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1绪论1

1.1酶工程是生物技术的重要组成部分1

1.1.1酶工程是生物工程的核心1

1.1.2酶及酶工程研究的重要意义2

1.2酶工程的内容3

1.3酶和酶工程的发展5

1.3.1酶的应用研究5

1.3.2酶的理论研究7

2酶学基础9

2.1酶的分类、组成和结构特点9

2.1.1酶的分类与命名9

2.1.2酶的组成和结构特点11

2.2酶催化作用机理12

2.2.1酶催化作用特点12

2.2.2酶的作用机理15

2.3酶促反应动力学18

2.3.1酶促反应速率18

2.3.2影响酶促反应的因素18

2.4酶活力及其测定24

2.4.1酶活力24

2.4.2酶活力的测定25

3酶的生物合成与发酵生产27

3.1酶发酵生产用微生物菌种27

3.1.1酶发酵生产用菌种的要求28

3.1.2微生物产酶菌株的获得28

3.2酶发酵工艺条件及控制29

3.2.1培养基的营养成分29

3.2.2发酵条件的控制及对产酶的影响30

3.2.3固定化微生物细胞发酵产酶的工艺条件及其控制32

3.2.4固定化微生物原生质体发酵产酶的工艺条件及其控制33

3.3提高酶产量的方法33

3.3.1酶生物合成的调控机制33

3.3.2打破酶合成调节机制限制及提高酶产量的方法37

3.4酶发酵动力学39

3.4.1酶生物合成的模式39

3.4.2酶生产过程中的细胞生长动力学42

3.4.3产酶动力学43

3.4.4固定化细胞生长和产酶动力学43

3.5动植物细胞培养产酶45

3.5.1动植物细胞的特点45

3.5.2植物细胞的培养产酶46

3.5.3动物细胞的培养产酶50

4酶的分离与纯化53

4.1酶的分离纯化策略53

4.1.1基本原则53

4.1.2酶的分离纯化策略53

4.1.3纯化方法的选择55

4.2酶液的制备和初分离56

4.2.1材料的预处理56

4.2.2细胞破碎56

4.2.3抽提58

4.2.4浓缩58

4.3酶的分离纯化方法59

4.3.1根据溶解度不同建立的纯化方法59

4.3.2按照分子大小不同建立的纯化方法64

4.3.3依据电学解离性质不同建立的纯化方法67

4.3.4利用亲和作用进行纯化的方法71

4.3.5根据稳定性差别建立的纯化方法72

4.3.6酶的结晶与干燥73

4.4酶纯度的检验75

5酶与细胞的固定化技术77

5.1酶的固定化77

5.1.1酶的固定化方法78

5.1.2固定化酶的性质83

5.1.3固定化酶的应用85

5.2细胞及细胞器的固定化86

5.2.1微生物细胞固定化86

5.2.2植物细胞固定化88

5.2.3动物细胞固定化90

5.2.4细胞器的固定化91

5.3固定化酶（细胞）的评价指标92

5.3.1固定化酶（细胞）的活力93

5.3.2偶联率及酶活力回收率的测定93

5.3.3相对酶活力的测定93

5.3.4固定化酶（细胞）的半衰期94

6酶的分子修饰95

6.1酶的化学修饰95

6.1.1酶化学修饰方法及修饰剂95

6.1.2酶分子侧链基团的化学修饰100

6.1.3酶的亲和修饰104

6.1.4有机大分子对酶的化学修饰105

6.1.5修饰酶的性质及特点108

6.2酶的分子定向进化109

6.2.1定向进化原理109

6.2.2分子定向进化策略112

6.2.3基因文库的构建与筛选119

6.2.4定向进化的应用和展望128

7酶的非水相催化133

7.1酶非水相催化的研究概况133

7.1.1有机介质中的酶催化134

7.1.2气相介质中的酶催化134

7.1.3超临界流体介质中的酶催化134

7.1.4离子液介质中的酶催化135

7.2有机介质中水和有机溶剂对酶催化反应的影响136

7.2.1有机介质反应体系136

7.2.2水对微水介质中酶催化的影响138

7.2.3有机溶剂对微水介质中酶催化的影响141

7.2.4有机溶剂对酶活性和选择性的调节144

7.3酶在有机介质中的催化特性144

7.3.1底物专一性144

7.3.2对映体选择性145

7.3.3区域选择性145

7.3.4键选择性145

7.3.5热稳定性146

7.3.6 pH“记忆”与pH“忘记”146

7.4反胶束体系的酶学研究146

7.4.1反胶束的形成和酶的包覆147

7.4.2反胶束酶体系的制备方法147

7.4.3反胶束体系的酶催化特性147

7.5有机介质中酶催化反应及应用148

7.5.1有机介质中酶催化反应的类型149

7.5.2有机介质中酶催化反应的应用149

8酶工程的最新进展153

8.1核酶153

8.1.1核酶的结构及催化机理153

8.1.2脱氧核酶158

8.1.3核酶的应用和最新进展159

8.1.4核酶研究中的问题以及对策160

8.2模拟酶161

8.2.1环糊精模拟酶模型161

8.2.2大环聚醚及其模拟酶163

8.2.3膜体系及其模拟酶164

8.2.4聚合物及其模拟酶164

8.2.5金属卟啉及其模拟酶165

8.2.6肽酶165

8.3抗体酶166

8.3.1抗体酶的理论基础166

8.3.2抗体酶的制备方法167

8.3.3抗体酶的应用168

8.3.4抗体酶的研究展望170

8.4组合生物催化171

8.4.1组合生物催化的理论基础和特点171

8.4.2用于组合生物催化反应的酶的特点172

8.4.3构建小分子库174

8.4.4构建天然产物库174

8.4.5结论和展望176

9酶反应器177

9.1酶的应用形式177

9.1.1概述177

9.1.2应用形式177

9.2酶反应器的类型与特点178

9.2.1理想的酶反应器的要求178

9.2.2酶反应器的类型与特点178

9.3酶反应器的选择与使用182

9.3.1根据酶的应用形式选择反应器183

9.3.2根据酶反应动力学性质选择反应器183

9.3.3根据底物和产物的物理化学性质选择反应器184

9.4酶反应器的设计185

9.4.1酶反应器类型的确定185

9.4.2酶反应器制造材料的确定185

9.4.3物料衡算185

9.4.4热量衡算187

9.4.5反应器数量的计算187

9.5酶反应器的操作及注意事项188

9.5.1酶反应器操作条件的确定及调控188

9.5.2酶反应器使用中应注意的问题190

10酶的应用191

10.1酶在医药方面的应用191

10.1.1酶在疾病诊断方面的应用192

10.1.2酶在疾病治疗方面的应用193

10.1.3酶在药物制造方面的应用195

10.2酶在食品工业中的应用198

10.2.1酶在食品生产中的应用199

10.2.2酶在食品保鲜和储藏中的应用202

10.2.3用酶制剂改善食品风味、品质和产量203

10.3酶在轻工、化工方面的应用204

10.3.1酶在原料处理方面的应用204

10.3.2酶在轻工、化工产品制造方面的应用205

10.3.3加酶增强产品的使用效果207

10.4酶在能源、环保方面的应用208

10.4.1酶在能源方面的应用208

10.4.2酶在环保方面的应用212

参考文献215