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简述固定化酶的特点与性质。

题目

简述固定化酶的特点与性质。

参考答案和解析
正确答案: 特点：
1.易于反应液分开
2.可较长时期、反复使用，降低生产成本
3.酶的稳定性提高
4.较易控制终止酶的反应进程
5.产物纯化简便
性质：
1.酶固定化后，酶活力较原酶活力有所降低
2.酶在固定化后，对底物作用的最适pH值与游离酶不同，酶活力-pH曲线常常发生偏移
3.固定化后，最适温度较原酶有所提高
4.固定化后，酶的热稳定性提高
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第1题：

简述酶和细胞的固定化方法有哪些？各有哪些特点？


正确答案:（1）载体结合法：是将酶结合于不溶性载体上的一种固定化方法。可分为物理吸附法，离子结合法，共价结合法。
物理吸附法：优点在于操作简单，可选用不同的吸附剂，酶失活后载体仍可再生。缺点在于最适吸附酶量无规律可循，酶与载体之间的吸附剂不强，酶易于脱落。
离子结合法：操作简单，处理条件温和，酶的活性中心不易被破坏。但是酶和载体的结合力比较弱，会发生酶脱落的现象。
共价结合法：酶和载体的结合力牢固，不会发生酶脱落。但反应条件苛刻，操作复杂，酶的活性中心会遭到部分破坏。
（2）交联法：优点是交联后的酶活性较高，缺点是反应条件剧烈，酶的回收率低。
（3）包埋法：不需要改变酶的高级结构，酶的回收率较高。但包埋酶会导致酶的失活，包埋法只适合作用于小分子底物和产物的酶，对于那些作用于大分子底物和产物的酶是不合适的。

第2题：

简述固定化酶的形状。


正确答案: （1）颗粒状固定化酶；
（2）纤维状固定化酶；
（3）膜状固定化酶；
（4）管状固定化酶；
（5）微囊状固定化酶。

第3题：

固定化酶及固定化酶的特点。


参考答案：酶类可粗分为天然酶和修饰酶，固定化酶属于修饰酶，修饰酶类还包括经过化学修饰的酶和用分子生物学方法在分子水平上进行改良的酶等。固定化酶最大特点是既具有生物催化剂的功能，又具有固相催化剂的特性。
固相酶还具有以下优点：①可多次使用，而且在多数情况下，酶的稳定性提高。如固定化的葡萄糖异构酶可以在60~65℃条件下连续使用超过1000h;
②反应后，酶与底物和产物易于分开，产物中无残留酶，易于纯化，产品质量高;
③反应条件易于控制，可实现转化反应的连续化和自动控制;
④酶的利用效率高，单位酶催化的底物量增加，用酶量减少;
⑤比水溶性酶更适合于多酶反应。

第4题：

简述固定化对酶性质的影响（固定化酶的性质）。


正确答案:（1）稳定性大多数酶固定化后，稳定性都增强，操作寿命和保存寿命也延长。
（2）固定化酶的最适温度和最适pH固定化后，大多数酶的热稳定性提高，所以最适温度也随之提高。酶固定化后，对底物作用的最适pH和酶活力－pH曲线常常会发生偏移。带负电荷的载体固定化的酶的最适pH向碱性偏移，带正电荷的载体固定化的酶的最适pH向酸性偏移。
（3）固定化酶的动力学特征固定化酶的表观米氏常数Km随载体的带电性能变化。
（4）固定化酶的专一性酶固定化后，一般不会改变其专一性。但也有少数情况酶固定化后专一性会发生改变。

第5题：

与游离酶相比较，固定化酶的性质有哪些变化？


正确答案:（1）酶活性的影响：酶活性下降，反应速率下降；
（2）酶稳定性的影响：操作稳定性提高，贮存稳定性比游离酶大多数提高，热稳定性大多数提高但有些反而降低，对分解酶的稳定性提高，pH稳定性提高明显优于游离酶，对有机溶剂的稳定性提高；
（3）pH的变化：改变酶的空间构象，影响酶的催化基团的解离，影响酶的结合基团的解离，改变底物的解离状态（酶与底物不能结合或结合后不能生成产物）；
（4）最适温度变化：随热稳定性的提高，最适温度随之提高，少数例外最适温度下降，活性或其他因素会改善；
（5）底物特异性变化：专一性会发生不同程度的变化，作用于小分子底物的酶特异性没有明显变化，既可作用于小分子底物又可作用于大分子底物的酶特异性往往会变化；
（6）米氏常数Km的变化，Km值随载体性质变化：Km升高，酶与底物的亲和力降低，带电载体与底物之间的静电作用会引起底物分子在扩散层和整个溶液之间不均一分布。

第6题：

简述固定化酶、固定化细胞制备方法及特点。


正确答案: 固定化酶与固定化细胞都是以酶的应用为目的，所以两者的制备法基本相同，均包括下面的四种方法：
包埋法、吸附法、共价偶联、非共价结合法
一、
包埋法的优点：反应条件温和，很少改变酶结构但是又较牢固的固定化方法。
包埋法的缺点：只有小分子底物和产物可以通过高聚物网架扩散，对那些底物和产物是大分子的酶并不适合。
二、
吸附法的优点：操作简单，可供选择的载体类型多，吸附过程可同时达到纯化和固化的目的，固定化酶使用失活后可以重新活化和再生。
吸附法的缺点：酶和载体的结合力不强，易脱落， 会导致催化活力的丧失和沾污反应产物。
三、
共价偶联法的优点：得到的固定化酶结合牢固，稳定性好，利于连续使用。
共价偶联法的缺点：载体活化的操作复杂，反应条件激烈，同时共价结合会影响到酶的空间构象，从而对酶的催化活性产生影响。
四、
非共价结合法的优点：载体是酶蛋白本身，结合力强，能提高非常高的酶浓度 
非共价结合法的优点：难制备，不能再生，固定化费用高。

第7题：

什么是固定化酶？简述特点与方法。


正确答案:固定化酶即限制或固定于特定空间位置的酶，具体来说，是指经物理或化学方法处理，使酶变成不易随水流失即运动受到限制，而又能发挥催化作用的酶制剂。
固定化酶特点是可以多次使用，提高了酶的稳定性，反应后，易于分离产物，反应条件易于控制，酶的利用效率高，更适合于多酶反应。酶固定化方法有吸附法、共价结合法、包埋法及交联法。

第8题：

酶固定化后（）、（）、（）等性质发生改变。


正确答案:底物专一性、pH-活性曲线和最适pH、动力学常数

第9题：

固定化酶的性质与游离酶相比有哪些方面的变化，主要是哪些方面引起的？


正确答案: 1、酶稳定性的的变化，引起变化的原因：
（1）固定化后酶分子与载体多点连接，可防止酶分子伸展变形。
（2）抑制自降解。将蛋白酶与固态载体结合后，由于其失去了分子间相互作用的机会，从而抑制降解并有利于提高稳定性。
2、固定化酶最适温度的变化，引起变化的原因：
用不同的方法或载体进行固定化，其最适温度可能不同。
3、固定化酶最适pH的变化，引起变化的原因：
（1）载体的带电性质，带负电荷的载体，固定化酶最适pH值比游离酶的高，带正电荷的载体，固定化酶最适pH值比游离酶的低
（2）产物酸碱性
酸性：固定化酶的最适pH值比游离酶的高
碱性：固定化酶的最适pH值比游离酶的低
4、固定化酶底物特异性的变化，引起变化的原因：
载体的空间位阻作用
5、固定化酶活力的变化，引起变化的原因：
（1）酶分子在固定化过程中，空间构象会有所变化，甚至影响了活性中心的氨基酸；
（2）固定化后，酶分子空间自由度受到限制（空间位阻），会直接影响到活性中心对底物的定位作用；
（3）内扩散阻力使底物分子与活性中心的接近受阻；
（4）包埋时酶被高分子物质半透膜包围，大分子底物不能透过膜与酶接近。
6、米氏常数Km的变化，引起变化的原因：
固定化酶的表观米氏常数Km随载体的带电性能变化。由于高级结构变化及载体影响引起酶与底物亲和力变化，从而使Km变化。

第10题：

简述固定化细胞发酵产酶的特点。


正确答案:固定化细胞发酵产酶的特点：
A.提高产酶率（细胞密度大）
B.可以反复使用或连续使用较长时间（细胞不易脱落流失）
C.发酵稳定性好（载体的保护）
D.缩短发酵周期，提高设备利用率（预培养）
E.产品容易分离纯化（细胞不溶于水）
F.适用于胞外酶等胞外产物的生产（载体的扩散抑制）

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