第一章 酶学与酶工程
什么是酶？试述酶的化学本质？
酶是生物体内普遍存在的一种具生物催化活性的蛋白质（或核酸）,能在不改变化学反应平衡点的条件下大大降低反应的活化能,从而使化学反应能够在常温常压下迅速高效地进行.
酶促反应速度的概念，表示方法（底物消耗，产物生成），影响酶促反应的因素（至少4种）？ 酶催化反应的速率称作酶速度；酶促反应速度就是用一定时间内底物减少或产物生成的量来表示反应的进程。
影响酶促反应的因素：底物浓度、pH、温度、激活剂、抑制剂
写出米氏酶促反应动力学方程并说明其含义.Km值有何物理意义? 如何测量Km值和Vmax值?
?0?Km??S??max?S? 式中Km?k2?k3 k1Km值物理意义：
是复合酶的稳定性的量度，等于复合物的分解速率的总和，它大于生成速率
（1） km是酶的一个基本的特征常数。其大小与酶的浓度无关，而与具体的底物有关，且随着温度、pH和离子强度而改变。
（2）从km可判断酶的专一性和天然底物。 Km最小的底物，通常就是该酶的最适底物，也就是天然底物。
（3）当k2＞＞k3时， km的大小可以表示酶与底物的亲和性。 （4）从km的大小，可以知道正确测定酶活力时所需的底物浓度。 （5）km还可以推断某一代谢物在体内可能的代谢途径。
测量Km值和Vmax值的方法：
米氏常数可根据实验数据作图法直接求得：先测定不同底物浓度的反应初速度，从v与[S]的关系曲线求得Vmax，然后再从1/2V求得相应的[S]即为Km（近似值）。
4. 充分理解酶的不可逆抑制,可逆抑制(竞争性、非竞争性、反竞争性），理解在上述抑制过程中Km和Vmax的变化
不可逆抑制作用：抑制剂与酶的结合（共价键）是不可逆的。通常是与靠近活性部位的氨基酸残基形成共价键，永久地使酶失活。
可逆抑制作用：抑制剂与酶的结合是可逆的。抑制程度是由酶与抑制剂之间的亲和力大小、抑制剂的浓度以及底物的浓度决定。 ① 竞争性抑制作用：抑制剂和底物竞争与酶结合。
特点：1）抑制剂和底物竞争酶的结合部位2）抑制程度取决于I和S的浓度以及与酶结合的亲和力大小。3）竞争性抑制剂的结构与底物结构十分相似。（第一幅图）
②非竞争性抑制作用：底物和抑制剂同时与酶结合，但形成的EIS不能进一步转变为产物。
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结合物质代谢过程中举例说明别构酶的概念？
有些酶具有类似血红蛋白那样的别构效应，称为别构酶。
正确理解酶活性单位的概念。什么是酶的国际单位及其定义？(不能用考马斯亮蓝，
因为不能测量目标蛋白的含量)
酶活力是指酶催化某一化学反应的能力。 酶（活力）单位：在一定条件下，一定时间内将一定量的底物转化为产物所需的酶量。（U/g，U/ml） 国际单位: 在最适的反应条件（25℃）下，每分钟内催化一微摩尔底物转化为产物的酶量定为一个酶活力单位，即 1IU=1μmol/min
酶的纯度的概念及测量酶的纯度的方法？
酶的纯度：单位蛋白中所含的活力单位数， 比活力 = 活力单位数/ 毫克蛋白（氮）
酶的纯化鉴定：聚丙烯酰胺凝胶电泳法、等电聚焦电泳法
分离提纯技术手段？在酶的分离提纯过程中主要技术指标是什么？（理解） 纯化技术：凝胶过滤、离子交换、色谱聚焦、疏水作用、亲和分离、反相等 书本20页，这题的知识有点散乱，所以大家有兴趣在看看，这题答案不确定
酶活性中心,必需氨基酸,反应活化能,单纯酶,全酶(结合酶),辅酶,辅基,单体酶,寡聚酶 ,多酶复合体,同工酶,酶原激活
酶活性中心：存在于酶分子表面的具有结合和催化底物形成产物的空间区域；包括结合基团
和催化基团。
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。(必需氨基酸?) 必需氨基酸：
活化能：分子由常态转变为活化状态所需的能量。是指在一定温度下，1mol 反应物全部进入活化状态所需的自由能。 单纯酶： 全酶：（结合酶）= 酶蛋白 + 辅因子
辅酶：与酶蛋白结合得比较松的小分子有机物。 辅基：与膜蛋白结合得紧密的小分子有机物。
单体酶（monomeric enzyme)：仅有一条具有活性部位的多肽链，全部参与水解反应。
寡聚酶 (oligomeric enzyme)：由几个或多个亚基组成，亚基牢固地联在一起，单个亚基没有催化活性。亚基之间以非共价键结合。
多酶复合物 (multienzyme system)：几个酶镶嵌而成的复合物。这些酶催化将底物转化为产物
的一系列顺序反应。
同工酶：——能催化相同的化学反应，但在蛋白质分子的结构、理化性质和免疫性能等方面
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都存在明显差异的一组酶。
酶原的激活：没有活性的酶的前体称为酶原。酶原转变成有活性的酶的过程称为酶原的激活。
酶蛋白的3种组成形式：单体酶、寡聚酶、多酶复合物 最适pH ：表现出酶最大活力的pH值
pH对酶作用的影响机制：1.环境过酸、过碱使酶变性失活；2.影响酶活性基团的解离；3.影响底物的解离。
温度对酶作用的影响：1.温度升高，反应速度加快；2.温度升高，热变性速度加快。
不可逆抑制剂主要有棒酸（克拉维酸）和舒巴坦两种。它们可抑制β-内酰胺酶Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ型
根据酶所催化的反应类型和机理，把酶分成6大类：
氧化还原酶（包括脱氢酶、氧化酶、过氧化物酶、氧合酶、细胞色素氧化酶）；
转移酶（包括一碳基转移酶、酮醛基转移酶、酰基转移酶、核苷基转移酶、含氮基转移酶、磷酸基转移酶、含硫集团转移酶）；
水解酶（包括各种酯酶、核苷酶、肽酶）； 裂合酶、异构酶、连接酶
酶促反应速度,如何表示酶促反应速度?试述影响酶促反应速度的主要因素.
酶促反应速度：表示酶催化反应的速率。用一定时间内底物减少或产物生成的量来表示酶促反应速度。测定反应的初速度。
影响因素：底物浓度：低底物浓度下，二者成正比例关系；较高底物浓度时，进一步增加底物浓度，导致v0微小变化，此时酶速度依赖于产物自酶解离下的速度，进一步增加不发生影响。酶浓度：在底物浓度饱和时，酶浓度与v0成正比关系。温度：升高温度增加底物分子的热能，加快反应速率；较高温度增加构成酶本身蛋白质结构的分子热能，最终导致酶的变性。因此有最适温度。pH：最适pH的微小偏离，由于使酶活性部位的基团离子化发生变化，而降低酶的活性。激活剂、抑制剂。
如何从活性部位的构成及其维持理解酶的结构与功能的关系?
答：活性中心，即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，包括结合部位和催化部位。前者是酶与底物结合部位，后者是底物的键被打破或形成新键的部位。酶活性中心的结合部位决定了酶的专一性。酶对所作用的底物有严格的选择性。一种酶仅能作用于一种物质，或一类分子结构相似的物质，促其进行一定的化学反应，产生一定的反应产物。催化部位决定没锁催化的性质。催化部位能够催化底物发生化学变化，从而达到降低反应活化能的，催发反应进行。
酶活性中心的必需基团可分为两种，与底物结合的必需基团称为结合基团，促进底物发生化学变化的基团称为催化基团。还有一些必需基团不参与酶活性中的组成，但是酶活性中心应有的空间构象所必需的的，为酶活性中心以外的必需基团。酶活性中心的功能是有必须基团实现的，活性中心外必需基团能够维持活性中心的存在。
由活性中心和必需基团的角度可以得出酶的结构决定酶的功能，功能与结构相适应。
答：1）酶的活性中心或活性部位是酶分子中氨基酸残基的侧链有不同的化学组成。其中一些与酶的活性密切相关的化学基团称作酶的必需基团。这些必需基团在一级结构上可能相距很远，但在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能和底物特异结合并将底物转化为产物。酶的活性中心包括两个功能部位：一个是结合部位，是酶与底物结合的基团，决定酶的专一性；另一个是催化部位，催化底物敏感键发生化学变化的基团，决定酶的催化
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能力。但这两个部位并不是各自独立存在的，相互联系。
2）参与构成酶的活性中心和维持酶的特定构象所必需的基团为酶的必需基团。
酶的分子中存在有许多功能基团例如，-NH2、-COOH、-SH、-OH等，但并不是这些基团都与酶活性有关。一般将与酶活性有关的基团称为酶的必需基团。有些必需基团虽然在一级结构上可能相距很远，但在空间结构上彼此靠近，集中在一起形成具有一定空间结构的区域，该区域与底物相结合并将底物转化为产物，这一区域称为酶的活性中心，对于结合酶来说，辅酶或辅基上的一部分结构往往是活性中心的组成成分。 构成酶活性中心的必需基团可分为两种，与底物结合的必需基团称为结合基团，促进底物发生化学变化的基团称为催化基团。活性中心中有的必需基团可同时具有这两方面的功能。还有些必需基团虽然不参加酶的活性中心的组成，但为维持酶活性中心应有的空间构象所必需，这些基团是酶的活性中心以外的必需基团。
第二章 酶的固定化
固定化酶活力概念（注：限制酶的活动空间，不是固体化）
固定化酶的概念：在一定空间内呈闭锁状态存在的酶,能连续地进行反应,反应后的酶可以回收使用.(不一定是固体)
固定化：利用一定措施将酶束缚或限制于一定区域内，仍能进行其特有的催化反应，并可回收及重复使用的一类技术。
固定化酶(细胞)在连续测定条件下,活力下降为最初活力一半时所经历的时间,称为半衰期
固定化酶与游离酶相比较的优势?
固定化酶的优势：
①极易将固定化酶与底物、产物分开；产物溶液中没有酶的残留，简化了提纯工艺； ②可以在较长时间内进行反复分批反应和装柱连续反应 ③酶反应过程能够加以严格控制； ④较游离酶更适合于多酶反应；
⑤在大多数情况下，能够提高酶的稳定性； ⑥可以增加产物的收率，提高产物的质量； ⑦酶的使用效率提高、成本降低。 固定化酶的缺点：
①固定化时，酶的活力有损失；
②只能用于可溶性底物，而且较适用于小分子底物，对大分子底物不适宜； ③增加了生产的成本，工厂初始投资大；
④与完整菌体相比不适宜于多酶反应，特别是需要辅助因子的反应； ⑤胞内酶必须经过酶的分离手续
评价固定化好坏的指标（偶联率，相对活力，活力回收，半衰期）
偶联率，是中间指标，表示酶被固定化的程度的高低 相对活力，实际体现出的酶活占理论酶活的百分比 活力回收，终端指标，可以体现固定化工艺的好坏。 半衰期，是评定固定化酶稳定性的指标。
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