生苦肽的重要原因。

如果采取有控制的酶水解，使蛋白质的水解反应停止在某一个阶段，使肽链具有足够的长度将疏水性氨基酸埋藏在它的结构的内部，就能减少水解蛋白质的苦味。

20.过氧化物酶是由单一肽链与一个铁卟啉辅基结合构成的血红蛋白。

过氧化氢酶属于最耐热的酶类，在果蔬加工中常被当作热处理是否充分的指标。

21.过氧化物酶在食品加工中的应用：

（1）氧化吲哚乙酸，参与植物生长调节。

（2）过氧化物酶是果蔬成熟和衰老的指标。

（3）过氧化物酶的活力与果蔬产品，特别是非酸性蔬菜在保藏期间形成的不良风味有关。

（4）过氧化氢酶属于最耐热的酶类，在果蔬加工中常被当作热处理是否充分的指标。

第四章

1.酶的动力学研究包括哪些内容?

酶促反应动力学以化学动力学为基础，通过对酶促反应速度的测定来讨论诸如底物浓度、抑制剂、温度、pH和激活剂等因素对酶促反应速度的影响。

2.酶催化的反应速度愈大，酶的活力愈高；

与此相反，酶催化的反应速度愈小，酶的活力就愈低。

由于反应初速度与酶量呈线性关系，因此可以用测定反应初速度的方法来测定相关制剂中酶的含量。

研究前提：

单底物、单产物反应；

酶促反应速度一般在规定的反应条件下，用单位时间内底物的消耗量和产物的生成量来表示；

反应速度取其初速度，即底物的消耗量很小（一般在5﹪以内）时的反应速度；

底物浓度远远大于酶浓度。

（[S]》[E]）

3.反应初速度随底物浓度变化曲线

当底物浓度较低时，反应速度与底物浓度成正比；

反应为一级反应。

随着底物浓度的增高，反应速度不再成正比例加速；

反应为混合级反应。

当底物浓度高达一定程度，反应速度不再增加，达最大速度；

反应为零级反应。

4.中间络合物学说三个假设：

（1）E与S形成ES复合物的反应是快速平衡反应，而ES分解为E及P的反应为慢反应，反应速度取决于慢反应即V＝k3[ES]。

（2）S的总浓度远远大于E的总浓度，因此在反应的初始阶段，S的浓度可认为不变即[S]＝[St]。

（3）P→0忽略

这步反应

5.

（1）米氏常数Km的意义：

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。

①Km是酶的特性常数：

与pH、温度、离子强度、酶及底物种类有关，与酶浓度无关，可以鉴定酶。

②可以判断酶的专一性和天然底物；

Km值最小的底物——最适底物/天然底物；

1/Km近似表示酶对底物的亲和力：

1/Km越大、亲和力越大。

③根据Km：

判断某[s]时v与Vmax的关系；

判断抑制剂的类型。

④Km可帮助判断某代谢反应的方向和途径；

催化可逆反应的酶对正/逆两向底物Km不同——Km较小者为主要底物

6.丙酮酸浓度较低时：

代谢哪条途径决定于Km最小的酶。

7.

（1）Lineweaver-Burk双倒数作图法

8.抑制剂对酶促反应速度的影响：

由于酶的本质是蛋白质，凡可使酶蛋白变性而引起酶活力丧失的作用都称为失活作用（inactivation）。

如果由于酶必需基团的化学性质发生改变，但酶并未发生变性，而引起酶活力降低或丧失的作用则称为抑制作用（inhibition）。

导致酶发生抑制作用的物质称为抑制剂（inhibitor）。

9.抑制作用的分类依据：

能否用透析、超滤等物理方法除去抑制剂，使酶复活。

分为：

不可逆抑制与可逆抑制。

10.不可逆抑制作用：

抑制剂与酶必需基团以牢固的共价键相连。

很多为剧毒物质：

重金属、有机磷、有机汞、有机砷、氰化物、青霉素、毒鼠强等。

11、可逆抑制作用：

（1）竞争性抑制

（2）非竞性抑制（3）反竞争性抑制。

12.可逆和不可逆抑制作用的鉴别：

（附页）

13.其他因素对酶反应的影响:

温度对酶促化学反应速度的影响主要表现在：

其一是当温度升高时，与一般化学反应一样，反应速度加快，可以用反应的温度系数来衡量这种影响。

其二是随着温度逐渐升高，酶蛋白会因逐渐变性而失活，导致酶促化学反应速度下降。

在较低的温度范围内，酶促化学反应速度随温度升高而增大；

在超过一定温度后，酶促化学反应速度随温度升高而下降；

只有在某一温度条件下，酶促化学反应速度达到最大值，该温度即酶促化学反应的最适温度。

在酶促化学反应的最初阶段，第一个方面的影响占主导地位，反应速度随温度升高而增加；

当反应温度逐渐高于最适温度时，酶蛋白变性逐渐突出，其影响占主导地位，反应速度随温度升高的效应也逐渐被酶蛋白变性效应所抵消，反应速度开始迅速下降。

PH的影响：

各种酶在一定条件下都有其特定的最适pH，因此最适pH是酶的特性之一。

酶的最适pH并不是一个常数，受诸如底物种类和浓度、缓冲液种类和浓度等因素的影响，因此只有在一定条件下最适pH才有意义。

14.凡是能提高酶活性的物质都称为激活剂（activator），大部分是无机离子或简单的有机化合物。

15.激活剂对酶的作用具有一定程度的选择性，即一种激活剂只对某种酶起激活作用，而对另一种酶可能不起任何作用或起抑制作用。

有时各种离子之间有拮抗作用，如被K+激活的酶会受Na+的抑制，被Mg2+激活的酶会受Ca2+的抑制。

有时金属离子的作用也可以相互替代，如作为激酶的激活剂的Mg2+可被Mn2+所代替。

16.因浓度不同，同一种激活剂对于同一种酶会起不同的作用。

第五章

1.固定化酶：

是指在一定的空间范围内起催化作用，并能反复和连续使用的酶。

2.固定化酶的优点：

（1）同一批固定化酶能在工艺流程中重复多次地使用；

（2）固定化后，和反应物分开，有利于控制生产过程，同时也省去了热处理使酶失活的步骤；

（3）稳定性显著提高；

（4）可长期使用，并可预测衰变的速度；

（5）提供了研究酶动力学的良好模型。

3.固定化酶的优点：

可能造成部分酶失活

反应动力学可能发生改变

成本大

大分子底物不适宜

不利于多酶体系

必须纯化。

4.固定化酶应遵循以下几个原则：

（1）必须注意维持酶的构象，特别是活性中心的构象。

（2）酶与载体必须有一定的结合程度。

（3）固定化酶应有最小的空间位阻。

（4）固定化应有利于自动化、机械化操作。

（5）固定化酶应有最大的稳定性。

（6）固定化酶的成本适中。

5.酶固定化的方法：

包埋法、载体结合法（吸附法、共价键结合法）、交联法。

6.吸附法：

通过载体表面和酶分子表面间的次级键相互作用而达到固定目的的方法，是固定化中最简单的方法。

酶与载体之间的亲和力是范德华力、疏水相互作用、离子键和氢键等。

吸附法又可分为物理吸附法和离子吸附法。

7.物理吸附法：

通过物理方法将酶直接吸附在水不溶性载体表面上而使酶固定化的方法。

载体：

有机载体：

纤维素、胶原、淀粉及面筋等；

无机载体：

活性炭、氧化铝、皂土、多孔玻璃、硅胶、二氧化钛、羟基磷灰石等。

优点：

操作简单、价廉；

条件温和；

载体可反复使用；

酶与载体结合后，活性部位及空间构象变化不大，固定化酶活力较高。

缺点：

由于靠物理吸附作用，酶和载体结合不牢固，在使用过程中容易脱落。

常与交联法结合使用。

8.离子吸附法：

将酶与含有离子交换基团的水不溶性载体以静电作用力相结合的固定化方法，即通过离子键使酶与载体相结合的固定化方法。

离子交换剂。

阴离子交换剂：

二乙氨基乙基（DEAE）-纤维素、混合胺类（ECTEOLA）-纤维素、四乙氨基乙基（TEAE）-纤维素、DEAE-葡聚糖凝胶等；

阳离子交换剂：

羧甲基（CM）-纤维素、纤维素柠檬酸盐、AmberliteCG-50、IRC-50、IR-200、Dowex-50等。

优点：

操作简便、条件温和、酶活力不易丧失等。

此外，吸附过程同时可以纯化酶。

酶与载体的结合不够牢固，易受环境因素如pH、离子强度、底物浓度等影响。

9.包埋法：

将酶包埋在高聚物的细微凝胶网格中或高分子半透膜内的固定化方法。

前者又称为凝胶包埋法，酶被包埋成网格型；

后者又称为微胶囊包埋法，酶被包埋成微胶囊型。

凝胶包埋法载体：

天然凝胶：

海藻酸钠凝胶、角叉菜胶、明胶、琼脂凝胶、卡拉胶等。

合成凝胶或树脂：

聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和光交联树脂等。

包埋法优缺点：

方法简单；

防止酶渗出；

酶回收率高。

缺点：

只适用于小分子底物和产物的酶；

高聚物网格或半透性膜对小分子物质扩散的阻力可能导致固定化酶的动力学行为改变和活力的降低。

10.共建结合法：

将酶与聚合物载体以共价键结合的固定化方法。

酶蛋白上的功能基团：

（1）酶蛋白N末端的α-氨基或赖氨酸残基的ε-氨基。

（2）酶蛋白C末端的α-羧基、天门冬氨酸残基的β-羧基以及谷氨酸残基的γ-羧基。

（3）半胱氨酸残基的巯基。

（4）丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基的羟基。

（5）组氨酸残基的咪唑基。

（6）色氨酸残基的吲哚基。

（7）苯丙氨酸和酪氨酸残基的苯环。

11.共价结合法优缺点：

酶和载体之间的结合相当牢固，酶稳定性好、可连续使用较长时间。

载体活化的难度较大，操作复杂，反应条件较剧烈，制备过程中酶直接参与化学反应，易引起酶蛋白空间构象变化。

12.载体的功能基团：

芳香氨基、羟基、羧基和羧甲基等。

载体：

天然高分子衍生物：

纤维素、葡聚糖凝胶、琼脂糖；

合成高聚物：

聚丙烯酰胺、多聚氨基酸；

无机载体：

多孔玻璃、金属氧化物。

13.载体活化固定酶法：

重氮法、叠氮法、溴化氰法、烷化法。

14.交联法：

使用双功能或多功能试剂使酶分子之间相互交联呈网状结构的固定化方法。

酶蛋白的功能团：

氨基、酚基、巯基和咪唑基

双功能试剂：

戊二醛、己二胺、异氰酸衍生物、双偶氮联苯和N,N′-乙烯双顺丁烯二酰亚胺等。

交联法优缺点：

结合牢固、稳定性好；

酶活力损失大，交联剂价格昂贵

15.固定化酶的活力在多数情况下比天然酶的活力低，其原因可能是：

①酶活性中心的重要氨基酸残基与水不溶性载体相结合；

②当酶与载体结合时，其构象的改变导致了酶与底物结合能力或催化底物转化能力的改变；

③酶被固定化后，虽不失活，但酶与底物间的相互作用受到空间位阻的影响。

个别情况下，酶经固定化后其活力升高，可能是由于固定化后酶的抗抑能力提高使得它反而比游离酶活力高。

16.固定化酶的稳定性增强主要表现在：

（1）操作稳定性

（2）贮藏稳定性（3）热稳定性（4）对蛋白酶的稳定性（5）酸碱稳定性

17.固定化酶性质改变的动力学因素：

（1）酶分子构象改变、化学改变的影响

（2）微环境的影响（3）扩散限制、分配效应的影响（4）立体屏蔽的影响

18.细胞固定化：

通过各种方法将细胞与水不溶性的载体结合，制备固定化细胞的过程称为细胞固定化。

19.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。

固定化细胞能够进行正常的生长、繁殖和新陈代谢，所以又称为固定化活细胞或固定化增殖细胞。

20.固定化细胞的特点：

类型：

微生物细胞、植物细胞、动物细胞

生理状态：

死细胞（完整细胞、细胞碎片、细胞器）活细胞（增殖细胞、静止细胞、完整细胞）

形状：

颗粒状、块状、条状、薄膜状或不规则形状。

最多使用：

颗粒状珠体。

使用周期：

理论上讲，固定化增殖细胞保持了细胞原有的全部活性，只要载体不解体，不污染就可以长期使用。

21.固定化细胞的优越性：

①无需进行酶的分离和纯化，减少酶的活力损失，同时大大降低了成本；

②可进行多酶反应，不仅可以作为单一的酶发挥作用，而且可以利用菌体中所含的复合酶系完成一系列的催化反应；

③对于活细胞来说，保持了酶的原始状态，酶的稳定性更高，对污染的抵抗力更强；

④细胞生长停滞时间短，细胞多，反应快。

22.固定化细胞的缺点：

必须保持菌体的完整，需防止菌体的自溶，否则影响产物的纯度；

必须抑制细胞内蛋白酶对目的酶的分解；

胞内多酶的存在，会形成副产物；

载体、细胞膜或细胞壁会造成底物渗透与扩散的障碍。

23.细胞固定化的方法：

吸附法、包埋法。

第六章

1.在