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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