名詞解釋

第一章 酶學(xué)與酶工程

酶：生物體內(nèi)進(jìn)行新陳代謝不可缺少的受多種因素調(diào)節(jié)控制的具有催化能力的生物催化劑。

酶工程：是酶學(xué)和工程學(xué)相互滲透結(jié)合形成的一門新的技術(shù)科學(xué)。從應(yīng)用目的出發(fā)研究酶，在一定的生物反應(yīng)裝置中利用酶的催化性質(zhì)，將相應(yīng)原料轉(zhuǎn)化成有用的物質(zhì) 。

單體酶（monomeric enzyme）：由一條多肽鏈組成，如溶菌酶；由多條肽鏈組成，肽鏈間二硫鍵相連構(gòu)成一整體。

寡聚酶（oligomeric enzyme）：由兩個(gè)或兩個(gè)以上的亞基組成的酶。

多酶復(fù)合體（multienzyme complex）：由幾種酶非共價(jià)鍵彼此嵌合而成。

催化轉(zhuǎn)換數(shù)：每個(gè)酶分子每分鐘催化底物轉(zhuǎn)化的分子數(shù)。

酶活力(酶活性)：指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。

酶活力的大小：一定條件下所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度，

酶反應(yīng)速度：單位時(shí)間內(nèi)底物的減少量或產(chǎn)物的增加量。

酶的活力單位（U，activity unit）：酶活力的大小及酶含量的多少。

酶單位：在一定條件下，一定時(shí)間內(nèi)將一定量的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需要的酶量。這樣酶的含量可以用每克酶制劑或每毫升酶制劑含有多少酶單位來表示（U/g或U/ml）。

Katal（Kat）單位：一個(gè)katal單位是指在最適反應(yīng)條件下，1秒鐘催化1moL底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需要的酶量。

酶的比活力（specific activity）：代表酶的純度，比活力用每mg蛋白質(zhì)所含有的酶活力單位數(shù)表示。對同一種酶比活力愈大，純度愈高。

酶的轉(zhuǎn)換數(shù)：以一定條件下每秒鐘每個(gè)酶分子轉(zhuǎn)換底物的分子數(shù)來表示酶的催化效率。

酶動(dòng)力學(xué)：是研究酶促反應(yīng)的速度以及影響此速度的各種因素的科學(xué)。

抑制劑:任何分子直接作用于酶使他的催化速度降低即稱為~。

不可逆抑制作用：抑制劑與酶的必需基團(tuán)以共價(jià)鍵結(jié)合而引起酶活性喪失，不能用透析，超濾或凝膠過濾等物理方法去除抑制劑而使酶復(fù)活。

可逆抑制作用：抑制劑與酶以非共價(jià)鍵結(jié)合而引起酶活性的降低或喪失，能用物理的方法除去抑制劑而使酶復(fù)活。

第二章 酶的發(fā)酵生產(chǎn)

酶的生物合成：生物體在一定的條件下都能產(chǎn)生多種多樣的酶。酶在生物體內(nèi)產(chǎn)生的過程，稱為~。

酶的發(fā)酵生產(chǎn)：經(jīng)過預(yù)先設(shè)計(jì)，通過人工操作控制，利用細(xì)胞的生命活動(dòng)，產(chǎn)生人們所需要的酶的過程，稱為酶的發(fā)酵生產(chǎn)——是現(xiàn)在酶生產(chǎn)的主要方法。

固體發(fā)酵法（麩曲培養(yǎng)法）：以麩皮和米糠為主要原料，添加谷糠、豆餅，無機(jī)鹽和適量水分，制成固體或半固體狀態(tài)，經(jīng)滅菌、冷卻后，供微生物生長和產(chǎn)酶用。

液體表面發(fā)酵法：將已滅菌的液體培養(yǎng)基接種后，裝入可密閉的發(fā)酵箱內(nèi)的淺盤中，液體厚約1~2cm，然后向盤架間通入無菌空氣，維持一定的溫度進(jìn)行發(fā)酵。

液體深層發(fā)酵法：采用液體培養(yǎng)基，置于發(fā)酵罐中，經(jīng)滅菌、冷卻后接入產(chǎn)酶細(xì)胞，在一定條件下進(jìn)行發(fā)酵。

保藏：性能優(yōu)良的產(chǎn)酶細(xì)胞選育出來后，必須盡可能保持其生長和產(chǎn)酶特性不變異，不死亡，不被雜菌污染等。

細(xì)胞活化：保藏細(xì)胞在使用前必須接種于新鮮的斜面培養(yǎng)基上，在一定的條件下進(jìn)行培養(yǎng)，以恢復(fù)細(xì)胞的生命活動(dòng)能力，這叫做~。

擴(kuò)大培養(yǎng)：為了保證發(fā)酵時(shí)有足夠數(shù)量的優(yōu)質(zhì)細(xì)胞，活化了的細(xì)胞要經(jīng)過一級(jí)至數(shù)級(jí)的擴(kuò)大培養(yǎng)。用于細(xì)胞擴(kuò)大培養(yǎng)的培養(yǎng)基稱為種子培養(yǎng)基（氮源豐富，碳源相對少）。

碳氮比(C／N)：指培養(yǎng)基中碳元素(C)的總量與氮元素(N)總量之比。有時(shí)也采用培養(yǎng)基中碳源總量和氮源總量之比來表示碳氮比。

產(chǎn)酶促進(jìn)劑：可以促進(jìn)產(chǎn)酶、但是作用機(jī)理未闡明的物質(zhì)。

酶發(fā)酵動(dòng)力學(xué)：研究在發(fā)酵過程中細(xì)胞生長速度、產(chǎn)物生成速度以及環(huán)境因素對這些速度的影響。

外植體：從植株取出，經(jīng)過預(yù)處理后，用于植物組織和細(xì)胞培養(yǎng)的植物組織片段或小塊。

愈傷組織：一種能迅速增殖的無特定結(jié)構(gòu)和功能的薄壁細(xì)胞團(tuán)。

第三章 酶的分離純化

機(jī)械破碎：通過機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的剪切力，使組織、細(xì)胞破碎。

研磨法原理：珠磨機(jī)的破碎室內(nèi)填充玻璃或氧化鋯微球。在攪拌槳的高速攪拌下微球高速運(yùn)動(dòng)，微球和細(xì)胞之間發(fā)生沖擊和研磨，使懸浮液中的細(xì)胞受到研磨剪切和撞擊而破碎。

勻漿法原理：細(xì)胞懸浮液在高壓作用下從閥座與閥之間的環(huán)隙高速噴出后撞擊到碰撞環(huán)上，細(xì)胞在受到高速撞擊作用后，急劇釋放到低壓環(huán)境，在撞擊力和剪切力等的綜合作用下破碎。

物理破碎：通過各種物理因素的作用，使組織、細(xì)胞的外層結(jié)構(gòu)破壞。

超聲波破碎法原理：在超聲波作用下液體發(fā)生空穴作用，空穴的形成、增大和閉合產(chǎn)生極大的沖擊波和剪切力，從而使細(xì)胞破碎。

化學(xué)破碎：各種化學(xué)試劑對細(xì)胞膜的作用使細(xì)胞破碎

酶促破碎：通過細(xì)胞本身的酶系或外加酶制劑的催化作用，使細(xì)胞外層結(jié)構(gòu)受到破壞

在一定的溫度和pH值條件下（β為常數(shù)），通過改變離子強(qiáng)度使不同的酶或蛋白質(zhì)分離的方法稱為Ks分段鹽析；

在一定的鹽和離子強(qiáng)度的條件下（KsI為常數(shù)），通過改變溫度和pH值，使不同的酶或蛋白質(zhì)分離的方法，稱為β分段鹽析。

離心分離：借助于離心機(jī)旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，使不同大小、不同密度的物質(zhì)分離的技術(shù)。

過濾：在壓力(或真空)的情況下將懸浮液通過過濾介質(zhì)使達(dá)到固—液分離的目的。

（1）濾漿（料漿）— 懸浮液

（2）過濾介質(zhì) — 多孔物質(zhì)

（3 ）濾餅（濾渣）— 被截留的固體物質(zhì)

（4）濾液（母液）— 通過過濾介質(zhì)的液體

層析分離：固定相：一個(gè)相為固定的；流動(dòng)相：流過此固定相，并使各組分以不同速度移動(dòng)。利用混合物中各組分的物理化學(xué)性質(zhì)的差別，使各組分以不同程度分布在兩個(gè)相中，

電泳：帶電粒子在電場中向著與其本身所帶電荷相反的電極移動(dòng)的過程稱為電泳

萃取：利用物質(zhì)在兩相中的溶解度不同而使其分離。

超臨界萃?。豪糜蛛x物質(zhì)與雜質(zhì)在超臨界流體中的溶解度不同而分離。

反膠束萃?。豪梅茨z束將酶從混合液中萃取出來。

真空干燥：可密閉的干燥器與真空裝置相連，一邊抽真空一邊加熱，使酶在較低的溫度下蒸發(fā)干燥。

冷凍干燥：先將濃酶液降溫到冰點(diǎn)以下，使之凍結(jié)成固態(tài)，然后在低溫下抽真空，使冰直接升華為氣體，使酶干燥。

噴霧干燥：將酶液通過噴霧裝置噴成直徑為幾十微米的霧滴，分散于熱氣流之中，水分迅速蒸發(fā)而使酶成為粉末狀。

氣流干燥：常壓下利用熱空氣流直接與固體或半固體狀態(tài)的制品接觸，水分蒸發(fā)而得到干燥制品。

吸附干燥：在密閉的容器中用干燥劑吸收溶劑，使制品干燥。

結(jié)晶：溶質(zhì)以晶體形式從溶液中析出的過程。

第四章 固定化酶與固定化細(xì)胞

固定化酶：通過物理的或化學(xué)的手段，將酶束縛于水不溶的載體上（或在一定的空間內(nèi)），但能使酶充分發(fā)揮催化作用，并能反復(fù)、連續(xù)使用的酶。

吸附法：通過載體表面和酶分子表面之間的氫鍵、疏水鍵和π-電子親和力等物理作用力，將酶固定于不溶性載體的方法。

包埋法：將酶或含酶菌體包埋于各種多孔載體中，使酶固定化。

膠格包埋(gel(latlic)emtrapment)或稱凝膠包埋：將酶或含酶菌體包埋在凝膠細(xì)微網(wǎng)格中，制成一定形狀的固定化酶。

微囊型包埋(microencapsulation)：將酶包埋于由各種高分子聚合物（直徑幾十微米～幾百微米，厚25nm的半透膜）制成的小球內(nèi)。

界面沉淀法：利用高聚物在水相和有機(jī)相的界面上溶解度降低而凝聚，易形成皮膜而將酶包埋。

界面聚合法：利用油水界面上發(fā)生聚合反應(yīng)形成聚合體而將酶包埋。

結(jié)合法：載體與酶通過共價(jià)鍵或離子鍵結(jié)合的固定化方法。

離子鍵結(jié)合法：通過離子鍵使酶與載體結(jié)合的固定化方法。

共價(jià)鍵結(jié)合法(共價(jià)偶聯(lián)法)：通過共價(jià)鍵將酶的活性非必需側(cè)鏈基團(tuán)和載體的功能基團(tuán)進(jìn)行偶聯(lián)以制備固定化酶的方法。

交聯(lián)法：利用雙功能試劑或多功能試劑在酶分子間，或酶分子與惰性蛋白間進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，以共價(jià)鍵制備固定化酶。

酶活（IU)：在特定條件下，每一分鐘催化一個(gè)微摩爾底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的酶量定義為1個(gè)酶活單位。

酶比活（游離）：每毫克酶蛋白或酶RNA（DNA)所具有的酶活力單位

固定化酶的比活：每克干固定化酶所具有的酶活力單位?；颍簡挝幻娣e（cm2）的酶活力單位。

操作半衰期：衡量穩(wěn)定性的指標(biāo)。連續(xù)測活條件下固定化酶活力下降為最初活力一半所需要的時(shí)間（t1/2）

相對酶活力：具有相同酶蛋白（或RNA）量的固定化酶活力與游離酶活力的比值。

輔助因子：一些對熱穩(wěn)定的非蛋白質(zhì)小分子物質(zhì)或金屬離子，包括：

（1）輔酶：與酶蛋白結(jié)合比較松弛的小分子有機(jī)化合物，通過透析方法即可除去：FAD、NAD、焦磷酸硫胺素、四氫葉酸。

（2）輔基：與酶蛋白結(jié)合相當(dāng)緊密，不能通過透析除去：脫氧腺苷、磷酸吡哆醛等

細(xì)胞固定化：通過各種方法，將細(xì)胞與水不溶性載體結(jié)合，將細(xì)胞限制或定位于特定空間位置的方法。

固定在載體上并在一定的空間范圍內(nèi)進(jìn)行生命活動(dòng)的細(xì)胞稱為固定化細(xì)胞。

固定化的細(xì)胞能進(jìn)行正常的生長、繁殖和新陳代謝，又稱固定化活細(xì)胞或固定化增殖細(xì)胞。

固定化死細(xì)胞：固定化之前或之后細(xì)胞經(jīng)過物理或化學(xué)方法的處理，如加熱、勻漿、干燥、冷凍等，目的在于增加細(xì)胞膜的滲透性或抑制副反應(yīng)，適于單酶催化的反應(yīng)。

固定化靜止細(xì)胞和饑餓細(xì)胞：在固定化后細(xì)胞是活的，但由于采用了控制措施，細(xì)胞不生長繁殖，處于休眠狀態(tài)或饑餓狀態(tài)。

固定化增殖細(xì)胞或生長細(xì)胞：將活細(xì)胞固定在載體上并使其在連續(xù)反應(yīng)中保持旺盛的生長，繁殖能力。

去自溶酶法：細(xì)胞所具有的酶系已是一種固相酶，因此用加熱、冷凍等物理手段處理細(xì)胞，使細(xì)胞的自溶酶系失活，防止目的酶被水解，得到的細(xì)胞實(shí)體為固相細(xì)胞。

絮凝法：向待固定的細(xì)胞液中加入絮凝劑，使細(xì)胞凝聚，過濾，收集絮凝細(xì)胞，裝柱，即為固相細(xì)胞。

原生質(zhì)體的固定化：將原生質(zhì)體用多孔凝膠包埋。

第五章 酶反應(yīng)器

酶反應(yīng)器：用于酶進(jìn)行催化反應(yīng)的容器及其附屬設(shè)備稱為酶反應(yīng)器。酶反應(yīng)器為酶催化反應(yīng)提供合適的場所和最佳的反應(yīng)條件，使酶催化底物最大限度地轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物。

分批攪拌罐反應(yīng)器：底物與酶一次性投入反應(yīng)器內(nèi)，產(chǎn)物一次性取出；反應(yīng)完成后，酶回收，轉(zhuǎn)入下一批反應(yīng)。

連續(xù)攪拌罐反應(yīng)器：向反應(yīng)器投入固定化酶和底物溶液，不斷攪拌，反應(yīng)達(dá)到平衡之后，再以恒定的流速連續(xù)流入底物溶液，同時(shí)，以相同流速輸出反應(yīng)液（含產(chǎn)物）。

固定床反應(yīng)器：將固定化酶填充于反應(yīng)器內(nèi)，制成穩(wěn)定的柱床，然后通入底物溶液，反應(yīng)器內(nèi)的流體的流動(dòng)形態(tài)為平推流形。在一定的反應(yīng)條件下實(shí)現(xiàn)酶催化反應(yīng)，以一定的流速，收集輸出的轉(zhuǎn)化液。

流化床反應(yīng)器：底物溶液以足夠大的流速，從反應(yīng)器底部向上通過固定化酶柱床時(shí)，便能使固定化酶顆粒始終處于流化狀態(tài)。

鼓泡式反應(yīng)器：利用從反應(yīng)器底部通入氣體產(chǎn)生的大量氣泡，在上升過程中起到提供反應(yīng)底物和混合作用的反應(yīng)器。

膜反應(yīng)器：將酶催化反應(yīng)與半透膜的分離作用組合在一起的反應(yīng)器，同時(shí)完成反應(yīng)和分離。

噴射式反應(yīng)器：利用高壓蒸汽的噴射作用，實(shí)現(xiàn)酶與底物的混合，進(jìn)行高溫短時(shí)催化反應(yīng)的一種反應(yīng)器。

第六章 酶的分子修飾

酶分子修飾：通過各種方法使酶分子的結(jié)構(gòu)發(fā)生某些改變，從而改變酶的某些特性和功能的技術(shù)過程。即：在體外將酶分子通過人工的方法與一些化學(xué)物質(zhì)，特別是具有生物相容性的物質(zhì)，進(jìn)行共價(jià)連接，從而改變酶的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。

酶的金屬離子置換修飾：把酶分子中的金屬離子換成另一種金屬離子，使酶的特性和功能發(fā)生改變。

大分子結(jié)合修飾：利用水溶性大分子與酶結(jié)合，使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生精細(xì)的改變，從而改變酶的特性與功能。

非共價(jià)修飾：添加物通過氫鍵固定在酶分子表面或有效地與外部水相連，從而保護(hù)酶的活力。

共價(jià)修飾：用可溶性大分子通過共價(jià)鍵連接于酶分子的表面，形成一層覆蓋層。

側(cè)鏈基團(tuán)修飾：采用一定的方法使酶蛋白的側(cè)鏈基團(tuán)發(fā)生改變，從而改變酶分子的特性和功能。

氨基修飾：采用某些化合物使酶分子側(cè)鏈上的氨基發(fā)生改變，從而改變酶蛋白的空間構(gòu)象。

氨基修飾劑：能使酶分子側(cè)鏈上的氨基發(fā)生改變的化合物。

羧基修飾：采用各種羧基修飾劑與酶蛋白側(cè)鏈的羧基進(jìn)行酯化、酰基化等反應(yīng)，使蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象發(fā)生改變。

巰基修飾：采用巰基修飾劑與酶蛋白側(cè)鏈上的巰基結(jié)合，使巰基發(fā)生改變，從而改變酶的空間構(gòu)象、特性和功能。

胍基修飾：采用二羰基化合物與胍基反應(yīng)生成穩(wěn)定的雜環(huán)，從而改變酶分子的空間構(gòu)象。

酚基修飾：通過修飾劑的作用使酶分子上的酚基發(fā)生改變，從而改變酶蛋白的空間構(gòu)象和特性。

咪唑基修飾：通過修飾劑與咪唑基反應(yīng)，使酶分子中的組氨酸殘基發(fā)生改變，從而改變酶分子的構(gòu)象和特性。

吲哚基修飾：通過改變酶分子上的吲哚基而使酶分子的構(gòu)象和特性發(fā)生改變。

肽鏈有限水解修飾(酶蛋白主鏈修飾)：利用酶分子主鏈的切斷和連接，使酶分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的方法。

氨基酸置換修飾：將肽鏈上的一個(gè)氨基酸殘基換成另一個(gè)氨基酸殘基，則會(huì)引起酶蛋白的化學(xué)結(jié)構(gòu)和空間構(gòu)象的改變，從而改變酶的某些特性和功能。

酶分子的物理修飾：通過物理修飾，了解不同物理?xiàng)l件下特別是極端條件下（高溫、高壓、高鹽、極端pH值）由于酶分子空間構(gòu)象的改變而引起酶的特性和功能的變化。