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催化酶解裝置設計
發布時間：2021-10-20 12:42:11❶ 酶的催化機制主要有哪些
1、鄰近定向
對一個雙分子反應，酶可以使兩個底物結合在活性中心彼此靠近，並具有正確的取向。這比在溶液中隨機碰撞更容易發生反應。
鄰近效應相當於大大提高了有效底物濃度，甚至超過現實中可以達到的濃度。定向效應則使每一次碰撞都具有正確的取向。化學上通過將分子間反應轉變成分子內反應對此進行推算，認為可以將反應速度加快100倍到10的11次方倍。
2、底物形變
酶與底物結合時，誘導契合現象不僅酶的構象發生改變，底物的構象也會發生變化。這種變化使底物更接近於過渡態，因此可以降低活化能。
3、微環境
酶的活性中心是一個相對封閉的空間，其性質與溶液中有所不同，所以稱為微環境。例如，有些酶的活性中心是一個疏水的微環境，其介電常數較低，有利於電荷之間的作用，也有利於中間物的生成和穩定。
賴氨酸側鏈氨基的pK約為9，而在乙醯乙酸脫羧酶活性中心的賴氨酸側鏈pK只有6左右。這也是某些專一性抑制劑只與酶活性中心的基團反應的原因。
4、直接催化
酶分子中含有不同化學特性的基團，如殘基的側鏈基團、金屬離子以及輔酶輔基等。
其中某些基團可以直接與底物作用，或者通過穩定過渡態來降低活化能，或者通過改變反應進程繞過高活化能的反應步驟。酶的直接催化作用可以分為酸鹼催化、共價催化和金屬離子催化。
(1)催化酶解裝置設計擴展閱讀
酶和一般催化劑都是通過降低反應活化能的機制來加快化學反應速度的。酶的催化特異性表現在它對底物的選擇性和催化反應的特異性兩方面。體內的化學反應除了個別自發進行外，絕大多數都由專一的酶催化，一種酶能從成千上萬種反應物中找出自己作用的底物，這就是酶的特異性。
一種酶只催化一種底物進行反應的稱絕對特異性，如脲酶只能水解尿素使其分解為二氧化碳和氨；若一種酶能催化一類化合物或一類化學鍵進行反應的稱為相對特異性，如酯酶既能催化甘油三脂水解，又能水解其他酯鍵。
具有立體異構特異性的酶對底物分子立體構型有嚴格要求，如L乳酸脫氫酶只催化L-乳酸脫氫，對D-乳酸無作用。
有些酶的催化活性可受許多因素的影響，如別構酶受別構劑的調節，有的酶受共價修飾的調節，激素和神經體液通過第二信使對酶活力進行調節，以及誘導劑或阻抑劑對細胞內酶含量的調節等。
應該指出的是，一種酶的催化反應常常是多種催化機制的綜合作用，這是酶促進反應高效率的重要原因。
❷ ph值和溫度對酶的催化作用的影響設計一個實驗 寫實驗步驟
❸ 給出一種酶，如何設計其純化方案
發個實驗給你參考參考！！！
酵母蔗糖酶的分離純化和活力測定
實驗簡介：酶的分離制備在酶學以及生物大分子的結構功能研究種具有重要意義。啤酒酵母中蔗糖酶含量豐富。本實驗用新鮮啤酒酵母作為原料，通過破碎細胞，熱處理，乙醇沉澱，柱層析等步驟提取蔗糖酶。並對其活力進行測定。
實驗原理
蔗糖酶主要存在於酵母中，但工業上通常從酵母中製取。酵母蔗糖酶系胞內酶，提取時細胞破碎或菌體自溶。常用的提純方法有鹽析、有機溶劑沉澱、離子交換和凝膠柱層析。以此可得到較高純度的酶。
蔗糖酶催化下蔗糖水解為等量的葡萄糖和果糖。用測定生成還原糖(葡萄糖和果糖)的量來測定蔗糖水解的速度，本實驗中，蔗糖酶的活力單位指在一定條件下反應5min,每產生l毫克葡萄糖所需酶量。 用考馬斯亮藍法測定蛋白質含量，比活力為每毫克蛋白質的活力單位數。
實驗操作
1. 提取
(1) 准備一個冰浴，將研缽穩妥放入冰浴中。
(2) 將10g濕啤酒酵母，和適量（5g）二氧化硅一起放入研缽中。二氧化硅要預先研細。
(3) 緩慢加入預冷的30mL去離子水，每次加2mL左右，邊加邊研磨，至少用30分鍾。以便將蔗糖酶充分轉入水相，至酵母細胞大部分研碎，以便將蔗糖酶充分轉入水相中。
(4) （可選項） 研磨時用顯微鏡檢查研磨的效果。
(5) 將混合物轉入兩個離心管中，平衡後，用高速冷離心機，4℃，10000rpm，離心5min。
(6) 用滴管小心地取出水相，轉入另一個清潔的離心管中，4℃，10000rpm，離心15min。
(7) 將清液轉入量筒，量出體積，用廣泛pH試紙檢查上清液pH，用1mol / L 醋酸將pH調至5.0，稱為「粗級分Ⅰ」。留出1.5mL測定酶活力及蛋白含量，剩餘部分轉入清潔的離心管中。
2. 熱處理和乙醇沉澱
(1) 預先將恆溫水浴調到50℃，將盛有粗級分I的離心管穩妥地放入水浴中，45℃下保溫30分鍾，在保溫過程中不斷輕搖離心管。
(2) 取出離心管，於冰浴中迅速冷卻，用4℃，10000rpm，離心10min。
(3) 將上清液轉入小燒杯中，放入冰鹽浴（沒有水的碎冰撒入少量食鹽），逐滴加入等體積預冷至－20℃的95%乙醇，同時輕輕攪拌，共需30分鍾，再在冰鹽浴中放置10分鍾，以沉澱完全。於4℃，10000rpm，離心10min，傾去上清，並滴干，沉澱保存於離心管中，蓋上蓋子或薄膜封口，然後將其放入冰箱中冷凍保存（稱為「級分Ⅱ」）。廢棄上清液之前，要用尿糖試紙檢查其酶活性（於下一個實驗一起做）。
3. DEAE纖維素柱層析純化酶蛋白
(1) 離子交換劑的處理
稱取1.5克DEAE纖維素(DE-32)乾粉，加入0.5mol／L NaOH溶液(約50m1)，輕輕攪拌，浸泡至少0.5小時(不超過1小時)，用玻璃砂漏斗抽濾，並用去離子水洗至近中性，抽干後，放入小燒杯中，加50mL 0.5mol／L HCl，攪勻，浸泡0.5小時，用去離子水洗至。近中性，再用0.5 mol／L NaOH重復處理一次，用去離子水洗至近中性後，抽干備用(因DEAE纖維素昂貴，用後務必回收)。實際操作時，通常纖維素是已浸泡過並回收的，按「鹼一酸」的順序洗即可，因為酸洗後較容易用水洗至中性。鹼洗時因過濾困難，可以先浮選除去細顆粒，抽干後用0.5 mol／L NaOH-0.5 mol／L NaCl溶液處理，然後水洗至中性。
(2) 裝柱與平衡
先將層析柱垂直裝好，在燒杯內用0.02 mol／L，pH7.3 Tris-HCl緩沖液洗纖維素幾次，用滴管吸取燒杯底部大顆粒的纖維素裝柱，然後用此緩沖液洗柱至流出液的pH與緩沖液相同或接近時即可上樣。
(3) 上樣與洗脫
上樣前先准備好梯度混合器，詳見附錄TH-500梯度混合器使用說明。
用5mL 0.02mol／L，pH7.3的Tris-HCl緩沖液充分溶解醇級分Ⅱ(注意玻璃攪棒頭必須燒圓，攪拌溶解時不可將離心管劃傷)，若溶液混濁，則4 000r／min離心除去不溶物。取1.5mL上清液(即醇級分Ⅱ樣品，留待下一個實驗測酶活力及蛋白含量)，將剩餘的3.5mL上清液小心地加到層析柱上，不要擾動柱床，上樣後用約30mL緩沖液洗去柱中未吸附的蛋白質，至A280降到0.1以下，注意從上樣開始使用部分收集器收集，每管2.5～3.0mL／l0min。然後打開梯度混合器，採用30mL，0.02mol／L，pH7.3的Tris-HCl緩沖液和30mL含0.2mol／L濃度NaCl的0.02mol／L，pH7.3的Tris-HCl.緩沖液，進行線性梯度洗脫，連續收集洗脫液，控制流速2.5～3.0mL／10min。測定每管洗脫液的A280光吸收值。
(4) 各管洗脫液酶活力的定性測定
在點滴板上每一孔內，加一滴0.2mol／L，pH4.6的乙酸緩沖液，一滴0.5mol／L蔗糖和一滴洗脫液，反應5min，在每一孔內同時插入一小條尿糖試紙，10～20min後觀察試紙顏色的變化。用「+」號的數目，表示顏色的深淺，即各管酶活力的大小。合並活性最高的2～3管，量出總體積，並將其分成10份，分別倒人10個小試管，用保鮮膜封口，冰凍保存，使用時取出一管，此即「柱級分Ⅲ」。
4. 各級分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ蔗糖酶活力
用0.02mol／L，pH4.6乙酸緩沖液(也可以用pH5～6的去離子水代替)稀釋各級分酶液，測出酶活合適的稀釋倍數：
Ⅰ： 1 000～10 000倍；
Ⅱ： 1 000～10 000倍；
Ⅲ： 100～1 000倍；
以上稀釋倍數僅供參考。
按「表1」的順序在試管中加入各試劑，進行測定，為簡化操作可取消保鮮膜封口，沸水浴加熱改為用90～95℃水浴加熱 8-10min，以5min生成的還原糖的毫克數為縱坐標，以試管中lmL反應混合物中的酶濃度(mg蛋白／m1)為橫坐標，畫出反應速度與酶濃度的關系曲線。
表1 各級分I、Ⅱ、Ⅲ蔗糖酶活性測定
各管名稱 對照 級分Ⅰ 級分Ⅱ 級分Ⅲ 葡萄糖
管數 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
酶液/mL 0.0 0.05 0.20 0.50 0.05 0.20 0.50 0.05 0.20 0.50 / / /
H2O/mL 0.6 0.55 0.40 0.10 0.55 0.40 0.10 0.55 0.40 0.10 0.8 0.4 0.2
乙酸緩沖液0.2mol/L,pH4.6 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 / / /
葡萄糖2mmol/L / / / / / / / / / / 0.2 0.6 0.8
蔗糖0.25mol/L 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 / / /
加入蔗糖，立即搖勻開始記時，室溫准確反應5min後，立即加1mL 0.1M NaOH中止反應
二硝基水楊酸溶液 mL 1.0
用保鮮膜封口，扎眼，沸水浴加熱5min，立即用水冷卻3分鍾。
H2O/mL 4.0
A520
稀釋後酶活力 /
原始酶活力 /
5. 考馬斯亮蘭法測定各級分蛋白質含量
(1) 蛋白質標准曲線製作
取14支試管，分兩組按下表平行操作。
表2 蛋白質標准曲線製作
試管編號/mL 0 1 2 3 4 5 6
標准蛋白溶液/mL
0.02mol/L Tris-HCl緩沖液/mL
考馬斯亮蘭試劑/mL
搖勻，1h內以0號試管為空白對照，在595nm處比色
A595nm
(2) 各級分蛋白質含量測定
考馬斯亮蘭G-250在酸性溶液時呈茶棕色，最大吸收峰在465nm。當與蛋白質結合後變成深藍色，最大吸收峰轉至595nm，在10~100μg/mL蛋白質濃度范圍內成正比。因此在測定各級分蛋白質含量時應稀釋適當倍數，使其測定值在標准曲線的直線范圍內。根據所測定的A595nm值，在標准曲線上查出相當於標准蛋白的量，從而計算出未知樣品的蛋白質濃度(mg/mL)。
6. 計算各級分的比活力、純化倍數及回收率
為了測定和計算下面表3中的各項數據，對各個級分都必須取樣，每取一次樣，對於下一級分來說會損失一部分量，因而要對下一個級分的體積進行校正，以使回收率的計算不致受到不利的影響。
1活力單位(U)＝酶在室溫，pH＝4.6條件下，每分鍾水解產生1μmol葡萄糖所需酶量。比活力＝活力單位/mg蛋白。
表3 各級分的比活力、純化倍數及回收率
級
分 記錄
體積
(m1) 校正
體積
(m1) 蛋白質
(mg／m1) 總蛋白
(mg) Unit
(s／m1) 總活力
(U) 比活力
(Units
／mg) 純化
倍數 回收率
(％)
Ⅰ 1.0 100
Ⅱ
Ⅲ
下面表4是對假定的各級分記錄體積進行校正計算的方法和結果：
表4 實驗記錄表
級分 記錄體積 (m1) 校正體積計算 取樣體積
(m1) 校正後體積
(m1)
Ⅰ 15 15 1.5 15.00
Ⅱ 5 5×(15／13.5) 1.5 5.5
Ⅲ 6 6×(15／13.5)×(5／3.5) 1.5 9.5
五、 結果
在同一張圖上畫出所有管的酶活力、光吸收值A280的曲線和洗脫梯度線。得出各級分的活力，比活力，提純倍數以及回收率。
六、 注意事項
從上樣開始收集，可能有兩個活性峰，梯度洗脫開始前的第一個峰是未吸附物，本實驗取用梯度洗脫開始後洗下來的活性峰。
七、 作業
1．為什麼酶的提取需要低溫操作？
2．熱處理的根據是什麼？
去除熱敏感蛋白。
參考文獻
1．邵雪玲，毛歆，郭一清．生物化學與分子生物學實驗指導．武漢：武漢大學出版社，2003
2．張龍翔．高級生物化學實驗選編．北京：高等教育出版社，1989
3．許培雅，邱樂泉．離子交換柱層析純化蔗糖酶實驗方法改進研究．實驗室研究與探索，2002，21(3):82~84
編著者——陳彥，李紹飛
❹ 考研題：催化相關反應的酶是不是由同一操縱子所編碼，該如何設計這個實驗求大牛給個思路啊！！
我們拿乳糖操縱子來舉例，可以基因敲除的方法，在其O區或這P區插入一段序列，使整個操縱子不能表達，然後利用Z Y A三個基因所編碼的酶的抗體來進行檢驗。1，如何進行基因敲除，利用酶蛋白反向對算結構基因序列合成多個引物，進行PCR將相應的部分mRNA 擴增出來，以此再設計引物利用反向PCR將其調節基因擴增出來，利用同源重組在其調節區插入序列，使整個操縱子不能表達。2，如何進行檢驗，首先將相關的酶都純化出來，利用這些制備相應的抗體，最終利用相應的抗體和酶偶聯二抗進行檢測表達量的變化（ELISA）即可.
❺ 酶的結構，功能，催化原理
酶作為催化劑，它具有一般催化劑的共同性質。1.只能催化熱力學上允許進行的反應，對於可逆反應，酶只能縮短反應達到平衡的時間，但不改變平衡常數；2.酶也是通過降低化學反應的活化能來加快反應速度；3.酶在反應中用量很少，反應前後數量、性質不變。但由於酶的本質是生物大分子如蛋白質，因而，它又具有另外一些有別於一般催化劑的特殊的性質，這些性質主要表現在以下幾方面：（一）高度的催化效率在相同條件下，酶的存在可以使一個反應的反應速率大大加快。一般情況下，由酶催化的反應速率比相應的非催化反應速率快106～1012倍。酶促反應具有極高的效率是因為酶通過其特有的作用機制，比一般催化劑更有效地降低反應的活化能，使底物只需較少的能量便可進入活化狀態。圖4-1 催化過程和非催化過程自由能的變化如：尿素的水解反應在H+催化作用下反應溫度為62度，反應速度常數為7.4×10-7 ，而脲酶催化作用下反應溫度為21度，反應速度常數為5.0×106 ；α-胰凝乳蛋白酶對苯醯胺的水解速度是H+催化作用的6ⅹ106倍 ，且不需要較高的溫度。可見酶有極高的催化效率。 （二）高度的作用專一性酶催化反應的專一性或稱酶作用的專一性，是指酶對作用的反應物，在此稱為底物（substrate, S）的嚴格要求，其中還包括催化底物發生反應的類型和方式。一種酶只能催化某一種或某一類特定的底物，發生某種特定類型的化學反應。不同的酶其專一性的程度頗不相同，有的只作用於一種底物；有的作用於某一種化學鍵；有的只作用於底物的幾種異構體中的一種。1．絕對特異性：一種酶只能作用於一種化合物，以催化一種化學反應，稱為絕對特異性。即一種酶對應一種底物,一個反應。如尿酶僅能催化尿素水解產生CO2和NH3。2．相對特異性：一種酶只能作用於一類化合物或一種化學鍵，催化一類化學反應，稱為相對特異性。如脂肪酶不僅水解脂肪，也對簡單的酯有水解作用。3．立體異構特異性：一種酶只能作用於一種立體異構體，或只能生成一種立體異構體，稱為立體異構特異性。例如，乳酸脫氫酶僅催化L-乳酸脫氫產生丙酮酸，對D-乳酸則無反應圖4-2乳酸脫氫酶對底物的立體結構專一性
❻ 高一生物探究性實驗 關於酶的催化作用的實驗設計~
這個答案的解釋很詳細啊！有具體哪裡不會的可以針對講
❼ 酶催化水解具有專屬性麥芽糖酶可沒解
考點：酶的特性 專題： 分析：本題考查的是酶的特性，麥芽糖酶對麥芽糖糖有催化作用，但對蔗糖沒有作用，這說明了酶具有專一性． A、酶的高效性是和非酶的催化劑比較而言，主要是指催化能力，蛋白質（環境適宜）的催化能力是普通化學催化物質的10^5-10^8倍，A錯誤；B、一種酶僅能作用於一種物質，或一類分子結構相似的物質，促其進行一定的化學反應，產生一定的反應產物，這種選擇性作用稱為酶的專一性，B正確；C、一種酶只作用於一類化合物或一定的化學鍵，以促進一定的化學變化，並生成一定的產物，這種現象稱為酶的特異性，C錯誤；D、一般來講，每種酶的酶活性有最適溫度，在此溫度下，其活性最高，偏離此最適溫度時，溫度越低，或者溫度越高，其活性越，溫度過高會導致酶失活以及變性，D錯誤．故選：B． 點評：本題難度較小，考查考生酶的特性等知識點以及考生對生物知識的理解運用能力．
❽ 有關催化劑的催化機理等問題可以從「乙醇催化氧化實驗」得到一些認識，某教師設計了如圖裝置（夾持裝置儀
| （10分）（1）2H 2 O 2
（5）CH 3 COOH， C 與催化酶解裝置設計相關的資料
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