《酶工程》是生命科学核心课程系列教材之一。全书共分9章,主要包括酶与酶工程基础、酶的生产、酶的提取与分离纯化、酶与细胞的固定化、化学酶工程、生物酶工程、酶的非水相催化、酶反应器与酶传感器、酶的应用。《酶工程》力求采用通俗的语言、灵活的方式将学科逸闻趣事、*新进展纳入编写体系,使教材内容在具备科学性、系统性和趣味性的同时,兼具简明性、先进性和前沿性。
《酶工程》可作为高等院校生物技术、生物工程、生物制药、生物科学、食品科学及农、林、医相关专业的本科生教材,也可作为高等院校非生物专业学生素质教育的教材,并可供相关专业教师、科研人员、研究生、工程技术人员及其他有兴趣者阅读参考。 酶工程_聂国兴明红李文均 主编_科学出版社_

第1章 酶与酶工程基础
内容提要:酶是生物体活细胞产生的具有催化活性的蛋白质,是一类生物催化剂.早在几千年前,人类已开始利用微生物酶来制造食品和饮料.真正认识到酶的存在与作用,是从17世纪开始.酶可分为6类,分别是氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类和连接酶类(合成酶类).酶是对其特异底物起**催化作用的蛋白质和核酸,以前者为主.单纯酶是仅由氨基酸残基组成的蛋白质;结合酶除含有蛋白质部分外,还含有非蛋白辅助因子.酶促反应具有**率、高度特异性和可调节性.酶与底物诱导契合形成酶底物复合物,通过邻近效应、定向效应使底物容易转变成过渡态.酶反应动力学是研究酶催化反应速率规律及各种因素对酶反应速率影响的科学.底物浓度对反应速率的影响可用米氏方程表示.酶促反应在*适pH和*适温度时活性*高,但它们不是酶的特征性常数,受许多因素的影响.
1.1 酶的基本概念与本质
1.1.1 酶的基本概念
生命依赖于一系列有条不紊的化学反应.然而,化学反应的速度太慢,无法维持生命活动.因此,生命系统进化出加快化学反应的物质――酶.酶(enzyme)是生物体活细胞产生的具有催化活性的蛋白质,是一类生物催化剂.
酶是具有特殊作用的蛋白质,能够在生命体内(包括动物、植物和微生物)催化一切化学反应,维持生命特征.从这个意义上说,没有酶就没有生命,因此研究酶的结构与功能、酶的性质及作用机理对于阐明生命现象的本质具有十分重要的意义.
1.1.2 酶的本质――酶是生物催化剂
酶的本质是生物催化剂.催化剂(catalyst)是一类能改变反应速度,但不改变反应性质、反应方向和反应平衡点,而且本身在反应后也不发生变化的物质.例如,核酸水解为核苷酸,蛋白质水解为氨基酸,淀粉水解为葡萄糖,就其热力学性质而言,这些反应完全能够进行,而且甚至可以达到彻底水解的程度,但是,在通常情况下,这些反应进行得极为缓慢.为了加速反应,必须加入某些外在因素,如少量的酸、碱或酶.酸、碱和酶在这个过程中本身不消耗,它们起的就是催化剂的作用.
酶与酸、碱等催化剂相比,其特点如下.
(1)酶是**催化剂.酶能在温和条件下,如常温、常压和近中性的pH,大大加速反应;与其他类型的催化剂相比较,酶的催化效率是其他类型催化剂的107~1012
倍.

前言
第1章 酶与酶工程基础
1.1 酶的基本概念与本质
1.1.1 酶的基本概念
1.1.2 酶的本质——酶是生物催化剂
1.2 酶的发展历史
1.2.1 酶的发现与发展
1.2.2 酶工程研究的现状与展望
1.3 酶的分类与命名
1.3.1 国际系统分类法和国际系统命名法
1.3.2 酶的多形性与同工酶
1.3.3 核酶
1.4 酶的催化特点及影响因素
1.4.1 酶的催化特点
1.4.2 酶的活性部位
1.4.3 酶的催化机理
1.4.4 影响酶催化作用的因素
1.5 酶的活力测定
1.5.1 酶活力单位
1.5.2 酶的比活力
1.5.3 酶活力的测定方法
1.6 酶反应动力学
1.6.1 单底物酶反应动力学(米氏方程)
1.6.2 多底物反应的酶催化反应动力学
1.6.3 反应条件对酶催化反应速率的影响
复习题
第2章 酶的生产
2.1 酶的生产方法
2.1.1 提取分离法
2.1.2 化学合成法
2.1.3 生物合成法
2.2 微生物酶的生产
2.2.1 产酶微生物的获取
2.2.2 微生物酶制剂的发酵
2.2.3 微生物产酶的调控机制
2.2.4 酶发酵动力学
2.2.5 提高酶产量的措施
2.3 植物酶和动物酶的生产
2.3.1 植物细胞培养产酶
2.3.2 动物细胞培养产酶
复习题
第3章 酶的提取与分离纯化
3.1 酶的提取
3.1.1 发酵液的固液分离
3.1.2 细胞破碎
3.1.3 酶的提取方法及影响因素
3.2 酶的分离纯化策略
3.2.1 分离纯化的基本原则
3.2.2 分离纯化方法与策略
3.2.3 纯度鉴定
3.3 酶的分离纯化
3.3.1 沉淀分离
3.3.2 离心分离
3.3.3 过滤与膜分离
3.3.4 层析分离
3.3.5 电泳分离
3.3.6 萃取分离
3.4 酶的浓缩、干燥与结晶
3.4.1 酶的浓缩
3.4.2 酶的干燥
3.4.3 酶的结晶
3.5 酶的剂型与保存
3.5.1 酶的剂型
3.5.2 酶的保存
复习题
第4章 酶与细胞的固定化
4.1 酶的固定化
4.1.1 固定化酶概述
4.1.2 酶的固定化方法
4.1.3 固定化酶的性质及反应动力学
4.2 细胞的固定化
4.2.1 固定化细胞概述
4.2.2 细胞的固定化方法
4.2.3 固定化细胞的特点与制备
4.3 固定化技术的应用
4.3.1 固定化酶的应用
4.3.2 固定化细胞的应用
复习题
第5章 化学酶工程
5.1 酶分子化学修饰
5.1.1 酶分子化学修饰的原理
5.1.2 酶分子化学修饰的方法
5.1.3 修饰酶的性质及特点
5.1.4 酶分子化学修饰的应用
5.2 酶的人工模拟
5.2.1 模拟酶的概念
5.2.2 模拟酶的理论基础
5.2.3 模拟酶的分类
5.2.4 常见的模拟酶
5.3 抗体酶
5.3.1 抗体酶的概念
5.3.2 抗体酶的催化特性
5.3.3 抗体酶的催化机制
5.3.4 抗体酶的催化类型
5.3.5 抗体酶的制备方法
5.3.6 抗体酶的应用
5.4 印迹酶
5.4.1 分子印迹的原理
5.4.2 分子印迹技术
5.4.3 分子印迹酶
5.4.4 生物印迹酶
复习题
第6章 生物酶工程
6.1 酶基因的克隆与表达
6.1.1 酶基因的克隆
6.1.2 酶的异源表达
6.1.3 酶蛋白修饰
6.2 酶分子的定向进化
6.2.1 定向进化的基本原理
6.2.2 定向进化的历史
6.2.3 定向进化的策略
6.2.4 定向进化的应用
6.2.5 定向进化技术展望
6.3 核酶
6.3.1 核酶
6.3.2 核酶的催化类型
6.3.3 脱氧核酶
复习题
第7章 酶的非水相催化
7.1 酶非水相催化的研究概况
7.1.1 非水相催化反应的介质
7.1.2 非水介质酶催化的反应类型
7.2 有机介质中的酶促反应
7.2.1 酶促反应的有机介质体系
7.2.2 有机介质中酶的结构
7.2.3 有机介质酶促反应的影响因素
7.2.4 有机介质中酶的催化特性
7.2.5 有机介质中酶催化反应的条件及其控制
7.3 气相介质中的酶促反应
7.4 超临界流体介质中的酶促反应
7.4.1 超临界流体的选择
7.4.2 酶的选择和固定化
7.4.3 超临界流体介质酶催化的特点
7.4.4 超临界流体介质中酶促反应条件及其控制
7.5 离子液介质中的酶促反应
7.5.1 离子液的种类和制备
7.5.2 离子液的性质和选择
7.5.3 离子液介质酶催化的特性
7.5.4 离子液介质酶催化的反应体系及其应用
7.6 酶非水相催化的应用
7.6.1 手性化合物的制备
7.6.2 功能高分子聚合物的合成
7.6.3 食品添加剂的生产
7.6.4 生物柴油的生产
复习题
第8章 酶反应器与酶传感器
8.1 酶反应器
8.1.1 酶反应器的类型与特点
8.1.2 酶反应器的选择
8.1.3 酶反应器的设计
8.1.4 酶反应器的操作
8.1.5 酶反应器的发展
8.2 酶传感器
8.2.1 生物传感器
8.2.2 酶传感器
复习题
第9章 酶的应用
9.1 酶在轻工业领域的应用
9.1.1 饲料工业
9.1.2 纺织品加工
9.1.3 造纸工业
9.1.4 制革工业
9.1.5 洗涤剂工业
9.2 酶在食品工业领域的应用
9.2.1 制糖工业
9.2.2 啤酒酿造
9.2.3 蛋白制品
9.2.4 水果与蔬菜加工
9.2.5 乳品工业
9.2.6 肉类加工
9.2.7 鱼类加工
9.2.8 蛋品加工
9.2.9 面包烘焙
9.2.10 食品保藏
9.2.11 食品检测
9.3 酶在医学中的应用
9.3.1 酶在疾病诊断方面的应用
9.3.2 酶在疾病**方面的应用
9.3.3 在**生产方面的应用
9.3.4 现代酶工程技术在制药工作中的应用
9.3.5 酶在分析检测方面的应用
9.3.6 酶与生物医学工程
9.4 酶在环境保护领域的应用
9.4.1 水净化
9.4.2 石油和工业废油
9.4.3 白色污染
9.4.4 环境监测
9.5 酶在能源开发方面的应用
9.5.1 乙醇生产
9.5.2 生物柴油
9.5.3 氢气
9.5.4 生物电池
9.5.5 沼气的生产
9.6 酶在生物技术方面的应用
9.6.1 分子切割酶
9.6.2 DNA连接酶
复习题
主要参考文献