1 緒論001
1.1 酶與生命002
1.2 酶工程005

2 酶工程基礎(chǔ)009
2.1 酶的分類和命名009
2.1.1 酶的國際系統(tǒng)分類009
2.1.2 國際系統(tǒng)命名法017
2.1.3 習(xí)慣名或常用名017
2.2 酶的組成、結(jié)構(gòu)、篩選和生產(chǎn)018
2.2.1 酶的組成018
2.2.2 輔因子和輔酶018
2.2.3 酶的結(jié)構(gòu)019
2.2.4 酶的活性中心021
2.2.5 單體酶、寡聚酶、多酶復(fù)合體和多酶融合體022
2.2.6 酶的篩選與發(fā)現(xiàn)025
2.2.7 酶的生產(chǎn)029
2.2.8 酶的分離和提純031
2.2.9 酶的無細胞表達體系制備036
2.3 酶催化原理038
2.3.1 酶催化反應(yīng)的特點038
2.3.2 酶催化作用的機制041
2.4 酶催化反應(yīng)動力學(xué)049
2.4.1 簡單酶催化反應(yīng)動力學(xué)050
2.4.2 多底物酶催化反應(yīng)動力學(xué)059
2.4.3 酶催化反應(yīng)的抑制動力學(xué)062
2.5 多酶級聯(lián)催化體系073
2.5.1 多酶級聯(lián)反應(yīng)的分類073
2.5.2 多酶級聯(lián)反應(yīng)的構(gòu)建074
2.5.3 多酶級聯(lián)反應(yīng)的研究展望077

3 核酶與脫氧核酶079
3.1 核酶080
3.1.1 錘頭形核酶080
3.1.2 發(fā)夾形核酶081
3.1.3 核糖核酸酶P 081
3.1.4 GroupⅠ內(nèi)含子和GroupⅡ內(nèi)含子082
3.2 脫氧核酶083
3.2.1 10-23 脫氧核酶084
3.2.2 8-17 脫氧核酶085
3.2.3 手槍形脫氧核酶085
3.2.4 “二分”型結(jié)構(gòu)脫氧核酶085
3.2.5 環(huán)狀脫氧核酶085
3.3 核酶與脫氧核酶的應(yīng)用086
3.3.1 檢測中的應(yīng)用086
3.3.2 在疾病治療中的應(yīng)用087

4 抗體酶089
4.1 抗體酶的制備方法090
4.1.1 底物過渡態(tài)類似物免疫法090
4.1.2 拷貝法091
4.1.3 引入法091
4.1.4 基于抗體庫構(gòu)建抗體酶092
4.2 抗體酶的篩選093
4.3 抗體酶催化的反應(yīng)095
4.4 抗體酶的應(yīng)用098
4.4.1 抗體酶用于闡明化學(xué)反應(yīng)機制098
4.4.2 抗體酶在有機合成中的應(yīng)用098
4.4.3 抗體酶在疾病治療中的應(yīng)用100

5 模擬酶103
5.1 環(huán)糊精模擬酶103
5.2 冠醚模擬酶105
5.3 膠束模擬酶105
5.4 分子印跡模擬酶106
5.5 納米酶108
5.5.1 納米酶的催化反應(yīng)類型109
5.5.2 典型納米酶的反應(yīng)動力學(xué)111
5.5.3 納米酶的活性位點111
5.5.4 納米酶的催化機制112
5.5.5 納米酶的設(shè)計與調(diào)控112
5.5.6 納米酶的制備113
5.5.7 納米酶的應(yīng)用115

6 酶的分子修飾和改造119
6.1 酶的化學(xué)修飾119
6.1.1 酶的化學(xué)修飾的基本原理119
6.1.2 酶的化學(xué)修飾方法學(xué)120
6.2 酶蛋白分子側(cè)鏈的修飾121
6.2.1 羧基的化學(xué)修飾122
6.2.2 氨基的化學(xué)修飾122
6.2.3 胍基的化學(xué)修飾123
6.2.4 巰基的化學(xué)修飾123
6.2.5 組氨酸咪唑基的修飾125
6.2.6 色氨酸吲哚基的修飾125
6.2.7 酪氨酸殘基和脂肪族羥基的修飾125
6.2.8 甲硫氨酸甲硫基的修飾126
6.3 酶的表面化學(xué)修飾127
6.3.1 有機大分子對酶的化學(xué)修飾127
6.3.2 小分子物質(zhì)對酶的化學(xué)修飾134
6.3.3 修飾劑對酶修飾的影響135
6.4 酶蛋白分子的親和修飾136
6.4.1 親和標(biāo)記137
6.4.2 外生親和試劑與光親和標(biāo)記137
6.5 酶的化學(xué)交聯(lián)138
6.6 修飾酶的性質(zhì)及特點140
6.7 酶蛋白分子的生物改造144
6.7.1 酶分子體外定向進化的基本原理145
6.7.2 酶分子體外定向進化的基本策略145
6.7.3 酶分子體外定向進化的應(yīng)用148
6.7.4 酶分子體內(nèi)定向進化與應(yīng)用149
6.7.5 酶半理性設(shè)計150
6.7.6 酶理性設(shè)計150
6.7.7 機器學(xué)習(xí)算法151
6.7.8 酶分子從頭設(shè)計152

7 酶的固定化和固定化酶反應(yīng)動力學(xué)155
7.1 酶的固定化155
7.1.1 固定化酶的定義155
7.1.2 固定化酶的制備方法156
7.2 輔基與輔酶的固定化164
7.2.1 輔基的固定化164
7.2.2 輔酶的固定化166
7.2.3 輔酶的再生167
7.3 固定化酶催化反應(yīng)動力學(xué)168
7.3.1 固定化對酶活性及酶反應(yīng)系統(tǒng)的影響168
7.3.2 固定化酶反應(yīng)動力學(xué)171

8 非水介質(zhì)中的酶催化反應(yīng)183
8.1 非水介質(zhì)反應(yīng)體系183
8.1.1 有機介質(zhì)反應(yīng)體系184
8.1.2 離子液體介質(zhì)反應(yīng)體系185
8.1.3 低共熔溶劑介質(zhì)反應(yīng)體系186
8.2 酶在非水介質(zhì)中的性質(zhì)186
8.2.1 熱穩(wěn)定性187
8.2.2 底物專一性188
8.2.3 對映體選擇性189
8.2.4 區(qū)域選擇性189
8.2.5 化學(xué)鍵選擇性189
8.2.6 pH 記憶189
8.3 非水介質(zhì)反應(yīng)體系中溶劑對酶催化反應(yīng)的影響190
8.3.1 有機溶劑對酶催化反應(yīng)的影響190
8.3.2 離子液體對酶催化反應(yīng)的影響192
8.3.3 低共熔溶劑對酶催化反應(yīng)的影響193
8.4 水對非水介質(zhì)中酶催化的影響193
8.4.1 必需水193
8.4.2 水對酶催化反應(yīng)速度的影響194
8.4.3 水活度196
8.4.4 水對酶活性的影響198
8.5 非水介質(zhì)中的酶催化反應(yīng)類型199
8.5.1 C—O 鍵的形成199
8.5.2 C—N 鍵的反應(yīng)201
8.5.3 C—C 鍵的形成201
8.5.4 還原反應(yīng)202
8.5.5 氧化反應(yīng)202
8.5.6 異構(gòu)化反應(yīng)203
8.5.7 C—X 的反應(yīng)203
8.6 非水介質(zhì)酶催化的應(yīng)用204
8.6.1 光學(xué)活性化合物的制備204
8.6.2 旋光性聚合物的合成205

9 酶反應(yīng)器的設(shè)計和放大209
9.1 酶反應(yīng)器209
9.1.1 攪拌罐式反應(yīng)器209
9.1.2 填充床反應(yīng)器210
9.1.3 流化床反應(yīng)器211
9.1.4 鼓泡式反應(yīng)器211
9.1.5 膜反應(yīng)器212
9.1.6 噴射式反應(yīng)器212
9.2 酶反應(yīng)器的選擇213
9.2.1 根據(jù)酶的應(yīng)用形式選擇反應(yīng)器213
9.2.2 根據(jù)酶反應(yīng)動力學(xué)性質(zhì)選擇反應(yīng)器214
9.2.3 根據(jù)底物酶反應(yīng)動力學(xué)性質(zhì)選擇反應(yīng)器215
9.3 酶反應(yīng)器的設(shè)計215
9.4 酶反應(yīng)器的放大218
9.4.1 經(jīng)驗放大法218
9.4.2 其它放大219
9.5 酶反應(yīng)器的操作221

10 應(yīng)用酶工程225
10.1 淀粉酶226
10.1.1 α-淀粉酶227
10.1.2 β-淀粉酶227
10.1.3 葡萄糖淀粉酶228
10.1.4 異淀粉酶229
10.2 蛋白酶230
10.3 脂肪酶233
10.4 青霉素�；�酶與半合成抗生素234
10.5 淀粉酶、葡萄糖異構(gòu)酶與果葡糖漿的生產(chǎn)237
10.6 酶法生產(chǎn)L-氨基酸240
10.6.1 DL-氨基酸的酶法拆分240
10.6.2 酶法合成L-天冬氨酸241
10.6.3 酶法生產(chǎn)L-丙氨酸241
10.7 酶法生產(chǎn)有機酸241
10.7.1 酶法合成L-蘋果酸241
10.7.2 酶法合成L-酒石酸242
10.7.3 酶法合成長鏈二羧酸242
10.7.4 用酶水解腈生產(chǎn)相應(yīng)有機酸243
10.8 手性化合物的酶法合成和拆分243
10.8.1 手性化合物的酶法合成244
10.8.2 手性化合物的酶法拆分251
10.9 酶與生物傳感器256
10.10 酶在物質(zhì)分析檢測方面的應(yīng)用257
10.10.1 單酶反應(yīng)分析257
10.10.2 多酶偶聯(lián)反應(yīng)分析258
10.10.3 酶標(biāo)免疫分析259
10.11 用于疾病診斷和治療的酶262
10.11.1 用于疾病診斷的酶262
10.11.2 用于疾病治療的酶265
10.12 靶酶及酶標(biāo)藥物266
10.13 生物酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用267
10.13.1 酶在淀粉糖工業(yè)中的應(yīng)用267
10.13.2 酶在乳品工業(yè)中的應(yīng)用268
10.13.3 酶在果蔬加工業(yè)中的應(yīng)用268
10.13.4 酶在釀酒工業(yè)中的應(yīng)用268
10.13.5 酶在肉制品加工和魚類食品加工中的應(yīng)用269
10.13.6 酶在焙烤食品中的應(yīng)用269
10.13.7 酶在調(diào)味品加工中的應(yīng)用269

11 酶工程發(fā)展展望271
11.1 新酶的發(fā)現(xiàn)271
11.2 天然酶的改造272
11.3 仿生酶的研究273
11.4 酶分子的從頭設(shè)計274
11.5 酶應(yīng)用范圍的擴大274
11.6 新應(yīng)用領(lǐng)域中酶催化動力學(xué)的研究275

參考文獻276