1 酶工程基础 1
1.1 酶工程概述 1
1.1.1 酶及酶工程研究的意义及内容 1
1.1.2 酶的研究简史 2
1.2 酶的催化特点及影响因素 6
1.2.1 酶的催化特点 6
1.2.2 影响酶催化作用的因素 7
1.3 酶的活力测定 9
1.3.1 酶活力单位 10
1.3.2 酶的比活力 10
1.3.3 酶的转换数和催化周期 10
1.3.4 酶活力的测定方法 10
1.4 酶反应动力学 12
1.4.1 米氏方程 12
1.4.2 米氏方程的意义 12
1.4.3 动力学常数Km和Vm的求取 13
思考题 14
补充读物 14
2 酶的发酵工程 16
2.1 酶生物合成的调节机制 16
2.1.1 原核生物中酶生物合成的调节 16
2.1.2 真核生物中酶生物合成的调节 20
2.1.3 酶生物合成调节作用机制的实际应用 22
2.2 酶的微生物发酵技术 22
2.2.1 酶的生产菌种 23
2.2.2 培养基和培养条件对产酶的影响与调节 27
2.2.3 发酵方法 30
2.2.4 提高产酶的措施 33
2.3 酶发酵动力学 34
2.3.1 细胞生长动力学 34
2.3.2 产酶动力学 35
思考题 36
补充读物 36
3 酶的分离工程 37
3.1 预处理 37
3.1.1 发酵液的预处理 37
3.1.2 细胞破碎 38
3.2 酶的提取 40
3.2.1 酶的提取方法 40
3.2.2 影响酶提取的主要因素 41
3.3 酶的分离纯化 41
3.3.1 离心分离 42
3.3.2 沉淀分离 43
3.3.3 过滤与膜分离 46
3.3.4 萃取分离 48
3.3.5 层析分离 50
3.3.6 电泳分离 59
3.4 酶的浓缩、干燥与结晶 61
3.4.1 酶的浓缩 62
3.4.2 酶的干燥 63
3.4.3 酶的结晶 64
思考题 65
补充读物 66
4 固定化酶与固定化细胞 67
4.1 酶的固定化 68
4.1.1 酶的固定化方法 68
4.1.2 固定化酶的评价 81
4.1.3 固定化酶的性质和影响因素 83
4.2 细胞的固定化 88
4.2.1 吸附法 88
4.2.2 共价交联法 89
4.2.3 包埋法 89
4.2.4 无载体固定化 91
4.3 辅酶的固定化 91
4.3.1 辅基的固定化 92
4.3.2 辅酶的固定化 92
4.3.3 辅酶的再生 94
思考题 95
补充读物 95
5 化学酶工程 98
5.1 酶分子的化学修饰 98
5.1.1 概述 98
5.1.2 酶化学修饰的原理、方法及修饰剂 99
5.1.3 修饰酶的性质 110
5.2 模拟酶 113
5.2.1 概述 113
5.2.2 模拟酶的理论基础 115
5.2.3 模拟酶的分类 116
5.2.4 环糊精模拟酶 116
5.2.5 大环聚醚及其模拟酶 120
5.2.6 杯芳烃及其模拟酶 121
5.2.7 金属卟啉及其模拟酶 122
5.2.8 肽酶 123
5.3 抗体酶 123
5.3.1 抗体酶的催化特性 124
5.3.2 抗体酶的催化作用机制 125
5.3.3 抗体酶的催化反应类型 126
5.3.4 抗体酶的制备方法 128
5.3.5 抗体酶的应用前景 131
5.4 印迹酶 132
5.4.1 分子印迹的原理 132
5.4.2 分子印迹技术的分类 133
5.4.3 分子印迹聚合物的制备 135
5.4.4 分子印迹酶 136
思考题 137
补充读物 137
6 生物酶工程 139
6.1 酶基因的克隆和表达 139
6.1.1 酶基因的克隆 139
6.1.2 酶的异源表达 142
6.2 酶分子的改造 144
6.2.1 酶的定点突变 144
6.2.2 酶分子定向进化 146
6.3 融合酶 152
6.3.1 融合酶简介 153
6.3.2 融合酶的应用 153
思考题 156
补充读物 157
7 非水相酶催化 158
7.1 非水酶学概述 158
7.1.1 酶催化反应的介质 158
7.1.2 非水介质酶催化反应的特点 159
7.2 有机介质中的酶促反应 160
7.2.1 酶促反应的有机介质体系 160
7.2.2 有机介质中酶促反应的影响因素 161
7.3 有机介质中酶的性质 169
7.3.1 有机介质体系中酶活性的变化 169
7.3.2 酶的稳定性的变化 170
7.3.3 pH记忆和分子印记 170
7.3.4 底物专一性的改变 171
7.3.5 反应平衡方向的移动 173
7.3.6 酶促动力学变化 174
7.4 气相和超临界介质的酶促反应和应用 174
7.4.1 气相介质中酶促反应的特点和应用 174
7.4.2 超临界介质中酶促反应的特点和应用 175
思考题 177
补充读物 177
8 酶反应器和酶传感器 180
8.1 酶反应器 180
8.1.1 酶反应器的类型与特点 180
8.1.2 酶反应器的选型与设计 183
8.1.3 酶反应器的操作 186
8.2 酶传感器 188
8.2.1 生物传感器概述 188
8.2.2 酶传感器 190
思考题 196
补充读物 196
9 酶及酶抑制剂的应用 198
9.1 酶在医药领域中的应用 198
9.1.1 在分析检测及疾病诊断方面的应用 198
9.1.2 在疾病治疗方面的应用 201
9.1.3 在药物生产方面的应用 202
9.2 酶在农业领域中的应用 202
9.2.1 在农产品的保鲜与加工方面的应用 202
9.2.2 在农产品质量检测方面的应用 203
9.2.3 在饲料生产方面的应用 204
9.2.4 在抗性作物新品种培育中的应用 206
9.3 酶在食品领域中的应用 207
9.3.1 在食品保鲜方面的应用 208
9.3.2 在食品加工与生产方面的应用 209
9.3.3 在食品添加剂生产方面的应用 213
9.3.4 在食品质量检测方面的应用 214
9.4 酶在轻化工领域中的应用 214
9.4.1 酶在轻化原料处理方面的应用 214
9.4.2 酶在轻化工产品生产方面的应用 216
9.4.3 酶在加酶日用工业产品方面的应用 218
9.5 酶在环保及能源开发领域中的应用 219
9.5.1 酶在环境监测与治理方面的应用 219
9.5.2 酶在能源开发领域中的应用 220
9.5.3 在可生物降解高分子材料开发方面的应用 221
9.6 酶在分子生物技术研究领域中的应用 221
9.6.1 酶在除去细胞壁方面的应用 221
9.6.2 酶在大分子切割方面的应用 222
9.6.3 酶在分子拼接方面的应用 223
9.7 核酶的应用 224
9.7.1 抗HIV感染 224
9.7.2 抗肝炎病毒感染 225
9.7.3 肿瘤治疗 225
9.7.4 其他 226
9.8 酶抑制剂的应用 226
9.8.1 酶抑制剂在医学领域中的应用 226
9.8.2 酶抑制剂在农业及畜牧业领域中的应用 228
思考题 230
补充读物 230
参考文献 232