1酶与酶工程 1
1.1酶工程的发展历程 1
1.2酶作为催化剂的特点 3
1.2.1酶的高效催化能力 3
1.2.2酶的专一性 4
1.2.3酶的作用条件温和 5
1.2.4酶的活性可调节 5
1.3酶的命名及分类 5
1.4酶催化功能的结构基础 8
1.4.1酶的高级结构是其发挥活性的基础 9
1.4.2酶的活性中心 9
1.4.3酶的活性部位模型假说 10
1.5酶催化反应的本质 11
1.5.1酶促反应的过渡态 11
1.5.2邻近效应和定向效应 13
1.5.3共价催化 14
1.5.4酸碱催化 15
1.5.5金属离子催化 15
1.5.6微环境影响 16
1.6酶动力学 16
1.6.1影响酶反应速率的因素 17
1.6.2单底物反应 17
1.6.3双底物反应动力学 18
1.6.4失活（稳定性）动力学 20
1.7酶的稳定性 21
1.7.1酶的失活模型 22
1.7.2酶蛋白不稳定的原因 22
1.7.3稳定酶的方法 25
1.8非水酶学 26
1.8.1非水介质中酶催化反应的特征 26
1.8.2非水介质中酶的催化基础 27
1.8.3底物特异性 31
【思考题】 33
【参考文献】 34
2酶的生产、分离纯化和制剂 37
2.1原料的选择 37
2.2产酶微生物发酵技术 39
2.2.1培养基 39
2.2.2发酵工艺控制 41
2.3工程菌的高密度发酵 43
2.3.1基因工程菌的构建 44
2.3.2基因工程菌的培养方式 45
2.3.3高密度发酵工艺 46
2.4提高酶产量的方法 49
2.4.1酶合成的调控机理 49
2.4.2通过条件控制提高酶产量 51
2.4.3通过基因突变提高酶产量 52
2.4.4通过体内基因重组提高酶产量 54
2.4.5通过体外基因重组提高酶产量 54
2.4.6定向进化提高酶产量 55
2.5酶分离纯化的原理与方法 55
2.5.1酶分离纯化的基本原则 55
2.5.2目标蛋白从生物机体内的释放 58
2.5.3粗分离 59
2.5.4根据相对分子质量不同的纯化方法 60
2.5.5根据分子电荷不同的纯化方法 63
2.5.6根据分子极性不同的纯化方法 65
2.5.7根据蛋白质亲和力不同的纯化方法 66
2.6酶的剂型与保存 69
2.6.1酶的剂型 69
2.6.2酶的稳定性与保存 70
【思考题】 71
【参考文献】 71
3酶的固定化和酶反应器 73
3.1酶的固定化 73
3.1.1酶固定化的方法 73
3.1.2固定化酶性质的表征 89
3.1.3固定化酶的应用 94
3.2酶反应器 99
3.2.1酶反应器的类型 99
3.2.2酶反应器的设计原则与性能评价 107
3.2.3酶反应器的操作 109
3.2.4酶反应器的模型化与规模放大 112
3.2.5酶反应器的各种应用 120
【思考题】 125
【参考文献】 125
4酶的分子改造 131
4.1酶的化学修饰 131
4.1.1酶分子侧链基团的化学修饰 132
4.1.2修饰反应类型和反应条件 138
4.1.3亲和标记 138
4.1.4酶的化学交联 140
4.1.5单功能聚合物化学修饰 142
4.1.6小分子化合物化学修饰 145
4.1.7辅因子引入 146
4.1.8化学修饰突变 146
4.1.9结合定点突变的化学修饰 147
4.1.10酶化学修饰的应用 148
4.2酶的蛋白质工程 150
4.2.1蛋白质工程的基本流程 150
4.2.2蛋白质分子设计 151
4.2.3定位诱变技术 158
4.2.4蛋白质工程改造酶分子的实际应用 162
4.3酶的定向进化 169
4.3.1酶定向进化的原理和步骤 169
4.3.2酶定向进化中随机突变的策略 171
4.3.3酶定向进化中的筛选和选择策略 174
4.3.4定向进化的应用 178
【思考题】 179
【参考文献】 179
5酶的模拟 183
5.1模拟酶的理论基础和策略 183
5.1.1模拟酶的酶学基础 183
5.1.2主客体化学和超分子化学 184
5.2模拟酶的分类 184
5.3主-客体酶模型 184
5.3.1冠醚模型 184
5.3.2环糊精模型 185
5.3.3杯芳烃模型 187
5.4分子印迹酶模型 188
5.4.1分子印迹概念 188
5.4.2分子印迹技术的原理 189
5.4.3分子印迹酶 190
5.4.4生物印迹酶 194
5.5抗体酶 195
5.5.1抗体和酶的差别 195
5.5.2抗体酶的理论基础 196
5.5.3抗体酶的设计策略 197
5.5.4抗体酶的制备方法 201
5.5.5抗体酶的应用和挑战 204
【思考题】 205
【参考文献】 205
6酶与生物催化 209
6.1药物合成中的生物转化 209
6.1.1生物转化与手性药物合成 209
6.1.2脂肪酶在制药工业中的应用 219
6.1.3醇脱氢酶在制药工业中的应用 231
6.1.4环氧化物水解酶在制药工业上的应用 240
6.1.5其他一些酶在制药工业中的应用 249
6.2有机合成中的生物转化 252
6.2.1腈水合酶催化合成丙烯酰胺 253
6.2.2嗜热菌蛋白酶催化合成阿斯巴甜 254
6.2.3氨基酰化酶制备L-氨基酸 255
6.2.4乳糖酶制备脱乳糖牛奶 257
【思考题】 257
【参考文献】 258
7酶与生物降解 260
7.1生物易降解性物质 260
7.1.1淀粉的分解 260
7.1.2果胶质的分解 262
7.1.3蛋白质的分解 264
7.2生物难降解物质 266
7.2.1纤维素的降解 266
7.2.2木质素的降解 268
7.2.3半纤维素的降解 269
7.2.4环境污染物降解 270
7.2.5塑料的降解 291
【思考题】 293
【参考文献】 293
8酶与代谢工程 295
8.1代谢工程的实质 295
8.1.1代谢工程的定义 295
8.1.2代谢工程的实质 296
8.2酶对代谢途径的调控 298
8.2.1酶活力的调节 298
8.2.2酶量的调节 305
8.3酶与次级代谢产物的生物合成 307
8.3.1聚酮类化合物的生物合成机制及其代谢工程的应用 308
8.3.2非核糖体肽类化合物的生物合成机制和代谢工程的应用 314
8.3.3聚酮-聚肽杂合化合物的生物合成机制及代谢工程的应用 316
8.3.4其他次级代谢产物的生物合成 317
8.4代谢工程的应用 318
8.4.1乙醇 318
8.4.2脂肪酸 320
8.4.3青蒿素 322
【思考题】 324
【参考文献】 324
索引 327