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第1章 绪论 1

1.1酶化学的基本概念 1

1.2酶化学发展的回顾 1

1.3酶化学的研究范围 2

1.3.1酶的催化剂制备化学 2

1.3.2酶催化反应化学 2

1.3.3酶的结构化学 3

1.4酶的分类、来源和应用 3

1.5酶的化学模拟 4

1.621世纪的酶化学 4

参考文献 5

第2章 甲烷与分子氧活化的生物催化基础 6

2.1概述 6

2.2甲烷氧化菌的微生物学特征 7

2.3甲烷单加氧酶的分子生物学 12

2.3.1甲烷单加氧酶的分子测序 13

2.3.2甲烷单加氧酶的Cu离子调节表达 14

2.3.3甲烷单加氧酶的克隆与表达 15

2.3.4甲烷氧化菌的生物芯片研究 16

2.3.5甲烷单加氧酶中组分D-orfY的发现与功能 17

2.3.6甲烷单加氧酶的定点突变实验 17

2.3.7颗粒性甲烷单加氧酶的分子生物学研究 18

参考文献 18

第3章 甲烷单加氧酶的结构与反应化学 23

3.1概述 23

3.2甲烷单加氧酶的结构化学 24

3.2.1甲烷单加氧酶的总体构型 24

3.2.2羟基化酶的晶体结构 25

3.2.3MMOH双铁核中心构型 27

3.2.4甲烷单加氧酶的谱学表征 29

3.2.5调节蛋白MMOB的结构 34

3.2.6还原酶MMOR的结构 36

3.3甲烷单加氧酶的催化反应化学 37

3.3.1甲烷直接催化氧化制甲醇 38

3.3.2甲烷和分子氧的活化机理 38

3.3.3烯烃的环氧化反应 40

3.3.4氯代烃类的降解 40

参考文献 41

第4章 细胞色素P450的结构与功能 47

4.1生命体内的氧活化 47

4.2加氧酶的发现与分类 48

4.3细胞色素P450单加氧酶 50

4.3.1细胞色素P450的结构 51

4.3.2细胞色素P450酶催化氧化反应机理 54

4.3.3细胞色素P450催化反应类型 55

4.4其它血红素酶 60

4.4.1Baeyer-Villiger单加氧酶 60

4.4.2过氧化物酶 61

4.4.3氧化氮合酶 62

4.5非血红素加氧酶与非含铁金属酶 62

参考文献 63

第5章 单加氧酶催化功能的化学模拟 66

5.1模拟酶催化剂及催化反应分类 67

5.2典型模拟酶金属配合物的结构 69

5.2.1类卟啉金属配合物 69

5.2.2非类卟啉金属配合物 72

5.2.3高分子金属配合物 72

5.3催化烯烃氧化 77

5.3.1烯烃环氧化 78

5.3.2烯烃双键氧化制醇、酮、醛 84

5.3.3烯丙基氧化反应 89

5.3.4C＝C双键断裂反应 91

5.4催化烷烃氧化 92

5.4.1烷烃氧合作用 92

5.4.2烷烃氧化脱氢制烯烃 96

5.5催化芳烃氧化反应 97

5.5.1芳环CH键氧化 97

5.5.2苄基氧化反应 99

5.6醇氧化 101

5.6.1均相催化氧化 102

5.6.2异相催化氧化 104

5.7Baeyer-Villiger氧化 105

5.8硫醚氧化 107

5.9结语 108

参考文献 109

第6章 人工光合作用 112

6.1概述 112

6.1.1光合作用的基本原理 112

6.1.2人工光合作用的意义 113

6.2太阳能分解水制氢 113

6.2.1太阳能分解水的途径 113

6.2.2太阳能光解水的难点 117

6.2.3太阳能光解水制氢研究的发展方向 120

6.3染料敏化太阳能电池 122

6.3.1研究背景 122

6.3.2循环光解水同时放氢放氧的“疑惑” 124

6.3.3牺牲体系光解水分别放氢放氧 126

6.3.4染料敏化太阳能电池 127

6.3.5光催化的“圣杯”—可见光分解水 128

参考文献 130

第7章 脂肪酶催化手性药物合成与动力学拆分 132

7.1概述 132

7.2脂肪酶的结构和作用机理 133

7.2.1脂肪酶和酯酶的催化活性位点 133

7.2.2脂肪酶的界面活化 133

7.2.3脂肪酶的催化作用机理 135

7.2.4脂肪酶的选择性及其分子基础 135

7.2.5底物结构对脂肪酶催化反应速率的影响 137

7.2.6Candidarugosa脂肪酶的同工酶 138

7.3脂肪酶催化反应的水-有机溶剂两相体系 138

7.3.1两相反应体系的结构与性质 138

7.3.2水的影响 139

7.3.3有机溶剂的影响 141

7.3.4载体的影响 141

7.4脂肪酶催化的动力学拆分反应 142

7.4.1酶促拆分反应的动力学 142

7.4.2脂肪酶催化的2-芳基丙酸类药物拆分反应 145

7.4.3动态动力学拆分 149

7.5结语 150

参考文献 151

第8章 酶的固定化及其应用 156

8.1概述 156

8.2酶的固定化方法 157

8.2.1表面担载法 157

8.2.2交联法 158

8.2.3包埋法 158

8.3固定化酶的性质 160

8.3.1固定化酶的催化活性 160

8.3.2固定化酶的稳定性 162

8.3.3最佳反应条件的变化 163

8.3.4米氏动力学常数的变化 163

8.3.5酶的可储存性 164

8.3.6蛋白质工程与基因重组 165

8.4固定化酶的评价指标 166

8.5固定化酶的应用 166

8.5.1食品工业 167

8.5.2医学和临床分析 167

8.5.3环境保护 168

8.5.4生物传感器 168

8.5.5有机合成 169

8.6结语 169

参考文献 170

第9章 酶催化反应介质化学 172

9.1概述 172

9.2微水有机相酶催化体系 172

9.2.1固定化酶微水有机溶剂体系 173

9.2.2微水有机溶剂乳化体系 173

9.2.3微胶束与微乳液体系 174

9.3离子液中的酶催化反应 175

9.3.1酯交换反应 175

9.3.2酯合成反应 176

9.3.3酰化反应 177

9.3.4氧化还原反应 178

9.3.5酶催化聚合反应 179

9.3.6水解反应 180

9.4离子液作为酶的固定化载体 181

9.5结语 181

参考文献 182