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为什么要固定化酶？酶固定化的优缺点有哪些？

题目
问答题
为什么要固定化酶？酶固定化的优缺点有哪些？
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相似问题和答案

第1题：

固定化酶反应器有哪些？


正确答案: （1）搅拌罐型反应器；
（2）固定床型反应器；
（3）流化床型反应器；
（4）膜型反应器；
（5）鼓泡塔型反应器。

第2题：

酶的固定化方法有哪些？


正确答案: A.吸附法
（1）物理吸附法；
（2）离子吸附法；
B.化学结合法
（1）共价结合法；
（2）共价交联法；
C.包埋法
（1）凝胶网格型；
（2）微囊型。

第3题：

简述固定化酶有哪些优点？


正确答案:（1）可以多次使用，而且在多数情况下，酶的稳定性提高。
（2）反应后，酶和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：

为什么要固定化酶？酶固定化的优缺点有哪些？


正确答案:酶的固定化是指将酶与不溶性载体结合，使游离酶、细胞或细胞器等的催化活动完全或基本上限制在一定空间内的过程，经过固定化的酶，容易与溶液中的底物和产物分离，且可使酶反复使用，效率高，生产成本大大下降，并增强了其稳定性。因此，固定化酶在工业生产上的应用为生产自动化、管道化、连续化提供了条件，促进了酶工程的飞跃发展。
固定化酶优点：
（1）同一批固定化酶能在工艺流程中重复多次、长期地使用；并可预测衰变的速度；
（2）固定化后，和反应物分开，有利于控制生产过程，同时纯化简单；
（3）稳定性显著提高，包括热稳定性、对蛋白质的稳定性（提高了对蛋白质酶、蛋白质变性剂和抑制剂的抵抗作用）、操作稳定性和储藏稳定性；（4种稳定性）
（4）便于控制其形状以适应不同用途，如颗粒、线条、薄膜和酶管等；
（5）提高了产物质量，应用范围广；
（6）提供了研究酶动力学的良好模型。
缺点：
（1）一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都是通过一系列的酶促反应才能得到的。
（2）固定化酶一般只适用于水溶性的小分子底物；大分子底物常受载体阻拦，不易接触酶，致使催化活力难以发挥。
（3）首次使用时投入成本较高。

第5题：

酶固定方法有哪些，各有何优缺点？


正确答案: 通过将酶包埋于凝胶、微囊体内，或通过共价键、离子键或吸附连接至固相载体上，或通过交联剂使酶分子互相交联等方法使酶不溶或局限在一个有限的空间内。优点：酶固定化以后，既保持了酶的催化特性，又克服了游离酶的不足之处，使其具有一般化学催化剂能回收反复使用的优点，并在生产工艺上可以实现连续化和自动化。

第6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7题：

酶的固定化方法有哪些？各自的优缺点是什么？


正确答案:方法有：吸附法、共价结合法、交联法。
吸附法优点：操作简便，条件温和，吸附剂可反复使用。
缺点：酶和载体吸附力较弱，易解吸脱落；
共价结合法优点：酶与载体结合牢固，不会轻易脱落，可连续使用。
缺点：反应条件较激烈，易影响酶的空间构象而影响酶的催化活性。
交联法优点：操作简便，结合牢固，可长时间使用。
缺点：交联反应条件较激烈，酶分子的多个基团被交联，致使酶活力损失较大，且制成的固定化酶颗粒较小，机械强度也较低。

第8题：

共价结合制备固定化酶的方法有哪些？


正确答案:重氮化、迭氮化、酸酐活化法、异硫氰酸酯法、双功能试剂臣应、澳化氰活化法、硫交换法、醛胺缩合法、四元缩合法、金属整合法、醚氯反应、异氰酸反应、烷基化反应及硅烷化反应等。

第9题：

何谓固定化酶？固定化酶的特性与游离酶的比较有哪些改变？


正确答案:固定化酶是指固定在一定载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶。
固定化酶既保持了酶的催化功能，又克服了游离酶的不足之处，具有提高酶的催化效率，增强稳定性，可反复或连续使用以及易于和反应产物分开等显著优点。固定化酶与游离酶比较，其催化特性主要有下列变化：
（1）固定化酶的稳定性一般比游离酶的稳定性好，主要表现在：对热稳定性提高，可以耐受较高的温度；保存稳定性好，可以在一定条件下保存较长时间；对蛋白酶的抵抗性增强，不易被蛋白酶水解；对变性剂耐受性提高，在尿素、有机溶剂和盐酸胍等蛋白质变性剂的作用下，仍可保留较高的酶活力等。
（2）固定化酶的最适作用温度一般与游离酶差不多，活化能也变化不大，但也有些固定化酶的最适温度与游离酶比较会有较明显的变化。
（3）酶经过固定化后，其作用的最适pH往往会发生一些变化。
（4）固定化酶的底物特异性与游离酶比较可能有些不同，其变化与底物相对分子质量的大小有一定关系。对于那些作用于低分子底物的酶，固定化前后的底物特异性没有明显改变。而对于那些可作用于大分子底物，又可作用于小分子底物的酶而言，固定化酶的底物特异性往往会发生变化。

第10题：

固定化酶和游离酶相比，有何优缺点？


正确答案:固定化酶：水溶性酶通过物理和化学的方法，使之与不溶性载体结合形成的一种不再溶解的酶。
优点
（1）易将固定化酶和底物，产物分开产物溶液中没有酶的残留简化了提纯工艺
（2）可以在较长的时间内连续使用
（3）反应过程可以严格控制，有利于工艺自动化
（4）提高了酶的稳定性
（5）较能适于多酶反应
（6）酶的使用效率高产率高成本低
缺点
（1）固定化时酶的活力有损失
（2）比较适应于水溶性底物
（3）与完整的细胞相比，不适于多酶反应

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