蛋白质与酶学范围

第一节蛋白质的功能

一、作为信息分子和信号的转导分子

（一）作为信号的蛋白质

作为信号分子的蛋白质包括激素、生长因子、细胞因子等。

它们的共同特征是：作为特异的配体，作用于细胞表面的受体，进而通过细胞的各种信号转

导途径，最终作用与基因，引起某些蛋白质的表达。

其结果或是促进某些细胞增殖，或是对机体的整体平衡进行调节，或是对外来刺激作出应答。

属于激素类型的蛋白质有胰岛素、生长激素等。

属于生长因子类的蛋白质有表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、促红细胞生长素等。

细胞因子中的绝大多数参与细胞免疫调节，实际上，也与机体的防卫有关。它们中最常见的

有白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等。

（二）起信号转导作用的蛋白质

目前普遍认为信号转导过程存在与细胞中，信号的最终转导者是细胞膜上的受体。

细胞外各种各样的信号分子，首先是与其在细胞表面的特异的受体结合，将信息从细胞外转

导到细胞内；然后引发细胞内的信号转导。

在细胞质内的信号转导途径不是单一的，而是呈网络状。各种类型的激酶是细胞质中信号转

导的主导者。

三）各种类型的转录因子

信号转导犹如接力过程，其间最后一棒是转录因子。一旦信号转导过程激活了转录因子，后

者将作用于基因，诱导基因的表达。

如果从狭义的角度看，更多的蛋白质都可以归属于信息分子。因为几乎所有的蛋白质在行使

功能时都具有其特定的专一性，这种专一的相互作用就蕴藏着某种信息。

二、具有催化和转化功能

酶分子是生物化学变化和转化的直接参与者和主导者。通过在酶作用下的氧化还原、基

团转运、异构、水解、裂合和连接6种机制，完成物质/分子的转化、降解、合成和修饰。

最终导致机体在特定的时刻，特定的场所，生产出所需的物质/分子。

三、分子和物质的运载体

自由扩散、被动运送和主动转送3种方式。

1. 自由扩散: 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式.

水分子, 氧气, 二氧化碳通过自由扩散进出细胞, 这些物质的分子很小, 很容易自由地通过

细胞膜的磷脂双分子层.

当人吸入空气后, 空气通过呼吸道进入肺泡, 这时肺泡内氧的浓度大于肺泡外, 氧便通过自由

扩散进入肺泡细胞内部. 细胞内由呼吸作用使二氧化碳浓度升高时, 二氧化碳便通过自由扩散.

排出细胞, 进入体液

2. 协助扩散: 进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散的运输方式.

离子和一些较大的分子如葡萄糖等, 不能自由地通过细胞膜. 镶嵌在膜上的一些特殊的蛋

白质, 能够协助葡萄糖等一些物质顺浓度梯度跨膜运输.

3. 主动运输:从低浓度一侧运输到高浓度一侧, 需要载体蛋白的协助, 同时还需要消耗细胞内化

学反应所释放的能量的运输方式.

主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中, 保证了活细胞能按照生命活动的需要, 主动

选择吸收所需要的营养物质, 排出代谢废物和对细胞有害的物质. 是细胞最主要的运输方式.

四、结构和支撑功能

所有生物体，即使是原始的单细胞生物，乃至于最小的病毒，它们之所以能存在，均离

不开一些结构和支撑的物质。最重要的支撑物质之一是脂质，它们在水的世界中，形成有形

的颗粒。但是细胞质膜中的脂质还是不够的。在细菌和真菌等微生物，以及植物细胞表面都

有糖类组成的细胞壁。另外，蛋白质在生物体和动物细胞的形态维持和结构支撑中，同样起

到重要作用。

五、蛋白质的运动和动力功能

生物体是活体。因此，机体和细胞的运动是绝对重要的。机体和细胞运动一方面需要能

量，另一方面又离不开实施运动的物质。蛋白质也是实施运动的主体。

肌肉蛋白是机体中负责运动的主要蛋白质。

另一类与运动和动力有关的蛋白质是动力蛋白，也称马达蛋白。它们的功能是负载着一

些分子在特定的结构上运动。

六、防卫和保护功能

（一）毒素

微生物合成和分泌抗菌素就是确保自身领地的惯用方式。

（二）免疫

1．高等动物免疫系统

高等动物的免疫系统大致可分为体液免疫和细胞免疫两个部分。

体液免疫以补体为中心。

细胞免疫以淋巴细胞为中心。这种免疫系统更高级，具有“记忆”特性。

2．低等动物的防卫系统

抗菌肽是低等生物的防卫系统之一。这类抗菌肽可以使一些细胞膜溶解。

在很多低等生物的血淋巴液中没有细胞免疫的机制，但是含有简单的凝集素，这些凝集素起

到类似于高等动物先天免疫的作用。其中有些凝集素的结构与高等动物的C 类凝集素有同

源性。

3．植物免疫

植物没有动物的免疫系统，但是植物也能自我防卫和保护。在受到外界的各种刺激时，不论

是生物的还是非生物的，植物都可以通过细胞质中的信号转导过程，诱导多种类型的基因表

达，从而产生多种酶系和多种蛋白质。这些酶系被用于合成各种类型的小分子，对外界刺激

作出应答；多种蛋白质中有所谓的病程相关蛋白，以及针对并干扰动物病原体的几丁质酶和

蛋白酶抑制剂等

（三）解毒

①针对蛋白质类型的毒素，解毒的方法是利用蛋白酶将毒素降解；②而对疏水的分子，则是

全然不同的解毒方法。最简单的方法是将疏水性的分子转变为水溶性分子，便于细胞和机体

的清除和排出。

（四）其他

在北冰洋生活的一些鱼类，它们的血液中存在着抗冻蛋白质。这些蛋白质的分子质量并不小，

但是，这些蛋白质能引起的冰点下降的能力远远超过了物理化学中的依数性。一些结构不同

的蛋白质却具有相同的抗冻能力。

微生物和一些昆虫多药物和农药的抗性，也是一种自我防卫和保护。主要通过其体内经诱导

产生的能降解和改变药物和农药特性的酶。

第二节 蛋白质功能和结构关系

一、蛋白质的功能是蛋白质结构的延伸

蛋白质的功能可以理解为分子内和分子间的各种作用力的综合，即蛋白质与其他分子的

相互作用，或蛋白质在行使功能时，主要是氢键、盐键、疏水相互作用以及范德华力共同发

挥作用的结果。

二、蛋白质的结构是蛋白质功能的基础

活性中心：具有酶活性的蛋白质中，一般都有一个底物结合部位，此外，还有一个催化部位；

而在具有别构活性的酶中，还存在着与其他调节剂相互作用的别构部位。在多个蛋白质构成

的体系中，为了能将自身融合与体系中，一些蛋白质同样需要2个或多个活性位点。一些位

点是直接行使功能的，另一些则起到与体系中其他成分协调的作用。

（一）蛋白质功能的趋异现象

概念： 由于蛋白质的功能经常是与分子结构中的局部区域有关的，因此，一些蛋白质

的总体结构很相似，可被归属于一个蛋白质超家族，甚至是同一家族，但是它们的功能却有

很大的不同

原因：这是因为划分蛋白质的家族和超家族的原则是依据蛋白质总体的结构，而没有考

虑蛋白质局部的结构；即考虑的是蛋白质总体的规正的二级结构（α螺旋和β折叠链）以及

它们在空间的排列类型，而没有顾及连接规正的二级结构的、其他的部分规正的和可变的二

级结构，如β转角、环形和“无规”卷曲以及各种局部的细微差别。

例如，许多丝氨酸蛋白酶的催化位点是相同的，但是它们的底物结合位点不同。针对这种情

况，提出了蛋白质的功能在演化上的趋异现象，即一些蛋白质可能是来自同一个祖先分子，

在同一个结构的基础上，保留了整体结构，却改变了局部的结构，导致了功能的改变。

（二）蛋白质功能的趋同现象

概念：有些结构不同的蛋白质却能行使相同的功能。（不能将蛋白质的功能与结构的相互作

用关系理解为一一对应的关系，即只有一种结构的蛋白质才能行使某种特定的功能。）

同样是丝氨酸蛋白酶，微生物中的这种酶的总体结构不同与哺乳动物中的蛋白酶，但是它们

的催化活性部位却都是由丝氨酸—天冬氨酸—组氨酸组成的电荷中继系统。

（三）同一蛋白质中存在着功能相似而结构不相同的位点

一、蛋白质功能区的定位（针对某些个蛋白说明）

（一）在分子表面的活性部位

蛋白质的活性位点多数处于蛋白质的表面或可以为其他分子接近的沟槽中。一个典型的例子

是免疫球蛋白的抗原结合部位。

（二）在分子可接近的沟槽中的活性部位

溶菌酶的分子可以解剖为2个半分子，它的活性部位就处于2 个半分子形成的沟槽中。

（三）处于分子内部的活性部位

有一些蛋白质的活性部位位于分子的内部。尤其是在质膜中的膜蛋白，它们中不少是以通道

的形式转运各种类型的分子，因此，通道就成了这类蛋白质的活性部位。

二、蛋白质/结构域解剖类型和活性的关系

大多数具有酶活性的蛋白质属于α/β和α—β类型，因为β片层形成的刚性表面与α

螺旋提供的构象可变性和可运动性组合后，使得这两类蛋白质最适宜产生酶的催化位点和底

物结合口袋。

此类型酶的典型例子有：丙糖磷酸异构酶（TIM ）桶形家族、含有P 环的核苷三磷酸酶

家族、Rossmann 折叠模式、RNA 识别模体（RRM ）以及核糖核酸酶H 折叠模式等。而且，

这些家族和折叠模式可以被认为是古老的折叠模式，然后在衍生为其他一些常见的家族的祖

先。

全α和全β类型的蛋白质，多数没有酶活性。而全β结构主要形成的是与小分子以及生

物高聚物结合的结构域。

三、超家族成员的活性部位

（一）（β/α)8桶形超家族

（β/α)8桶形是一个非常庞大的超家族。在已知结构的酶中，有约10%属于这个超家族，

超过其他任何折叠模式；而且它们的功能是多样化的。

经典的（β/α)8桶内部是8股平行的β折叠链，外面是典型的8段α螺旋构成的轮样结构。

桶内的β折叠链之间存在着平行片层的氢键模式，外部的α螺旋的相互作用没有规律性。

绝大多数具有（β/α）8桶形结构的蛋白质都有酶活性，仅少数除外。有关的蛋白质涵盖了

6 类酶中的5类（除了连接酶）。这些酶参与了多种多样的生化反应。很多代谢途径中的酶，

如糖酵解和色氨酸合成酶系中的许多成员，均属于这个超家族。这些酶的活性位点几乎都在

分子C 端一侧。

色氨酸生物合成途径中的吲哚甘油磷酸合成酶，糖酵解途径中的丙糖磷酸异构酶和果糖1，

6—二磷酸醛缩酶都属于这个超家族。不仅三者的立体结构可以很好地重叠，而且它们的底

物也结合在类似的部位，而其中的磷酸都结合在β7—α7和β8—α8和环形的结合口袋中。

此超家族的另一些成员中的金属结合部位和参与亚基组装的位点也非常相似

（二）胰岛素超家族

由于很多蛋白质的活性位点存在与分子的表面，因此，许多蛋白质超家族的成员，只要

改变这些表面的结构，经常是β转角和Ω环形，以及一些肽链末端的走向，就能改变蛋白质

的功能。以胰岛素超家族为例，这一家族的成员保持了由序列模体形成3段螺旋构成的类似

整体框架；但是环区，或是2条肽链的非螺旋部分结构上有较大的差别，致使它们具有其他

的生物学功能。

此家族成员都有三段螺旋，而且三段螺旋的组合方式也是相同的。然而，胰岛素样生长

因子是1 条肽链，也没有胰岛素B 链C 端折叠链；耻骨松弛素虽然也是2条肽链，但是同

样缺少了胰岛素B 链的C 端折叠链，而且B 链N 端肽段走向也各不相同。这些差异就决定

了它们功能上的差异。家蚕肽的结构与耻骨松弛素的更接近些。

（三）抑丝酶超家族

一些蛋白质分子表面的结构改变，也会导致蛋白质虽结构与活性蛋白质类似，但是已丧

失了生物活性。卵白蛋白从结构上看，也属于抑丝酶超家族，但是，至今尚未发现它具有丝

氨酸蛋白酶抑制剂的活性。

这类蛋白质由3个β片层。蛋白质的活性部位在中β折叠链15和16间的环形区。

第三章 蛋白质工程

通过蛋白质化学、蛋白质晶体学和动力学的研究获取有关蛋白质物理、化学等各方面的

信息，在此基础上对编码该蛋白质的基因进行有目的的设计、改造、并通过基因工程等手段

将其进行表达和分离纯化，最终将其投入实际使用。

1. 概念：蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通

过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产

和生活的需求。

2. 原理：中心法则的逆推。

3. 改造方式

①基因水平的改变：对编码蛋白质的基因进行改造，小到改变一个核苷酸，大到加入或删除

某一结构域的编码序列。

②蛋白质水平的改变：对生产出的蛋白质进行各种加工、修饰，如磷酸化、糖基化等。

定点诱变技术， 即专一改变基因中某个或某些特定氨基酸的技术，可以产生具有工业上和

医药上所需性状的蛋白质。

4. 基因诱变（这些诱变中ppt 都有示意图可以加深理解）

寡核苷酸介导的诱变(oliogonucleotide-directed mutagenesis)：是指在DNA 水平上改变氨基酸

的编码序列。

1. 用M13DNA 进行的寡核苷酸介导诱变(最重要，要考！)

寡核苷酸介导的诱变又称为定点诱变（site-specific mutagenesis）。

必须先了解两个信息：

1. 要改变的基因编码区精确的核苷酸序列；

2. 要引入的氨基酸的变化。

方法（步骤）：将基因插入双链形式的M13噬菌体载体中，分离出单链形式（M13正链）的

重组载体，与一段合成的寡核苷酸混合，该链可以与克隆基因的一段序列互补，但只有要改

变的那个核苷酸不同。（ppt 上有一个示意图可以看一下）

例如：要把ATT(Ile)突变CTT(Leu)，当寡核苷酸链大大多于M13DNA ，而错配又位于寡核

苷酸链的中部时，在低温、高盐条件下二者混合，就可以形成配对。

2. 寡核苷酸介导的PCR 诱变

利用PCR 进行定点诱变，可以使突变体大量扩增，同时也能提高诱变率。

3. 改进型双引物诱变

4. 重叠延伸诱变

5.Dpn Ⅰ介导的诱变

6. 简并寡核苷酸引物

在人工合成DNA 时，突变位置上的每一个核苷酸的合成步骤都引入一定百分比的另外3种

核苷酸，这样就产生了简并引物（degenerated primer）。

该方法有两个优点：

1). 不要求知道特定氨基酸的功能；

2). 可能有意想不到的收获，发现一系列具有有用形状的蛋白质。

7. 随机诱变

四、蛋白质改造包括的方面（10条要考，可能会出简答题）

酶促反应的Km 与Vmax ——反应的催化效率；

蛋白质的pH 或温度稳定范围——蛋白质的作用条件；

酶在非水溶剂中的反应性——蛋白在非生理条件下产生作用；

某种酶使其不再需要加入辅助因子——简化持续生产过程；

提高酶对底物的亲和力——增强酶的专一性，减少不必要的副反应；

增强蛋白质对胞内蛋白酶的抗性——简化纯化过程，提高产率；

改变酶的别构调节部位——减少反馈抑制，使产物的产率提高；

提高蛋白质的抗氧化能力；

根据需要改变酶的底物专一性；

改变蛋白质发生作用的种属特异性。

五、经验性的规律

疏水性氨基酸——蛋白活性中心区域

α螺旋和β折叠——结构支架

环区、转角和带电荷区域——蛋白质表面

在设计突变时要保留pro 和cys 残基

Pro ——终止α螺旋区；

Cys ——稳定二硫键；二硫键又是许多分泌性

蛋白的标志。

基因序列中随机插入六聚体接头以鉴定功能性结构域。

缺失突变：避免直接利用天然存在的限制性酶切位点进行删除，破坏正确的ORF ，或缺失

突变体边界不能落在适当的位置，而使蛋白质不能正确折叠。

第四章 蛋白质组学（不全）

1. 蛋白质组的概念：

一种基因组所表达的全套蛋白质

一个细胞或一个机体的基因所表达的全部蛋白质

2. 蛋白质组学的概念：

旨在阐明生物体全部蛋白质的表达模式与功能模式。

从整体的角度分析、鉴定细胞内动态变化的蛋白质的组成、结构、性质、表达水平与修饰状

态, 了解蛋白质之间、蛋白质与大分子之间的相互作用与联系, 揭示蛋白质的功能与细胞生命

活动的规律。

3. 氨基酸扫描：

目前较常用的方法是丙氨酸扫描，即将不同位点的氨基酸残基突变成为丙氨酸，然后观察突

变的功能。由此了解肽链中每个氨基酸残基和功能间可能的关系。同时也为蛋白质工程中改

造蛋白质、生产新的蛋白质提供依据。从理论上说，除了丙氨酸扫描外，其他任何氨基酸残

基均有可能用于扫描研究，只是丙氨酸的侧链基团是最小的甲基，而且是中性的，因此，取

得成功的可能性比其他氨基酸残基更大。

在讨论肽链中氨基酸残基或某一肽段与功能的关系时，应该注意一个问题，即在改变了相应

的氨基酸残基和肽段后，分子的立体结构是否发生了变化。如果蛋白质的立体结构没有变化，

而活性丧失，就说明相应的氨基酸残基和肽段存在与蛋白质的活性部位中；反之，蛋白质的

立体结构也发生了改变，则还应该考虑到另一种可能性，即这些氨基酸残基和肽段的改变引

起了蛋白质立体结构的改变，从而导致蛋白质的活性丧失。

第五章 酶学理论

构建新酶——核酶、抗体酶、模拟酶、分子印迹酶

（一）核酶

核酶包括核糖和脱氧核糖。其生化本质分别是小分子的RNA 和DNA 。

核酶最早又美国Colorade 大学的Cech 和Altman 发现，为一种小分子RNA ，具有自身催化

剪接功能，又称催化RNA 或RNA 催化剂。

（二）抗体酶

抗体酶是一类具有催化活性的免疫球蛋白，其可变区被赋予了酶的属性，故也称为催化抗体。

可催化氧化还原反应、酰基转移反应、金属螯合反应、闭环反应、有机酯、碳酸酯水解反应、

立体选择性的内酯反应、酰胺键的生成反应等十余种。

抗体酶的制备方法有诱导法、引入法、拷贝法、化学修饰法、分子印迹法、基因工程法等。

其机理均源于酶反应的过渡态理论，实际上，抗体酶活性中心就是一种天然酶的过渡态类似

物。

抗体酶的催化效能可接近天然酶，单链抗体酶还具有分子量小、稳定性好、免疫原性低、容

易透过组织膜、易从血液中清除以及不在肾中积累等优点。它的另一个重要特性是可以利用

抗体能与抗原结合的特异性制备杂合抗体，因此也是研究抗体导向的靶向药物的一种重要手

段。

（三）模拟酶

模拟酶又称人工合成酶，是利用有机化学方法设计和合成的一些较天然酶更简单的非蛋白质

分子，以这些分子作为模型来对其作用底物的结合和催化过程。

模拟主要从三方面进行：整体模拟、活性中心的模拟、类似简单模拟。

模拟酶在结构上必须具有两个特殊部位——底物结合位点和催化位点。

（四）分子印迹酶

1. 概念：分子印迹就是制备对某一化合物具有选择性的聚合物的过程。这个化合物叫印迹分

子，或模板分子。分子印迹技术是为了获得在空间和结合位点上与印迹分子或完全匹配的分

子印迹聚合物的制备技术。

分子印迹技术是20世纪90年代迅速发展起来的，集高分子化学、生物化学等学科为一

体的边缘科学，属于超分子化学研究范畴。

印迹分子也叫做模板分子，当它与带有官能团的单体分子接触时，会形成多重的作用点，

待聚合后，这类作用点就会被固定下来，模板分子除去后，聚合物中就形成了与模板分子在

空间上互补的多重作用位点的结合部位，这就是分子印迹实验技术。 利用分子印迹技术产

生对底物的特异性结合部位，将催化官能团以确定的引入结合部位，从而制备出具有催化活

性的聚合物，就是分子印迹酶。

2. 大量研究表明：适当的设计印迹分子和具有催化基团的功能单体，将稳定过渡态和催化基

团的准确定向结合起来是提高模拟酶活力的关键。

具体过程如下：

a ）在某一介质中，具有合适功能基团的功能单体通过与模板分子间的相互作用聚集在模板

分子周围，形成单体—模板分子复合物。

b ）然后加入交联剂使复合物聚合，从而使单体上的功能基团在特定的空间取向上固定下来；

c ）最后通过合适的物理或化学抽提出印迹分子，于是所形成的聚合物内保留了与印迹分子

的形状，大小完全一致的空穴。

3. 印迹聚合物对模板分子的选择性结合：由于不同的模板分子制备的聚合物具有不同的结构

和性质，一种聚合物只能与一种模板分子结合，因此印迹聚合物对模板分子具有选择性结合

作用

（一）有机相酶反应（特点）

传统认为酶是催化水溶性底物的反应，在有机溶剂中不仅不能反应，还会引起酶蛋白的变性，

但实验证明，这种想法是片面的，许多酶在无水或含微水（

催化特殊反应，而且稳定性回显著提高。

第六章 酶的作用机制

第一节 酶催化的化学机制（五种不同的方式，可能只需要了解大概的意思即可）

一、酸碱催化

酸(或碱) 可以通过暂时提供（或接受）一个质子以稳定过渡态达到催化反应的目的。如

酮与醇的异构化反应十分缓慢，若加入酸或碱催化剂，可使反应大大加快。

酶分子中氨基酸侧链具有质子供体和受体的功能，所以推测酸碱催化在酶分子中起了重

要作用。

二、共价催化

所谓共价催化是通过催化剂与底物的共价键结合，形成过渡态来加速反应，如伯胺催化

的乙酰乙酸脱羧过程。

共价催化具有亲核、亲电过程。

1．催化剂和底物进行亲核反应形成共价键。

2．在通过同一催化剂进行亲电催化，从反应中心吸收电子。

三、多元催化

酶的多元催化通常是几个基元反应协同作用的结果，如胰凝乳蛋白酶中Ser195作为亲

核基团进行亲核催化反应，而His57侧链基团则起碱催化作用。羧肽酶水解底物时，亲核基

团Glu270，或是由Glu270所激活的水分子，而Tyr248则起广义酸的作用。

四、金属离子催化

金属离子通常以下面几种方式参与催化作用：与底物结合，使其在反应中正确定向；通

过金属离子氧化态的变化进行氧化还原反应；通过静电作用稳定或掩蔽负电荷。

五、微观可逆原理

在研究酶的动力学和作用机制时，常要用到这一原理检查提出的历程是否合理。一种提

法为正反应方向最可能产生的过渡态也是逆反应最可能生成的过渡态。或者说正反应沿着某

一最可能的途径进行反应，那么逆反应最可能的途径是它的逆转。

过渡态和中间物是两个不同的概念。（可能会考简答题）

中间态较过渡态稳定，甚至可以分离纯化和测定，半衰期大于10-14s 。

有中间物存在的反应具有两个过渡态，第一个用于形成中间物，第二个用于转化成产物。

由于中间物形成产物或返回底物需要的能量较小，因此它处于亚稳态结构。一些非常不稳定

的中间物与过渡态图谱非常相似

第七章 应用酶学

1. 酶分子修饰的概念：通过各种方法使酶分子结构发生某些改变，从而改变酶的某些特性和

功能的过程，称为酶分子修饰。（名词解释题）

酶分子经过修饰后，可以显著提高酶的使用范围和应用价值。例如可以提高酶活力，增加酶

的稳定性，消除或降低酶的抗原性。

2. 酶的固定化和固定化酶；细胞固定化和固定化细胞四个不同概念的区分

将酶与水不溶性的载体结合，制备固定化酶的过程称为酶的固定化。

固定在载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶称为固定化酶。

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。

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。

一、 酶反应器的特点与类型

1. 酶反应器的概念：以酶作为催化剂进行反应所需的设备称为酶反应器。

酶反应器基本上是游离酶、固定化酶或固定化细胞催化反应的容器。

酶反应器不同于化学反应器，它是在低温、低压下发挥作用，反应时的耗能和产能也比较少。

酶反应器也不同于发酵反应器，因为它不表现自催化方式，即细胞的连续再生。

2. 酶反应器的类型（在ppt 上有更详细的分类）

①按结构区分：搅拌罐式反应器、鼓泡式反应器、填充床式反应器、流化床式反应器、膜反

应器

②按操作方式区分：分批式反应、连续式反应、流加分批式反应

③混合形式：连续搅拌罐反应器、分批搅拌罐反应器

3. 填充床和流化床的特点

填充式反应器：又称固定床反应器，将固定化没填充于反应器内，制成稳定的柱床，然后，

通入底物溶液，在一定的反应条件下实现酶催化反应，以一定的流速，收集输出的转化酶（含

产物）。

特点：密度大，可以提高酶催化反映的速度，在工业生产中普遍使用。

流化床反应器：具有混合均匀，传质和传热效果好，温度和ph 值得调节控制比较容易，不

易堵塞，对粘度较大反应液也可进行催化反应。

简答：

酶活性部位柔性假说

我国科学家邹承鲁首次提出酶活性部位柔性的假说。该学术观点不断地被国际学术界同行所

接受。

天然状态的酶具有完整的三维空间结构，其中活性部位跟其他结构部位相比，具有极大的柔

性。也就是说活性部位基团的运动性较大。因此，当低浓度变性剂作用时，酶分子整体刚性

部分构象保持完整，而较柔性的活性部位的局部结构已发生明显变化，如活性基团的相互靠

近和立体取向受到破坏，导致酶活性的丧失。

酶的柔性和刚性是局部的，也是相对的。对于局部柔性部位的维持必须有刚性部分来支撑。

酶分子既要保持相对稳定的整体结构，又必须要有相对柔性的微环境状态。正是这种刚柔相

济的独特

三、酶活性部位柔性和整体结构刚性的实例

金黄色葡萄球菌核酸酶是149个残基组成的水解酶。其空间结构为α+β两结构域的折叠类

型，分别由三束α—螺旋和五条β—折叠链及两个反转角组成（83～68位，94～97位）。酶

分子结构，是酶的催化作用保持高效性和可调性的结构基础。

3. 蛋白质组学，细胞破壁以后很多细胞都出来了，怎么对蛋白进行处理：二维凝胶电泳法，

后面再根据质谱等来进行处理：

是目前蛋白质组研究中最有效的分析鉴定技术之一

由两相组成：

第一相：等电聚焦凝胶电泳

根据蛋白质电荷差异

第二相：SDS －聚丙烯酰胺凝胶电泳

根据蛋白质分子量差异

原理：基于等电点与分子量分离蛋白质

基本步骤：①样品制备：蛋白质溶解、变形、还原、去除蛋白质杂质

②IPG 胶制备：利用不同pk 固定化电解质可配置不同ph 范围的凝胶或利用商业 化软件设计

③双相电泳：

④染色：考马斯蓝染色、银染色、铜染色

优点：可以同时直观显示数千个蛋白质点

缺点：耗时、耗力、目前无法自动化；难以分离疏水、具极端分子量或等电点的蛋白质（如

膜受体蛋白、组蛋白等）。