酶与酶工程（第二版） - 中国高校教材图书网
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书名： |
酶与酶工程（第二版）
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| ISBN： | 978-7-5628-3297-3 |
条码： | |
| 作者： |
袁勤生
相关图书
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装订： | 平装 |
| 印次： | 1-1 |
开本： | 16开 |
| 定价： |
￥58.00
折扣价：￥52.20
折扣：0.90
节省了5.8元
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字数： |
728千字
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| 出版社： |
华东理工大学出版社 |
页数： |
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| 发行编号： | |
每包册数： |
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| 出版日期： |
2012-08-01 |
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| 内容简介： |
本书包括“酶理论”、“酶工程”和“酶应用”三部，主要内容有酶的组成及结构特征、酶的作用机理、酶活性调节、酶反应动力学；酶工程部分有酶分离纯化、非水介质酶反应、生物酶工程、化学酶工程以及新药筛选等；酶应用有酶在工业上应用，酶在食品工业应用，酶在医药上应用以及极端酶的开发应用等。各章均附有较多的文献和图表。
本书可供从事生物化学、分子生物学、生物技术、生物工程、化学和医药等相关专业的本科生和研究生的教学用书。
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| 作者简介： |
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| 章节目录： |
第一篇酶理论
1酶与酶工程
1.1酶学研究概况
1.2从分子水平研究酶的结构与功能
1.3用分子生物学方法改进酶的催化特性及设计新酶
1.3.1酶结构与功能关系的研究
1.3.2基因工程酶
1.3.3酶的蛋白质工程构建
1.4构建新酶——核酶、抗体酶、模拟酶和分子印迹酶
1.4.1核酶
1.4.2抗体酶
1.4.3模拟酶
1.4.4分子印迹酶
1.5酶工程中的若干研究热点
1.5.1非水介质中的酶反应
1.5.2组合生物催化
1.5.3生物催化的重要课题——酶法拆分
1.5.4开辟酶生物转化合成的新途径
1.5.5开发极端环境条件下的新酶种
1.5.6发挥酶和微生物在环境整治中的作用
参考文献
2酶的分类与命名
2.1酶的系统分类和命名
2.2同工酶
2.3多酶系统
2.4酶的辅因子
2.5酶的理化特性
2.5.1酶的高效性
2.5.2酶的专一性
2.5.3酶容易失活
2.5.4酶的活性调节
2.6新型酶
参考文献
3酶的作用与机理
3.1酶活性中心的概念
3.2影响酶催化效率的因素
3.2.1邻近效应与定向效应
3.2.2底物形变和诱导契合
3.2.3酸碱共同催化
3.2.4共价催化
3.2.5疏水环境的影响
3.2.6金属催化
3.3酶的活性部位柔性的假说
3.3.1酶的活性丧失和整体构象变化的关系
3.3.2酶活性部位的柔性
3.3.3酶活性部位柔性和整体结构刚性的实例
3.4辅因子在酶促反应中的作用
3.4.1金属激活酶和金属酶
3.4.2辅酶
参考文献
4酶的催化反应动力学
4.1酶的活性
4.1.1酶活力的表示方法
4.1.2酶活力单位
4.2酶促反应动力学
4.2.1底物浓度对酶促反应速率的影响
4.2.2酶浓度对酶促反应速率的影响
4.2.3温度对酶促反应速率的影响
4.2.4pH对酶促反应速率的影响
4.2.5激活剂对酶促反应速率的影响
4.2.6抑制剂对酶促反应速率的影响
4.3多底物反应的动力学
4.3.1多底物反应的类型
4.3.2多底物反应的酶促动力学
4.4酶抑制动力学
4.4.1抑制作用的类型
4.4.2可逆抑制作用的分类
4.4.3可逆抑制作用的酶促反应动力学
4.4.4不可逆抑制剂
4.4.5可逆抑制剂
参考文献
5酶的活性调节
5.1通过配体诱导酶构象改变的活性调节
5.1.1配体和蛋白质的结合
5.1.2变构酶
5.2通过酶共价结构改变的活性调节
5.2.1共价结构不可逆改变的活性调节
5.2.2共价结构可逆改变的活性调节
5.3代谢途径中酶活性的调节
5.3.1磷酸果糖激酶
5.3.2磷酸化酶
5.4酶的转换
5.4.1酶合成的调节
5.4.2酶降解的调节
参考文献
第二篇酶工程
6酶的分离工程
6.1酶分离纯化的一般原则
6.1.1建立一个可靠和快速的测活方法
6.1.2酶原料的选择
6.1.3酶的提取
6.1.4酶的提纯
6.1.5酶的纯度检验
6.2酶提取方法的选择
6.2.1生物材料的破碎
6.2.2抽提方法
6.3酶纯化方法的选择
6.3.1调节酶溶解度的方法
6.3.2根据酶分子大小、形状不同的分离方法
6.3.3根据酶分子电荷性质的分离方法
6.3.4根据酶分子的极性进行分离的方法
6.3.5根据酶分子的专一性结合的方法
6.3.6酶的结晶
6.3.7对各种纯化方法的评价
参考文献
7非水介质中酶的催化反应
7.1非水介质中酶的催化反应及其特征
7.2非水介质中酶的结构与性质
7.2.1非水介质中酶的结构
7.2.2非水介质中的酶学性质
7.3微水有机溶剂的影响与反应介质工程
7.3.1水的作用及其调控
7.3.2有机溶剂的影响与反应介质工程
7.3.3酶的选择与催化剂工程
7.4酶在非水介质中的催化反应
7.4.1酯酶和脂肪酶的酯合成反应、转酯反应及酸酐水解反应
7.4.2糖苷键的水解核形成
7.4.3C-N键反应——肽的合成
7.4.4C-C键形成
7.4.5还原反应
7.4.6氧化反应
7.4.7C-X的反应——卤化反应
7.4.8异构化反应
参考文献
8组合生物催化
8.1组合生物催化的理论和特点
8.1.1理论基础
8.1.2组合生物催化的特点
8.2组合生物催化中的酶
8.2.1生物催化组合合成
8.2.2用于组合生物催化反应中酶的特点
8.3组合生物催化的类型
8.3.1非水介质中的生物催化
8.3.2酶作为组合合成的脱保护工具
8.3.3固定化酶催化
8.4组合生物催化实例
8.4.1构建小分子库
8.4.2构建天然产物库
8.4.3展望
参考文献
9酶的固定化技术
9.1概述
9.1.1酶的固定化
9.1.2微生物酶的固定化
9.1.3微生物生活细胞的固定化
9.1.4细胞器及动植物细胞的固定化
9.2酶的固定化方法
9.2.1酶的固定化方法
9.2.2微生物的固定化方法
9.2.3整细胞的固定化方法
9.2.4细胞器的固定化方法
9.2.5动植物细胞的固定化
9.3固定化酶（细胞）的性质及评价指标
9.3.1固定化酶（细胞）的性质
9.3.2固定化酶（细胞）的评价指标
9.4固定化酶（细胞）反应器
9.4.1填充床反应器（PBR）
9.4.2恒流搅拌罐反应器（CSTR）
9.4.3流化床反应器
9.4.4空心纤维反应器
9.4.5其他类型反应器
参考文献
10新酶的发现和筛选
10.1新酶的来源
10.2微生物新酶的获得途径及优劣比较
10.2.1从市场供应的酶库中筛选
10.2.2从微生物菌种保藏库筛选
10.2.3从自然界筛选产酶微生物
10.2.4从基因克隆库中筛选
10.3新酶筛选的策略
10.3.1新酶筛选的一般规律
10.3.2生物反应过程中的用酶设计
10.3.3建立高效的筛选方法
10.4从自然界中筛选产酶微生物的一般方法与步骤
10.4.1样品采集
10.4.2富集培养
10.4.3纯种分离
10.4.4初筛
10.4.5复筛
10.4.6高产菌株的选育
10.5从基因组DNA筛选酶的方法
10.6基于机理的新酶设计
参考文献
11生物酶工程
11.1酶的基因克隆和异源表达
11.1.1酶基因克隆的基本步骤
11.1.2酶基因克隆的常用方法
11.1.3酶的异源表达
11.2酶理性设计与定点突变
11.2.1酶的遗传修饰与理性设计
11.2.2酶定点突变方法
11.3酶的定向进化
11.3.1酶分子定向进化的基本原理
11.3.2酶分子定向进化的策略
11.3.3定向进化的应用
11.4酶的半理性设计
11.5融合蛋白和融合酶
11.5.1融合蛋白与融合酶简介
11.5.2融合蛋白与融合酶的构建策略
11.5.3融合蛋白与融合酶的制备
11.5.4融合蛋白与融合酶的应用
参考文献
12化学酶工程
12.1酶的化学修饰
12.1.1酶的化学修饰反应
12.1.2影响酶化学修饰的主要因素
12.1.3修饰程度和修饰部位的测定
12.1.4酶化学修饰的应用
12.1.5酶的亲和修饰
12.1.6酶化学修饰的专一性控制
12.1.7酶化学修饰实例——SOD的化学修饰
12.2模拟酶
12.2.1环糊精模拟酶模型
12.2.2大环聚醚及其模拟酶
12.2.3胶束体系及其模拟酶
12.2.4聚合物及其模拟酶
12.2.5金属卟啉及其模拟酶
12.2.6肽酶
12.2.7氧化酶的模拟
12.2.8过氧化物酶的模拟
12.2.9SOD的模拟
12.3分子印迹酶
12.3.1分子印迹概念
12.3.2分子印迹技术的分类
12.3.3分子印迹聚合物的制备
12.3.4分子印迹酶
参考文献
13酶抑制剂设计与药物开发
13.1天冬氨酸蛋白酶类抑制剂
13.1.1血管紧张素转化酶
13.1.2HIV蛋白酶抑制剂的设计
13.2基质金属蛋白酶
13.2.1基质金属蛋白酶抑制剂
13.2.2抑制剂的设计
13.3丝氨酸蛋白酶抑制剂
13.3.1体内凝血过程中丝氨酸蛋白酶抑制剂的作用
13.3.2Xa因子的抑制剂
13.3.3组合肽库法
13.4半胱氨酸蛋白酶
13.4.1半胱氨酸蛋白酶在人体内的病理学作用
13.4.2溶酶体半胱氨酸蛋白酶（LCP）
13.4.3溶酶体半胱氨酸蛋白酶的结构和作用机理
13.4.4酶原激活
13.4.5溶酶体半胱氨酸蛋白酶的天然抑制剂
13.4.6半胱氨酸蛋白酶抑制剂的设计
13.4.7肽基醛型半胱氨酸蛋白酶抑制剂
13.4.8缩氨基脲型半胱氨酸蛋白酶抑制剂
13.5酶抑制剂研究进展
13.5.1酶抑制剂药物的现状
13.5.2酶抑制剂药物的研发模式
13.5.3酶抑制剂药物研究展望
参考文献
14酶的信号传导
14.1鸟嘌呤核苷三磷酸水解酶（GTPase）的信号传导
14.1.1G蛋白的基本特征
14.1.2结构特点
14.1.3活化的作用机制
14.1.4GTPase参与的信号传导
14.2核苷酸环化酶的信号传导
14.2.1腺苷酸环化酶（Adenylyl Cyclase，AC）的信号传导
14.2.2鸟苷酸环化酶的信号传导
14.3磷脂酶介导的信号传导
14.3.1磷脂酶的概述
14.3.2磷脂酶的结构
14.3.3磷脂酶参与的信号传导
参考文献
第三篇酶应用
15酶在工业上的应用
15.1工业酶的应用现状
15.1.1工业酶制剂的来源及特点
15.1.2工业酶制剂国内外产业化现状
15.2酶在轻工业上的应用
15.2.1酶在原料处理方面的应用
15.2.2酶在轻工业产品制造上的应用
15.3酶在化工方面的应用
15.4酶在其他方面的应用
15.4.1加酶洗涤剂
15.4.2加酶牙膏
15.4.3加酶饲料
15.4.4加酶护肤品
参考文献
16酶在医药上的应用
16.1酶类药物
16.1.1与治疗胃肠道疾病有关的酶类药物
16.1.2与治疗炎症有关的酶类药物
16.1.3与溶解血纤维有关的酶类药物
16.1.4具有抗肿瘤作用的酶类药物
16.1.5药典收载的酶类药物
16.2诊断用酶
16.2.1根据体液内酶活力的变化诊断疾病
16.2.2用酶测定体液中某些物质量的诊断疾病
16.3酶在药物制造方面的应用
16.3.1青霉素酰化酶制造半合成抗生素
16.3.2β酪氨酸酶制造多巴
16.3.3核苷磷酸化酶制造阿糖腺苷
16.3.4无色杆菌蛋白酶制造人胰岛素
16.3.5多核苷酸磷酸化酶生产聚肌胞
参考文献
17酶在食品工业上的应用
17.1酶在食品保健方面的应用
17.1.1食品除氧保鲜
17.1.2食品灭菌保鲜
17.2酶在淀粉类食品生产方面的应用
17.2.1葡萄糖的生产
17.2.2果葡糖浆的生产
17.2.3环状糊精的生产
17.3酶在蛋白质类食品生产方面的应用
17.3.1氨基酸的生产
17.3.2明胶的生产
17.3.3干酪的生产
17.3.4肉类的嫩化
17.4酶在果蔬类食品生产方面的应用
17.4.1柑橘罐头防止白色浑浊
17.4.2果蔬制品的脱色
17.4.3酶在果汁生产中的应用
17.4.4酶在甜味剂生产中的应用
参考文献
18极端酶的开发与应用
18.1嗜热极端酶
18.1.1嗜热极端菌
18.1.2嗜热极端酶的种类及应用
18.1.3嗜热极端酶的耐热机理研究
18.2嗜冷极端酶
18.2.1嗜冷极端微生物
18.2.2低温酶
18.2.3低温酶耐冷或嗜冷机理的研究
18.3嗜盐酶
18.3.1嗜盐微生物
18.3.2嗜盐酶及其应用
18.3.3嗜盐酶的耐盐机理
18.4嗜碱菌及碱性酶的研究和应用
18.4.1嗜碱菌
18.4.2碱性酶
18.5酸性酶
18.5.1嗜酸极端微生物
18.5.2酸性酶的种类及应用
18.6耐压酶类
18.6.1耐压菌和嗜压菌
18.6.2嗜压酶和耐压酶
18.7耐有机溶剂酶
18.8耐重金属微生物及相应酶
18.9结论和展望
参考文献
19酶在环境治理方面的应用
19.1酶与环境保护
19.2酶在环境污染治理中的应用
19.2.1酶在废水处理工程中的应用
19.2.2酶在石油和工业废油处理工程中的应用
19.2.3酶与白色污染治理
19.2.4酶与环境监测
19.2.5酶与污染土壤修复
参考文献
20酶在能源方面的应用
20.1燃料乙醇及其生产
20.1.1燃料乙醇简介
20.1.2发酵法生产燃料乙醇的原料
20.1.3发酵法生产燃料乙醇的酶
20.1.4发展中的燃料乙醇生产用酶制剂
20.2氢气及生物制氢
20.3生物燃料电池
20.3.1生物燃料电池的工作原理
20.3.2生物燃料电池的分类
20.3.3酶生物燃料电池
20.4生物柴油及其制备
20.4.1生物柴油的理化性能与制备
20.4.2生物酶催化生物柴油制备
20.4.3生物酶催化生物柴油制备的制约因素
20.4.4固定化脂肪酶制备生物柴油
20.4.5全细胞催化剂用于生物柴油制备
20.4.6生物工程技术改造脂肪酶和超临界流体中的酶催化
20.4.7脂肪酶催化生产生物柴油研究中存在的问题
参考文献
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| 精彩片段： |
１ 酶与酶工程
酶（Ｅｎｚｙｍｅ）是由活细胞产生的具有催化功能的蛋白质。一切生命活动都是由代谢的正
常运转来维持的，而代谢中的各种反应都是在酶的参与下进行的。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、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 酶学研究概况
要准确地说出酶是在什么时候、由谁首先发现的是很困难的。人们很早就感觉到酶的存
在，但是真正认识它、利用它还是近百年的事。从我国记载的资料得知，４０００多年前的夏禹
时代酿酒已盛行，酒是酵母发酵的产品。约３０００年前，古人利用含淀粉酶的麦曲将淀粉降解
为麦芽糖，制造了饴糖。用曲治疗消化不良症也是我国人民的最早发现。曲富含消化酶和维
生素，至今仍是常用的健胃药。
在国外，人们对酶的认识也与发酵和消化现象有关，１７８３年Ｓｐａｌｌａｎｚａｎｉ曾将肉块放入小
巧的金属笼内，然后让鹰把小笼吞下去。过一段时间后，他把小笼取出来，发现笼内的肉块消
失了。这可能是酶催化试验的开端。１８３３年Ｐａｙｅｎ和Ｐｅｒｓｏｎ从麦芽的水抽提物中，用酒精沉
淀得到一种遇热不稳定的活性物质，它可促使淀粉水解成可溶性的糖。他们把这种物质称之
为淀粉酶（Ｄｉａｓｔａｓｅ），“酶”的概念源自希腊文，意为“在酵母中”（ｉｎＹｅａｓｔ），虽然酶的提出是针
对酵母，但也适用于所有的非有机酵素。尽管人们利用微生物中的酶已有几千年的历史，但
直到１８９６年Ｂｕｃｈｎｅｒ发现了不需要完整细胞的酶也表现出活力，酶学的研究才真正开始。
２０世纪初，酶学得到了迅速发展，一方面发现了很多的酶，另一方面在物理、化学技术发
展的影响下，１９１３年Ｍｉｃｈａｅｌｉｓ和Ｍｅｎｔｅｎ总结了前人的工作，根据中间学说提出了酶促反应
动力学原理———米氏学说。这一学说的提出，对酶反应机理的研究是一个重大突破。１９２６
年，Ｓｕｍｍｅｒ从刀豆中得到脲酶结晶（这是第一个酶结晶），并证实这种结晶催化尿素水解，产
生ＣＯ２和氨，提出酶本质就是一种蛋白质。但这个观点直到若干年后获得了胃蛋白酶、胰凝
乳蛋白酶、胰蛋白酶的结晶才被普遍接受，Ｓｕｍｍｅｒ因此而获得１９４７年的诺贝尔化学奖。现
已发现生物体内存在的酶有８０００多种，而且每年都有新酶发现。迄今为止，数百种酶已纯化
达到了均一纯度，大约有２００多种酶得到了结晶。由于蛋白质分析、分离技术的飞速发展，特
别是在运用Ｘ射线衍射分析等方法后，人们相继弄清了溶菌酶（１２９个氨基酸残基）、胰凝乳
蛋白酶（２４５个氨基酸残基）、羧肽酶（３０７个氨基酸残基）、多元淀粉酶Ａ（４６０个氨基酸残基）
等的结构和作用机理。
２０世纪５０～６０年代，酶被发现有相当的柔性，因此Ｋｏｓｈｌａｎｄ提出了诱导契合理论，以解
释酶的催化理论和专一性，同时也发现了某些酶的催化活性与生理条件变化有关。１９６１年
Ｍｏｎｏｄ及其同事提出了变构模型，用以定量解释有些酶的活性可以通过结合小分子（效应物）
进行调节，从而提供了认识细胞中许多酶调控作用的基础。
１９６９年首次报道了由氨基酸单体化学合成牛胰岛素核酸酶，虽然这是一个很大的进展，
但其纯度和活性很低。化学合成只是证明了酶和非生物催化剂没有区别。
ＤＮＡ重组技术用于酶学研究得到了高度重视。用定点突变法在指定的位点突变，可以改
变酶的催化活性与专一性，有助于认识酶的作用机理，并为设计特定需要的酶奠定了基础。
如乳酸脱氢酶的专一性可以通过在活性部位引入３个特定的氨基酸侧链突变成为苹果酸脱
氢酶。
最近发现除了经典酶以外，某些生物分子也有催化活性。１９８２年Ｃｅｃｈ小组发现，四膜虫
的ｒＲＮＡ前体能在完全没有蛋白质的情况下进行自我加工，催化得到成熟的ｒＲＮＡ产物。就
是说，ＲＮＡ本身可以是一个生物催化剂，被称之为“Ｒｉｂｏｚｙｍｅ”。
考察酶研究的历程可知，对酶的研究一直沿着两个方向发展：理论研究和应用研究。前
者主要指酶的分子结构、理化性质及催化作用机理的研究；后者主要指酶的生产、应用及酶工
程研究。酶研究不仅深刻影响生物化学乃至整个生物学领域，而且促进了化学和药物研究的
发展。
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