生物催化工程

《生物催化工程》主要內容包括：緒論(介紹生物催化的基本概念、主要內容與發展趨勢)，基礎知識(介紹生物催化的微生物學基礎、應用酶學基礎、手性化學基礎、生物有機化學與生物催化等生物催化基本知識與理論)，以及生物催化工程在現代科學技術中的應用。

1　緒論

1.1　生物加工與生化工程

1.2　生物催化工程

1.2.1 生物催化工程的學科背景

1.2.2 生物催化工程的內涵與外延

1.3　生物催化在手性合成中的應用

1.3.1 生物催化的不對稱氧化還原

1.3.2 水解酶催化的對映選擇性合成

1.4　工業生物催化發展動態及名家觀點

1.4.1 生物催化的最新技術進展

1.4.2 生物催化的成功實例

1.4.3 生物催化的未來

參考文獻

2　生物催化劑的發現

2.1　概述

2.1.1 生物催化劑的基本概念

2.1.2 生物催化劑的來源與多樣性

2.1.3 生物催化劑的發現和篩選

2.2　微生物酶的篩選策略

2.2.1 常規生物催化劑篩選的一般策略

2.2.2 從極端微生物中篩選極端酶的策略

2.2.3 不可培養生物催化劑的發現策略

2.3　微生物和酶的一般篩選方法

2.3.1 從自然界發現產酶微生物

2.3.2 生物催化劑的高效篩選

2.4　菌種選育

2.4.1 自然選育

2.4.2 誘變選育

2.5 從基因組DNA篩選酶的方法

2.5.1 從土壤和水樣提取基因組DNA

2.5.2 土壤微生物DNA的文庫構建

參考文獻

3　生物催化劑的改造

3.1　概述

3.1.1 分子生物學基本知識

3.1.2 基因工程原理

3.2　生物催化劑的有理設計

3.2.1 有理設計的工具

3.2.2 有理設計的目標

3.2.3 其他一

3.2.4 小結與展望

3.3　生物催化劑的定向進化

3.3.1 定向進化的基本方法

3.3.2 關於定向進化方法的討論

3.3.3 從實驗室到市場

3.3.4 生物催化劑的高通量篩選

3.3.5 結論

3.4　生物催化劑的組合改造

3.5　生物催化劑改造總結和展望

參考文獻

4　微生物酶的發酵生產

4.1　產酶微生物菌種

4.1.1 對產酶菌種的要求

4.1.2 常見的產酶微生物

4.1.3 產酶菌種的保藏

4.1.4 產酶菌種的退化與活化複壯

4.2　產酶培養基

4.2.1 微生物發酵與產酶原料

4.2.2 培養基配製與滅菌

4.3　種子培養與發酵產酶

4.3.1 產酶發酵工藝流程

4.3.2 產酶發酵方法

4.3.3 種子擴大培養

4.3.4 無菌操作的接種技術

4.4　微生物生長與發酵產酶動力學

4.4.1 微生物的生長繁殖規律

4.4.2 發酵產酶的模式

4.4.3 細胞生長動力學

4.4.4 產酶動力學

4.5　發酵條件對產酶的影響

4.5.1 溫度

4.5.2 pH

4.5.3 溶解氧（供氧）

4.5.4 攪拌

4.5.5 泡沫

4.5.6 濕度

4.6　發酵染菌和防治

4.6.1 雜菌污染的途徑

4.6.2 雜菌污染的原因分析及防止措施

4.6.3 噬菌體的危害和防止措施

4.7　工業用生物催化劑與酶製劑

4.7.1 工業用生物催化劑的要求

4.7.2 商品酶的劑型

參考文獻

5　酶的提取純化與表徵

5.1　酶提取純化的基本原理及分類

5.1.1 酶的提取

5.1.2 酶的純化

5.1.3 酶的純度檢驗

5.2　利用目標產物酶和雜蛋白溶解度差異的提取純化方法

5.2.1 改變離子強度——鹽析法

5.2.2 改變pH和溫度

5.2.3 改變介電常數

5.3　利用液一液分配係數差異的提取純化方法

5.3.1 雙水相系統萃取法原理及應用

5.3.2 主要的影響因素

5.3.3 雙水相萃取的改進

5.4　利用大小和形狀差異的提取純化方法

5.4.1 離心分離

5.4.2 凝膠過濾

5.4.3 膜分離法——超濾與透析

5.5　利用電荷性質差異的提取純化方法

5.5.1 離子交換法

5.5.2 電泳技術

5.6　以穩定性差異為依據的提取純化方法

5.6.1 選擇性熱變性

5.6.2 酸鹼變性

5.6.3 表面變性

5.7　利用特異親和性質差異的提取純化方法

5.7.1 親和層析

5.7.2 免疫吸附層析

5.7.3 染料配體親和層析

5.7.4 共價層析

5.8　利用疏水作用差異的提取純化方法

5.9　其他分離提純方法

5.10　純化方法評估與選擇

5.10.1 純化方案設計

5.10.2 酶純化方法的選擇

5.10.3 酶的保存

5.11　酶性質的表徵及其方法

5.11.1 蛋白質的濃度

5.11.2 蛋白質的純度

5.11.3 酶的活性

5.11.4 酶等電點及氨基酸分析

5.11.5 酶光譜和肽譜

參考文獻

6　酶和細胞的固定化

6.1　概述

6.1.1 固定化酶的產生和發展

6.1.2 固定化酶的含義及特點

6.1.3 固定化細胞

6.2　酶的固定化

6.2.1 固定化酶的製備原則和方法分類

6.2.2 非共價結合法固定化酶

6.2.3 共價結合法固定化酶

6.2.4 交聯法固定化酶

6.2.5 包埋法固定化酶

6.3　固定化酶的性質

6.3.1 酶活力

6.3.2 穩定性

6.3.3 固定化酶的最適溫度變化

6.3.4 固定化酶的最適pH變化

6.3.5 底物特異性

6.4　固定化酶的應用

6.4.1 固定化酶在工業生產中的應用

6.4.2 固定化酶在分析檢測方面的應用

6.4.3 固定化酶在臨床檢驗、治療以及新藥劑開發方面的應用

6.4.4 固定化酶在環境監測和治理方面的應用

6.4.5 固定化酶技術在能源新技術開發方面的應用

……

7　生物催化介質系統

8　酶反應動力學

9　生物催化反應器

10　生物催化產　品分離工程

11　氧化酶

12　還原酶

13　脂肪酶

14　環氧水解酶

15　糖苷酶及其在合成反應中的應用

參考文獻

近年來以大量消耗化石資源為基礎的現代製造工業迅猛發展，在極大地提高了人們物質生活水平的同時，也不可避免地對人類賴以生存的地球生態系統構成了嚴重的威脅。人類在過去短短一百年的時間內就用掉了地球上很大一部分儲藏了千百萬年，而短時間內卻難以再生的化石資源（石油、煤炭、天然氣），並向大氣層排放了巨大數量的溫室氣體（C02）及其他對環境有害的物質（例如SO2、NOx等），從而對人類自身的可持續發展產生了嚴峻的挑戰。因此，如何節約使用有限的化石資源和減少溫室氣體的排放，就成為人類當前和今後相當長一段時期內必須認真面對，而又亟需研究解決的世界性難題。