1 生物降解和生物催化的一般概念 1
1.1 术语的定义 2
1.2 生物催化和生物降解的更多信息资源 4
参考文献 4
2 生物降解和微生物催化概念的发展史 5
2.1 地球上生物降解的开端 5
2.2 早期人类对生物降解和生物催化的观察 7
2.3 早期生物降解科学研究和“自然发生说”的争论 8
2.4 源于自然的微生物纯培养 11
2.5 微生物代谢活动多样性研究的早期历史 12
2.6 生物新陈代谢的同一性 13
2.7 氧和加氧酶 14
2.8 厌氧生物催化的历史 17
2.9 分子遗传学和调控 19
2.10 有机合成中的微生物 22
2.11 概要 23
参考文献 23
3 通过富集培养和筛选确定新的微生物催化作用 27
3.1 为什么使用富集培养？ 28
3.2 一般方法 31
3.3 培养条件和培养基的选择 34
3.4 筛选专一性生物催化反应 34
3.5 概要 35
参考文献 36
4 微生物的多样性——有机化合物分解代谢的广泛分布 41
4.1 微生物多样性的重要性 41
4.2 真菌在生物催化和生物降解中的作用 43
4.3 生物降解和生物催化能力在原核生物界的分布 47
4.4 具有特异性代谢途径的微生物的特异性生物降解 56
4.5 生物降解中的好氧微生物和厌氧微生物 57
4.6 具有宽泛的分解代谢能力的代表性微生物 58
4.7 生物降解中的同生菌 65
4.8 全球生物降解和超级有机体的概念 67
4.9 概要 68
参考文献 69
5 有机官能团的多样性：使生物化学的统一性相形见绌 75
5.1 元素微生物的全球循环 76
5.2 事实与谬误：天然产物与人工合成化学品及其生物降解 78
5.3 一种有机官能团的分类 80
5.4 自然界中发现的有机官能团 83
5.5 自然界中发现的环状化合物 89
5.6 有机官能团：对其生物降解和微生物催化，我们知道多少？ 92
参考文献 94
5.7 概要 94
6 生理过程：酶类、乳化、吸收和趋化性 99
6.1 对环境化学物质的一般生理反应 100
6.2 酶类 101
6.3 酶底物专一性 103
6.4 吸收——使底物接近酶 107
6.5 乳化作用——提高基质有效性 108
6.6 对有机溶剂抗性 111
6.7 趋化性——趋向底物 112
6.8 概要 114
参考文献 114
7 分解代谢酶和代谢途径的进化 121
7.1 历史 122
7.2 微生物生物催化中的主要蛋白质家族 124
7.3 进化原理在微生物分解代谢中的应用 128
7.4 分解途径进化中的基因转移 132
7.5 案例研究：酰胺水解酶蛋白家族中酶的进化 134
7.6 概要 139
参考文献 139
8 代谢逻辑理论和代谢途径图 143
8.1 总述 143
8.2 C1代谢图 146
8.3 C2代谢图 148
8.4 环烷烃代谢图 150
8.5 BTEX代谢图：好氧代谢 151
8.6 BTEX代谢图：厌氧代谢 152
8.7 PAH代谢图 153
8.8 杂环代谢图 155
8.9 三嗪环代谢图 155
8.10 有机卤化物代谢图 156
8.11 金属有机物代谢图 158
8.12 概要 159
参考文献 160
9 微生物生物催化和生物降解的预测 163
9.1 为什么预测生物降解途径是必要的？ 164
9.2 生物降解预测体系 165
9.3 界定主途径 167
9.4 界定与微生物分解代谢有关的有机官能团 168
9.5 预测生物催化和生物降解的基础 171
9.6 多于两个官能团：需要经验法 173
9.7 概要 175
参考文献 175
10 微生物的生物技术：化学品生产与生物修复 177
10.1 历史进展和概念发展 178
10.2 最近的趋势 180
10.3 发酵终产物——药品 181
10.4 微生物催化生产手性产物 184
10.5 2,4-滴丙酸的手性合成 185
10.6 非药物及非手性特殊化学品的生物催化 186
10.7 废物再生的生物技术 189
10.8 生物修复的实例研究——土壤中的莠去津 191
10.9 概要 195
参考文献 195
11 基因组学对微生物催化的影响 199
11.1 基因组的大小和组成 199
11.2 基因组学的当前影响 207
11.3 微生物生物催化中的功能基因组学 210
11.4 现代生物化学教科书中的疏漏 213
11.6 概要 214
11.5 逆向功能基因组学和生物催化作用新发现的事例 214
参考文献 215
12 微生物催化作用和生物降解的范围：微生物是万能的吗？ 217
12.1 微生物酶的多样性 218
12.2 实验提示新的生物催化反应是普遍存在的 221
12.3 酶的可塑性和新的生物催化剂 223
12.4 概要 224
参考文献 224
13 重要问题和前景 225
13.1 问题和对最终答案的一些看法 225
13.2 摘要 228
附录 229
A 与生物降解和生物催化有关的书籍和杂志 229
B 生物降解和生物催化方面有用的因特网信息 231
索引 235