酶工程 第3版PDF电子书下载

第一篇 基础酶学 2

第一章 酶学与酶工程 2

第一节 酶工程概述 2

一、酶与酶工程 2

二、酶工程简介 3

第二节 酶的分类、组成、结构特点和作用机制 4

一、酶的分类 4

二、酶的组成和结构特点 5

三、酶的作用机制 6

第三节 酶催化剂的特点 11

一、高效性 11

二、专一性 11

三、可调节性 13

第四节 影响酶活性的因素 14

一、酶活测定方式 14

二、酶联测定法 15

三、酶反应速率 15

四、底物浓度 16

五、酶浓度 16

六、温度 16

七、pH 16

第五节 酶反应动力学和抑制作用 17

一、米－曼氏模式 17

二、Lineweaver-Burk作图 18

三、酶的抑制作用 18

第六节 酶的制备 20

一、酶的来源 20

二、蛋白质表达常见问题及解决方式 21

第七节 蛋白质、酶和重组蛋白的分离纯化 26

一、蛋白质纯化的一般考虑 26

二、蛋白质的粗分离 28

三、蛋白质的大规模分离纯化 32

总结与展望 36

参考文献 36

第二篇 实践酶学 40

第二章 非水酶学 40

第一节 概述 40

第二节 传统非水酶学中的反应介质 40

一、水－有机溶剂单相系统 40

二、水－有机溶剂两相系统 41

三、含有表面活性剂的乳液或微乳液系统 41

四、微水有机溶剂单相系统 42

五、无溶剂或微溶剂反应系统 42

六、气相反应介质 43

第三节 非水介质中酶的结构与性质 43

一、非水介质中酶的结构 43

二、非水介质中的酶学性质 46

第四节 影响非水介质中酶催化的因素以及调控策略 49

一、有机溶剂 49

二、水 51

三、添加剂 55

四、生物印迹 55

五、化学修饰 55

六、固定化酶 56

七、反应温度 57

八、pH和离子强度 57

第五节 非水介质中酶催化的应用 57

一、酯的合成 57

二、肽的合成 59

三、高分子的合成与改性 60

四、光学活性化合物的制备 63

第六节 非水酶学的最新研究技术 64

一、非水酶学中的新型反应介质 64

二、非水酶学中的新技术 76

三、寻找和改造耐有机溶剂的酶 83

总结与展望 85

参考文献 85

第三章 酶的化学修饰 91

第一节 化学修饰的方法学 91

一、修饰反应专一性的控制 91

二、修饰程度和修饰部位的测定 93

三、化学修饰结果 94

第二节 酶蛋白侧链的修饰 95

一、羧基的化学修饰 95

二、氨基的化学修饰 95

三、精氨酸胍基的修饰 96

四、巯基的化学修饰 96

五、组氨酸咪唑基的修饰 97

六、色氨酸吲哚基的修饰 98

七、酪氨酸残基和脂肪族羟基的修饰 98

八、甲硫氨酸甲硫基的修饰 99

第三节 酶的亲和修饰 99

一、亲和标记 100

二、外生亲和试剂与光亲和标记 100

第四节 酶化学修饰的应用 101

一、化学修饰在酶的结构与功能研究中的应用 101

二、化学修饰酶在医药和生物技术中的应用 103

三、酶化学修饰的局限性 113

第五节 酶化学修饰的研究进展 114

一、非特异性的化学修饰 114

二、位点专一性的化学修饰 115

三、结合定点突变和化学修饰的位点选择性化学修饰 115

总结与展望 115

参考文献 116

第四章 人工酶 118

第一节 引言 118

第二节 人工酶概述 119

一、人工酶的概念 119

二、人工酶的理论基础 119

第三节 合成酶 120

一、主－客体酶模型 121

二、肽酶 127

三、半合成酶 128

四、聚合物人工酶 132

五、智能人工酶 134

第四节 印迹酶 137

一、分子印迹技术概述 137

二、分子印迹酶 142

三、生物印迹酶 144

第五节 人工酶研究进展 146

总结与展望 147

参考文献 148

第五章 纳米酶 151

第一节 概述 151

一、纳米酶的概念 151

二、纳米酶的理论基础 151

三、纳米酶的应用领域 154

第二节 用于纳米酶的纳米材料 154

一、金属纳米材料 155

二、磁性纳米材料 155

三、碳基纳米材料 156

四、其他纳米材料 158

第三节 影响纳米酶催化的因素以及调控策略 160

一、纳米材料的尺寸 160

二、纳米材料的形貌 161

三、表面包覆和修饰 162

四、活化和抑制 163

五、其他因素 163

第四节 纳米酶的应用进展 164

一、H2O2检测 164

二、葡萄糖检测 165

三、DNA检测 165

四、生物传感器 166

五、免疫分析 166

第五节 纳米酶研究进展 167

总结与展望 169

参考文献 169

第六章 酶非专一性催化 173

一、酶非专一性简介 173

二、酶反应条件非专一性 173

三、酶的底物非专一性 175

四、酶催化非专一性 176

五、酶催化非专一性的应用实例 177

总结与展望 195

参考文献 195

第七章 酶稳定化与固定化 198

第一节 酶蛋白的稳定性及其变性机制 198

一、酶蛋白稳定性的分子原因 198

二、测定蛋白质稳定性的方法 199

三、蛋白质不可逆失活的原因和机制 201

第二节 酶蛋白质的稳定化 205

一、固定化 206

二、非共价修饰 208

三、化学修饰 210

四、蛋白质工程 212

第三节 酶的固定化 214

一、固定化酶的定义 214

二、固定化酶的制备原则 215

三、酶的固定化方法 215

四、辅因子的固定化 223

五、固定化酶的性质变化 229

六、影响固定化酶性质的因素 231

第四节 酶稳定化与固定化的研究进展 234

一、生物化学及分子生物学基础研究 234

二、生物传感器 236

三、亲和分离系统 238

四、纳米材料 241

五、其他技术与方法的应用 242

总结与展望 247

参考文献 248

第八章 抗体酶 253

第一节 引言 253

第二节 抗体酶概述 253

第三节 抗体酶的制备方法 255

一、稳定过渡态法 255

二、抗体与半抗原互补法 255

三、熵阱法 256

四、多底物类似物法 257

五、抗体结合部位修饰法 257

六、蛋白质工程法 258

七、抗体库法 258

第四节 抗体酶活性部位修饰 259

一、定点突变 259

二、化学修饰法 260

第五节 抗体酶的结构 260

第六节 抗体酶的应用 263

一、抗体酶在有机合成中的应用 263

二、阐明化学反应机制 263

三、抗体酶在天然产物合成中的应用 263

四、抗体酶在新药开发中的应用 264

第七节 抗体酶研究进展 265

一、半抗原设计 265

二、抗体酶的化学筛选 266

三、抗体酶催化的化学转化 268

四、计算机辅助设计抗体酶 271

五、与兴奋剂相关的抗体酶制备 271

六、化学程序化的抗体酶 271

七、抗体酶在癌症治疗中的应用 273

总结与展望 276

参考文献 277

第九章 核酸酶 280

第一节 核酶 280

一、自身剪切类核酶 280

二、自身剪接类核酶 284

三、核开关核酶 284

第二节 脱氧核酶 286

一、分裂RNA的脱氧核酶 287

二、分裂DNA的脱氧核酶 288

三、具有激酶活性的脱氧核酶 289

第三节 核酸酶的筛选与进化 290

一、技术和历史 290

二、适体的选择 292

第四节 核酸酶的应用研究进展 294

一、核酸酶在医学上的应用 294

二、核酸酶与生物传感器 295

三、核酸酶在其他方面的应用 296

总结与展望 296

参考文献 296

第十章 进化酶 298

第一节 引言 298

第二节 酶的合理设计 298

一、定点突变 299

二、模块组装 299

第三节 酶的定向进化 300

一、基本策略 301

二、多样化的基本方法 303

三、多样性文库的构建 308

四、文库选择或筛选 309

第四节 自然界中蛋白质进化机制 311

一、基因复制 311

二、串联复制 312

三、环状变换 312

四、寡聚化 313

五、基因融合 313

六、结构域募集 313

七、外显子改组 313

第五节 环境库和噬菌体展示库的构建 314

一、环境库（宏基因组文库）的构建 314

二、噬菌体展示库的构建 316

第六节 环境库和噬菌体展示库的筛选 318

一、环境库的筛选 318

二、噬菌体展示库的选择 319

第七节 酶定向进化的应用 320

一、提高酶分子的催化活力 320

二、创造新的酶活性（功能） 320

三、提高酶分子的稳定性 321

四、适应特定的催化系统或环境 321

五、提高底物专一性或拓宽特异性底物范围 322

六、改变对映体选择性 322

总结与展望 322

参考文献 323

第三篇 应用酶学 330

第十一章 酶制剂的应用 330

第一节 概论 330

一、酶制剂的市场和发展历史 330

二、酶制剂的来源及特点 332

第二节 酶在食品加工方面的应用 334

一、制糖工业 335

二、啤酒发酵 338

三、蛋白制品加工 339

四、水果加工 339

五、酶改善食品的品质、风味和颜色 340

六、乳品工业 341

七、肉类和鱼类加工 342

八、蛋品加工 342

九、面包烘焙与食品制造 343

十、食品保藏 343

十一、其他 344

第三节 酶在轻工方面的应用 344

一、原料处理 345

二、轻工产品方面的应用 346

三、加酶增加产品的使用效果 350

第四节 酶在医学中的应用 352

一、疾病诊断 352

二、疾病治疗 354

三、药物生产 358

四、生物医学工程 361

第五节 在分析检测方面的应用 363

一、单酶反应检测 364

二、多酶偶联反应检测 364

三、酶联免疫反应检测 365

第六节 酶在能源开发方面的应用 366

一、乙醇生产 366

二、生物柴油 368

三、氢气 370

四、生物电池 371

五、沼气的生产 372

第七节 酶在环境保护方面的应用 372

一、水净化 373

二、石油和工业废油 374

三、白色污染 375

四、环境监测 376

第八节 极端酶的应用 376

一、极端微生物与极端酶 377

二、嗜热酶的应用 378

三、嗜冷酶的应用 379

四、嗜盐酶的应用 379

五、嗜碱酶的应用 380

六、嗜酸酶的应用 380

七、其他嗜极酶的应用 381

总结与展望 381

参考文献 381