酶工程
第3版
酶工程（第3版）
作者：羅貴民 主編 高仁鈞、李正強 副主編
出版日期：2016年5月
書號：978-7-122-25760-4
開本：16K 787×1092 1/16
裝幀：平
版次：3版1次
頁數：384頁
本書前兩版銷量較大，多次重印。自出版以來，得到了廣大高校老師的認可，被許多高校選為本科和研究生教學用書。
本書系統闡述基礎酶學、實踐酶學與酶應用，主要介紹了化學酶工程和生物酶工程的基礎理論、研究進展和應用技術。酶工程是重點面嚮應用的學科，相比基礎酶學，酶的實踐和應用近些年取得了許多重要進展。新版基於上述背景，在內容編排上再次壓縮了一些經典內容，重點突出新方法、新技術、新動向和研究熱點，以反映酶工程領域當前的實際情況，如在酶的基礎知識部分增加了酶的調控與表達，非水酶學中增加了該領域的最新研究進展等。
本書既可作為生物技術、生物工程及酶應用相關專業的教師和學生用書，也可作為相關研究領域研究人員參考書，還會對生產應用單位的技術人員有所幫助。
第一篇 基礎酶學
第一章 酶學與酶工程 2
第一節 酶工程概述 2
一、酶與酶工程 2
二、酶工程簡介 3
第二節 酶的分類、組成、結構特點和作用機制 4
一、酶的分類 4
徠二、酶的組成和結構特點 5
三、酶的作用機制 6
第三節 酶催化劑的特點 11
一、高效性 11
二、專一性 11
三、可調節性 13
第四節 影響酶活性的因素 14
一、酶活測定方式 14
二、酶聯測定法 15
三、酶反應速率 15
四、底物濃度 16
五、酶濃度 16
六、溫度 16
七、pH 16
第五節 酶反應動力學和抑制作用 17
一、米-曼氏模式 17
二、Lineweaver-Burk作圖 18
三、酶的抑制作用 18
第六節 酶的製備 20
一、酶的來源 20
二、蛋白質表達常見問題及解決方式 21
第七節 蛋白質、酶和重組蛋白的分離純化 26
一、蛋白質純化的一般考慮 26
二、蛋白質的粗分離 28
三、蛋白質的大規模分離純化 32
總結與展望 36
參考文獻 36
第二篇 實踐酶學
第二章 非水酶學 40
第一節 概述 40
第二節 傳統非水酶學中的反應介質 40
一、水-有機溶劑單相系統 40
二、水-有機溶劑兩相系統 41
三、含有表面活性劑的乳液或微乳液系統 41
四、微水有機溶劑單相系統 42
五、無溶劑或微溶劑反應系統 42
六、氣相反應介質 43
第三節 非水介質中酶的結構與性質 43
一、非水介質中酶的結構 43
二、非水介質中的酶學性質 46
第四節 影響非水介質中酶催化的因素以及調控策略 49
一、有機溶劑 49
二、水 51
三、添加劑 55
四、生物印跡 55
五、化學修飾 55
六、固定化酶 56
七、反應溫度 57
八、pH 和離子強度 57
第五節 非水介質中酶催化的應用 57
一、酯的合成 57
二、肽的合成 59
三、高分子的合成與改性 60
四、光學活性化合物的製備 63
第六節 非水酶學的最新研究技術 64
一、非水酶學中的新型反應介質 64
二、非水酶學中的新技術 76
三、尋找和改造耐有機溶劑的酶 83
總結與展望 85
參考文獻 85
第三章 酶的化學修飾 91
第一節 化學修飾的方法學 91
一、修飾反應專一性的控制 91
二、修飾程度和修飾部位的測定 93
三、化學修飾結果 94
第二節 酶蛋白側鏈的修飾 95
一、羧基的化學修飾 95
二、氨基的化學修飾 95
三、精氨酸胍基的修飾 96
四、巰基的化學修飾 96
五、組氨酸咪唑基的修飾 97
六、色氨酸吲哚基的修飾 98
七、酪氨酸殘基和脂肪族羥基的修飾 98
八、甲硫氨酸甲硫基的修飾 99
第三節 酶的親和修飾 99
一、親和標記 100
二、外生親和試劑與光親和標記 100
第四節 酶化學修飾的應用 101
一、化學修飾在酶的結構與功能研究中的應用 101
二、化學修飾酶在醫藥和生物技術中的應用 103
三、酶化學修飾的局限性 113
第五節 酶化學修飾的研究進展 114
一、非特異性的化學修飾 114
二、位點專一性的化學修飾 115
三、結合定點突變和化學修飾的位點選擇性化學修飾 115
總結與展望 115
參考文獻 116
第四章 人工酶 118
第一節 引言 118
第二節 人工酶概述 119
一、人工酶的概念 119
二、人工酶的理論基礎 119
第三節 合成酶 120
一、主-客體酶模型 121
二、肽酶 127
三、半合成酶 128
四、聚合物人工酶 132
五、智能人工酶 134
第四節 印跡酶 137
一、分子印跡技術概述 137
二、分子印跡酶 142
三、生物印跡酶 144
第五節 人工酶研究進展 146
總結與展望 147
參考文獻 148
第五章 納米酶 151
第一節 概述 151
一、納米酶的概念 151
二、納米酶的理論基礎 151
三、納米酶的應用領域 154
第二節 用於納米酶的納米材料 154
一、金屬納米材料 155
二、磁性納米材料 155
三、碳基納米材料 156
四、其他納米材料 158
第三節 影響納米酶催化的因素以及調控策略 160
一、納米材料的尺寸 160
二、納米材料的形貌 161
三、表面包覆和修飾 162
四、活化和抑制 163
五、其他因素 163
第四節 納米酶的應用進展 164
一、H2O2檢測 164
二、葡萄糖檢測 165
三、DNA 檢測 165
四、生物感測器 166
五、免疫分析 166
第五節 納米酶研究進展 167
總結與展望 169
參考文獻 169
第六章 酶非專一性催化 173
一、酶非專一性簡介 173
二、酶反應條件非專一性 173
三、酶的底物非專一性 175
四、酶催化非專一性 176
五、酶催化非專一性的應用實例 177
總結與展望 195
參考文獻 195
第七章 酶穩定化與固定化 198
第一節 酶蛋白的穩定性及其變性機制 198
一、酶蛋白穩定性的分子原因 198
二、測定蛋白質穩定性的方法 199
三、蛋白質不可逆失活的原因和機制 201
第二節 酶蛋白質的穩定化 205
一、固定化 206
二、非共價修飾 208
三、化學修飾 210
四、蛋白質工程 212
第三節 酶的固定化 214
一、固定化酶的定義 214
二、固定化酶的製備原則 215
三、酶的固定化方法 215
四、輔因子的固定化 223
五、固定化酶的性質變化 229
六、影響固定化酶性質的因素 231
第四節 酶穩定化與固定化的研究進展 234
一、生物化學及分子生物學基礎研究 234
二、生物感測器 236
三、親和分離系統 238
四、納米材料 241
五、其他技術與方法的應用 242
總結與展望 247
參考文獻 248
第八章 抗體酶 253
第一節 引言 253
第二節 抗體酶概述 253
第三節 抗體酶的製備方法 255
一、穩定過渡態法 255
二、抗體與半抗原互補法 255
三、熵阱法 256
四、多底物類似物法 257
五、抗體結合部位修飾法 257
六、蛋白質工程法 258
七、抗體庫法 258
第四節 抗體酶活性部位修飾 259
一、定點突變 259
二、化學修飾法 260
第五節 抗體酶的結構 260
第六節 抗體酶的應用 263
一、抗體酶在有機合成中的應用 263
二、闡明化學反應機制 263
三、抗體酶在天然產物合成中的應用 263
四、抗體酶在新葯開發中的應用 264
第七節 抗體酶研究進展 265
一、半抗原設計 265
二、抗體酶的化學篩選 266
三、抗體酶催化的化學轉化 268
四、計算機輔助設計抗體酶 271
五、與興奮劑相關的抗體酶製備 271
六、化學程序化的抗體酶 271
七、抗體酶在癌症治療中的應用 273
總結與展望 276
參考文獻 277
第九章 核酸酶 280
第一節 核酶 280
一、自身剪切類核酶 280
二、自身剪接類核酶 284
三、核開關核酶 284
第二節 脫氧核酶 286
一、分裂RNA 的脫氧核酶 287
二、分裂DNA 的脫氧核酶 288
三、具有激酶活性的脫氧核酶 289
第三節 核酸酶的篩選與進化 290
一、技術和歷史 290
二、適體的選擇 292
第四節 核酸酶的應用研究進展 294
一、核酸酶在醫學上的應用 294
二、核酸酶與生物感測器 295
三、核酸酶在其他方面的應用 296
總結與展望 296
參考文獻 296
第十章 進化酶 298
第一節 引言 298
第二節 酶的合理設計 298
一、定點突變 299
二、模塊組裝 299
第三節 酶的定向進化 300
一、基本策略 301
二、多樣化的基本方法 303
三、多樣性文庫的構建 308
四、文庫選擇或篩選 309
第四節 自然界中蛋白質進化機制 311
一、基因複製 311
二、串聯複製 312
三、環狀變換 312
四、寡聚化 313
五、基因融合 313
六、結構域募集 313
七、外顯子改組 313
第五節 環境庫和噬菌體展示庫的構建 314
一、環境庫(宏基因組文庫)的構建 314
二、噬菌體展示庫的構建 316
第六節 環境庫和噬菌體展示庫的篩選 318
一、環境庫的篩選 318
二、噬菌體展示庫的選擇 319
第七節 酶定向進化的應用 320
一、提高酶分子的催化活力 320
二、創造新的酶活性(功能) 320
三、提高酶分子的穩定性 321
四、適應特定的催化系統或環境 321
五、提高底物專一性或拓寬特異性底物範圍 322
六、改變對映體選擇性 322
總結與展望 322
參考文獻 323
第三篇 應用酶學
第十一章 酶製劑的應用 330
第一節 概論 330
一、酶製劑的市場和發展歷史 330
二、酶製劑的來源及特點 332
第二節 酶在食品加工方面的應用 334
一、製糖工業 335
二、啤酒發酵 338
三、蛋白製品加工 339
四、水果加工 339
五、酶改善食品的品質、風味和顏色 340
六、乳品工業 341
七、肉類和魚類加工 342
八、蛋品加工 342
九、麵包烘焙與食品製造 343
十、食品保藏 343
十一、其他 344
第三節 酶在輕工方面的應用 344
一、原料處理 345
二、輕工產品方面的應用 346
三、加酶增加產品的使用效果 350
第四節 酶在醫學中的應用 352
一、疾病診斷 352
二、疾病治療 354
三、藥物生產 358
四、生物醫學工程 361
第五節 在分析檢測方面的應用 363
一、單酶反應檢測 364
二、多酶偶聯反應檢測 364
三、酶聯免疫反應檢測 365
第六節??酶在能源開發方面的應用 366
一、乙醇生產 366
二、生物柴油 368
三、氫氣 370
四、生物電池 371
五、沼氣的生產 372
第七節 酶在環境保護方面的應用 372
一、水凈化 373
二、石油和工業廢油 374
三、白色污染 375
四、環境監測 376
第八節 極端酶的應用 376
一、極端微生物與極端酶 377
二、嗜熱酶的應用 378
三、嗜冷酶的應用 379
四、嗜鹽酶的應用 379
五、嗜鹼酶的應用 380
六、嗜酸酶的應用 380
七、其他嗜極酶的應用 381
總結與展望 381
參考文獻 381