Question

【題目】乳糖酶能夠催化乳糖水解為葡萄糖和半乳糖在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要價值。乳糖酶的制備及固定化步驟如下圖。回答下列問題：

(1)篩選產(chǎn)乳糖酶的微生物L(fēng)時,培養(yǎng)基中的唯一碳源應(yīng)該是_____，在實驗室培養(yǎng)微生物L(fēng)時,一方面需要為L提供合適的營養(yǎng)和環(huán)境條件,另一方面需要_______,以獲得純凈的培養(yǎng)物。

(2)將微生物L(fēng)研磨破碎得到提取液后,可采用凝膠色譜法分離純化其中的乳糖酶分離過程中,比乳糖酶相對分子質(zhì)量小的蛋白質(zhì),在凝膠中的移動速度比乳糖酶_____(填“快”或“慢”),原因是______________。

(3)工業(yè)生產(chǎn)中,若要將乳糖酶固定化,一般____(填“適宜”或“不適宜”)采用包埋法原因是________,與使用游離酶相比,工業(yè)生產(chǎn)中使用固定化酶的優(yōu)點是________。

Answer 1

【答案】乳糖 防止雜菌污染 慢 相對分子質(zhì)量小的蛋白質(zhì)容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道,移動速度較慢 不適宜 酶分子很小,容易從包埋物中漏出 酶不易失活,可以重復(fù)用,能提高產(chǎn)品質(zhì)量

【解析】

篩選產(chǎn)乳糖酶的微生物L時，宜用乳糖作為培養(yǎng)基中的唯一碳源，即利用選擇培養(yǎng)基篩選。

固定化技術(shù)包括包埋法、物理吸附法和化學(xué)結(jié)合法（交聯(lián)法），由于細(xì)胞相對于酶來說更大，難以被吸附或結(jié)合，因此多采用包埋法，固定化細(xì)胞在多步酶促反應(yīng)中發(fā)揮連續(xù)催化作用，但如果反應(yīng)底物是大分子物質(zhì)，則難以自由通過細(xì)胞膜，從而限制固定化細(xì)胞的催化反應(yīng)。固定化酶實質(zhì)上是將相應(yīng)酶固定在不溶于水的載體上，實現(xiàn)酶的反復(fù)利用，并提高酶穩(wěn)定性，酶的各項特性（如高效性、專一性和作用條件的溫和性）依然保持。

(1) 篩選產(chǎn)乳糖酶的微生物時，宜用乳糖作為培養(yǎng)基中的唯一碳源。在實驗室培養(yǎng)微生物，一方面要為培養(yǎng)的微生物提供合適的營養(yǎng)和環(huán)境條件，另一方面需要防止雜菌污染。

(2) 用電泳法純化乳糖酶時，若在相同條件下分離帶電荷相同的蛋白質(zhì)，則其分子量越小，電泳速度越慢。凝膠色譜法是根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小來分離蛋白質(zhì)的有效方法，相對分子質(zhì)量小的蛋白質(zhì)容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，路程長，移動的速度慢，相對分子質(zhì)量大的蛋白質(zhì)不容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，路程短，移動的速度快，因此相對分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)得以分離。

(3) 固定酶化的方法包括化學(xué)結(jié)合法、包埋法、物理吸附法、離子吸附法及交聯(lián)法等。由于乳糖酶酶分子很小,容易從包埋物中漏出，工業(yè)生產(chǎn)中，若要將乳糖酶固定化,一般不適宜采用包埋法，乳糖酶宜采用化學(xué)結(jié)合法（共價鍵結(jié)合法）進(jìn)行固定化，可通過檢測固定化乳糖酶的乳糖酶的活性（或活力）確定其應(yīng)用價值。與使用游離酶相比，工業(yè)生產(chǎn)中使用固定化酶的優(yōu)點是酶不易失活,可以重復(fù)用，能提高產(chǎn)品質(zhì)量。