生物催化反应与转化原理PDF电子书下载

前言 1

1　绪论 1

1.1　生物催化、生物转化的基本概念 1

1.1.1　生物催化与转化的定义 1

1.1.2　生物催化与转化过程与发酵过程的关系 1

1.1.3　生物催化与化学催化学科的关系 2

1.2　生物催化反应的发展与酶学、酶工程的关系 2

1.2.1　生物催化与酶学 2

1.2.2　生物催化反应工程与酶工程、基因工程、蛋白质工程 4

1.3　生物催化反应与转化研究的范畴 5

1.3.1　生物催化反应的类型 5

1.3.2　生物催化反应特性（机理和介质工程）的研究 5

1.3.3　生物催化剂的构建 6

1.3.4　生物催化工程基础的研究 6

思考题 6

参考文献 7

2.1　手性及对映体概念 8

2　生物催化反应的立体化学基础 8

2.2　手性的意义 10

2.2.1　对映体的不同作用行为 10

2.2.2　单一对映体手性化合物的重要意义 10

2.3　有机分子的异构体与立体结构 11

2.3.1　构造异构体 11

2.3.2　构象异构体 11

2.3.3　构型异构体 12

2.4　手性化合物的检测表征 15

2.4.1　对映体过量 15

2.4.2　旋光法 16

2.4.3　手性色谱法 16

2.4.4　手性化合物的绝对构型的测定 18

思考题 21

参考文献 21

3.1.2　作用于糖苷键的水解反应 22

3.1.1　作用于酯键的反应 22

3.1　生物催化的水解反应 22

3　生物催化反应类型 22

3.1.3　作用于醚键的水解 23

3.1.4　作用于肽键的水解 24

3.1.5　作用于非肽键的碳－氮键（酰氨键、腈基）的水解 24

3.2　生物催化的氧化还原反应 24

3.2.1　脱氢酶催化的醇脱氢反应 25

3.2.2　醇脱氢催化的烃基脱氢反应 25

3.2.3　加氧酶催化的氧化反应 25

3.2.5　脱氢酶催化的碳－碳双键还原反应 26

3.2.4　脱氢酶催化的醛和酮还原反应 26

3.3　生物催化的缩合反应 27

3.3.1　醛缩酶催化的裂解反应 27

3.3.2　醛缩酶催化缩合反应 27

3.4　生物催化的加成反应 28

3.4.1　碳－碳的双键加成 28

3.4.2　羰基的加成反应 29

3.5.2　生物催化的脱卤素反应 30

3.5　生物催化的卤化反应或脱卤反应 30

3.5.1 卤化反应 30

思考题 31

参考文献 31

4　生物催化反应机理 32

4.1 还原反应 32

4.1.1　还原反应的机理 32

4.1.2　辅酶的循环使用 33

4.2　氧化反应 38

4.2.1　单加氧酶催化的氧化反应 38

4.2.2　双氧酶催化的氧化反应 41

4.2.3　氧化酶和脱氢酶催化反应 44

4.3　水解反应 44

4.4　转移和裂合反应 46

4.4.1　氨基转移酶 47

4.4.2　糖基转移酶 48

4.4.3　糖苷酶 49

4.4.4　磷酸化酶 52

思考题 55

参考文献 55

5　生物催化剂的制备 56

5.1 丰富多彩的微生物细胞——生物催化剂的第一来源 56

5.2　高性能生物催化剂的获取途径和方法 56

5.3　微生物细胞（酶）催化剂的筛选策略 57

5.3.1　采样 57

5.3.2　富集、分离 58

5.3.3　筛选 59

5.3.4　筛选分析方法 60

5.3.5　复杂的生物催化剂的筛选设计 61

5.3.6　从极端微生物中筛选极端酶（生物催化剂）的策略 62

5.3.7　未培养生物催化剂的发现策略 63

5.3.8　环境中微生物基因组DNA筛选酶的方法 65

5.3.9　生物催化剂的高效筛选 67

5.4.2　优良菌种选育 70

5.4　生物催化剂（微生物细胞或酶）的改造 70

5.4.1 微生物细胞——优秀生物催化剂的评价标准 70

5.5　生物催化剂的理性设计、非理性设计与制备 78

5.5.1　生物催化剂的化学修饰 78

5.5.2　生物催化剂的理性设计改造 79

5.5.3　生物催化剂的定向进化——非理性设计 81

思考题 85

参考文献 86

6　生物催化反应中的介质工程 87

6.1　有机溶剂中的酶学性质 87

6.1.1　水与酶的相互作用 87

6.1.2 酶在有机溶剂中保持催化活性的基本条件 87

6.1.3　有机溶剂中生物催化剂的特性 88

6.2　生物催化反应的有机溶剂体系 89

6.2.1　与水互溶的有机溶剂－水单相体系 89

6.2.2　非极性有机溶剂－水两相体系 89

6.2.3　非极性有机溶剂－酶悬浮体系 90

6.2.4　反相胶束体系 91

6.2.5　超临界流体体系 92

6.3　非水介质的生物催化活性的研究方法 93

6.3.1　水活度与生物催化剂活性 93

6.3.2　溶剂的极性 96

6.3.3　溶剂的pH值 98

6.3.4　酶的形态 99

6.3.5　生物催化剂的稳定性 99

6.3.6　生物催化反应的选择性 100

思考题 101

参考文献 101

7　生物催化反应与生物转化的应用 103

7.1　酶法制备D－氨基酸 103

7.1.1　D－氨基酸的研究意义 103

7.1.2　酶催化拆分法 104

7.1.3　D－氨基酸转氨酶法 107

7.1.4　海因酶法 108

7.1.5　海因酶法生产工艺 110

7.2　微生物转化法生产香草醛 116

7.2.1　概述 116

7.2.2 生物法生产香兰素方法与国内外研究概况 121

7.2.3　两步法生物转化阿魏酸生成香草醛 126

7.2.4　黑曲霉转化阿魏酸生成香草酸 130

7.2.5　香兰素的应用 135

7.3.1　2－芳基丙酸概述 137

7.3　生物催化法制备手性2－芳基丙酸 137

7.3.2　酶法拆分工艺 140

7.3.3　色谱分析 150

7.3.4　萘普生 154

7.3.5　布洛芬 160

7.3.6　酮洛芬 164

7.3.7　其他2－芳基丙酸 168

思考题 170

参考文献 170