第一章　酶學與酶工程 001
第一節(jié)　酶工程概述 001
一、酶與酶工程 001
二、酶工程簡介 002
第二節(jié)　酶的分類、組成、結(jié)構(gòu)特點和作用機制 003
一、酶的分類 003
二、酶的組成和結(jié)構(gòu)特點 004
三、酶的作用機制 005
第三節(jié)　酶催化劑的特點 009
一、高效性 010
二、專一性 010
三、可調(diào)節(jié)性 011
第四節(jié)　影響酶活力的因素 013
一、酶活力測定方式 013
二、酶聯(lián)測定法 013
三、酶反應速度 014
四、底物濃度 014
五、酶濃度 014
六、溫度 015
七、pH 015
第五節(jié)　酶反應動力學和抑制作用 015
一、米-曼氏模式 015
二、Lineweaver-Burk作圖 016
三、酶的抑制作用 016
第六節(jié)　酶的制備 018
一、酶的來源 018
二、蛋白質(zhì)表達常見問題及解決方式 020
第七節(jié)　蛋白質(zhì)、酶和重組蛋白的分離純化 025
一、蛋白質(zhì)純化的一般考慮 025
二、蛋白質(zhì)的粗分離 027
三、蛋白質(zhì)的大規(guī)模分離純化 030
第八節(jié)　酶活力的實時調(diào)控 034
一、微波技術 035
二、超聲波 040
三、交變磁場 043
四、近紅外線 045
總結(jié) 049
習題 049
參考文獻 050

第二章　非水酶學 053
第一節(jié)　概述 053
第二節(jié)　非水酶學中的反應介質(zhì) 053
一、非水酶學中的常規(guī)反應介質(zhì) 054
二、非水酶學中的新型反應介質(zhì) 056
第三節(jié)　非水介質(zhì)中酶的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 063
一、非水介質(zhì)中酶的結(jié)構(gòu) 063
二、非水介質(zhì)中酶的性質(zhì) 066
第四節(jié)　影響非水介質(zhì)中酶催化的因素以及調(diào)控策略 069
一、有機溶劑 069
二、水 072
三、添加劑 075
四、生物印跡 075
五、化學修飾 075
六、固定化酶 076
七、反應溫度 076
八、pH和離子強度 077
第五節(jié)　非水介質(zhì)中酶催化技術的應用 077
一、酯的合成 077
二、肽的合成 079
三、功能高分子的酶促合成 079
四、光學活性化合物的制備 083
總結(jié) 084
習題 084
參考文獻 085

第三章　酶的化學修飾 088
第一節(jié)　化學修飾的方法學 088
一、修飾反應專一性的控制 088
二、修飾程度和修飾部位的測定 090
三、化學修飾結(jié)果 091
第二節(jié)　酶蛋白側(cè)鏈的修飾 092
一、羧基的化學修飾 092
二、氨基的化學修飾 092
三、精氨酸胍基的修飾 093
四、巰基的化學修飾 094
五、組氨酸咪唑基的修飾 094
六、色氨酸吲哚基的修飾 095
七、酪氨酸殘基和脂肪族羥基的修飾 095
八、甲硫氨酸甲硫基的修飾 096
第三節(jié)　酶的親和修飾 096
一、親和標記 096
二、外生親和試劑與光親和標記 097
第四節(jié)　酶化學修飾的應用 097
一、化學修飾在酶的結(jié)構(gòu)與功能研究中的應用 098
二、化學修飾酶在醫(yī)藥和生物技術中的應用 100
三、酶化學修飾的局限性 111
第五節(jié)　酶化學修飾的研究進展 111
一、非特異性的化學修飾 111
二、位點專一性的化學修飾 112
三、結(jié)合定點突變的位點選擇性化學修飾 112
四、酶蛋白的亞硝基化修飾 113
總結(jié) 113
習題 114
參考文獻 114

第四章　人工酶 116
第一節(jié)　引言 116
第二節(jié)　人工酶概述 117
一、概念 117
二、理論基礎 117
第三節(jié)　合成酶 118
一、主-客體酶模型 118
二、肽酶 127
三、半合成酶 129
四、聚合物人工酶 132
五、智能人工酶 134
第四節(jié)　印跡酶 138
一、概述 138
二、分子印跡酶 145
三、生物印跡酶 148
第五節(jié)　人工酶研究進展 151
總結(jié) 152
習題 153
參考文獻 153

第五章　納米酶 156
第一節(jié)　概述 156
第二節(jié)　納米酶的分類 158
一、金屬納米酶 158
二、金屬氧化物納米酶 159
三、碳基納米酶 160
四、金屬-有機骨架納米酶 161
五、單原子（雙原子）納米酶 162
第三節(jié)　納米酶的構(gòu)效關系及類酶活性調(diào)控策略 164
一、尺寸效應 164
二、晶體形貌 165
三、表面電荷 166
四、表面修飾 167
五、其它因素 169
第四節(jié)　納米酶的應用 170
一、在檢測方面的應用 170
二、在醫(yī)學領域的應用 173
三、在環(huán)境保護領域的應用 176
第五節(jié)　納米酶的研究進展及展望 177
總結(jié) 178
習題 178
參考文獻 179

第六章　酶非專一性催化 182
第一節(jié)　酶非專一性簡介 182
第二節(jié)　酶反應條件非專一性 182
一、非水介質(zhì)中酶催化 182
二、氣固相生物反應器 183
三、無溶劑酶促反應 184
四、極端條件下的酶促反應 184
第三節(jié)　酶的底物非專一性 185
第四節(jié)　酶催化非專一性 185
第五節(jié)　酶催化非專一性的應用實例 186
一、酶催化aldol加成反應 186
二、酶催化Michael加成反應 189
三、酶催化Knoevenagel反應 191
四、酶催化Mannich反應 192
五、酶催化Henry反應 193
六、酶催化Diels-Alder反應 194
七、酶催化Markovnikov反應 195
八、酶催化氧化反應 196
九、酶催化Biginelli反應 198
十、酶催化Baylis-Hillman反應 198
十一、酶催化不對稱卡賓轉(zhuǎn)移反應 199
十二、酶催化SiOSi鍵合成 201
十三、酶催化環(huán)氧開環(huán)反應 201
十四、酶催化多組分串聯(lián)反應 202
總結(jié) 204
習題 204
參考文獻 204

第七章　酶穩(wěn)定化與固定化 207
第一節(jié)　酶蛋白的穩(wěn)定性及其變性機理 208
一、酶蛋白穩(wěn)定性的分子原因 208
二、測定蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的方法 209
三、蛋白質(zhì)不可逆失活的原因和機理 211
第二節(jié)　酶蛋白質(zhì)的穩(wěn)定化 216
一、固定化 216
二、非共價修飾 219
三、化學修飾 220
四、蛋白質(zhì)工程 224
第三節(jié)　酶的固定化 227
一、固定化酶的定義 227
二、固定化酶的制備原則 227
三、酶的固定化方法 228
四、輔因子的固定化 236
五、細胞的固定化 242
六、固定化酶的性質(zhì)變化 246
七、影響固定化酶性質(zhì)的因素 248
第四節(jié)　酶穩(wěn)定化與固定化的研究進展 252
一、生物學基礎研究 252
二、生物傳感器 255
三、親和分離系統(tǒng) 260
四、納米材料 263
五、藥物控釋載體 265
六、其他技術與方法 267
總結(jié) 276
習題 277
參考文獻 277

第八章　抗體酶 282
第一節(jié)　引言 282
第二節(jié)　抗體酶概述 282
第三節(jié)　抗體酶的制備方法 283
一、穩(wěn)定過渡態(tài)法 284
二、抗體與半抗原互補法 284
三、熵阱法 285
四、多底物類似物法 286
五、抗體結(jié)合部位修飾法 287
六、蛋白質(zhì)工程法 288
七、抗體庫法 288
第四節(jié)　抗體酶活性部位修飾 290
一、定點突變 290
二、化學修飾 291
第五節(jié)　抗體酶的結(jié)構(gòu) 293
第六節(jié)　抗體酶的應用 295
一、在有機合成中的應用 295
二、闡明化學反應機制 296
三、在天然產(chǎn)物合成中的應用 297
四、在新藥開發(fā)中的應用 297
第七節(jié)　抗體酶研究進展 299
一、半抗原設計 300
二、抗體酶的化學篩選 301
三、抗體酶催化的化學轉(zhuǎn)化 303
四、計算機輔助設計抗體酶 305
五、與興奮劑相關的抗體酶制備 307
六、化學程序化的抗體酶 309
七、抗體酶在癌癥治療中的應用 309
總結(jié) 311
習題 312
參考文獻 312

第九章　核酸酶 316
第一節(jié)　核酶 316
一、自身剪切類核酶 316
二、自身剪接類核酶 320
三、核開關核酶 321
第二節(jié)　脫氧核酶 321
一、切割型脫氧核酶 322
二、連接型脫氧核酶 326
三、其他類型脫氧核酶 326
第三節(jié)　核酸酶的應用 328
一、基因治療 328
二、分子檢測及胞內(nèi)成像 330
三、DNA納米材料組裝 333
四、DNA邏輯電路 335
總結(jié) 336
習題 337
參考文獻 337

第十章　酶的改造與進化 339
第一節(jié)　引言 339
第二節(jié)　酶的理性設計 340
一、定點突變 340
二、模塊組裝 340
第三節(jié)　酶的定向進化 342
一、基本策略 343
二、多樣化的基本方法 344
三、多樣性文庫的構(gòu)建 348
四、文庫選擇或篩選 350
第四節(jié)　自然界中蛋白質(zhì)進化機理 351
一、基因重復 351
二、串聯(lián)重復 352
三、環(huán)狀變換 352
四、寡聚化 353
五、基因融合 353
六、結(jié)構(gòu)域募集 353
七、外顯子改組 353
第五節(jié)　環(huán)境庫和噬菌體展示庫的構(gòu)建 354
一、環(huán)境庫的構(gòu)建 354
二、噬菌體展示庫的構(gòu)建 356
第六節(jié)　環(huán)境庫和噬菌體展示庫的篩選 357
一、環(huán)境庫的篩選 357
二、噬菌體展示庫的篩選 358
第七節(jié)　酶定向進化的應用 359
一、提高酶分子的催化活力 359
二、創(chuàng)造新的酶活性（功能） 359
三、提高酶分子的穩(wěn)定性 360
四、適應特定的催化系統(tǒng)或環(huán)境 360
五、提高底物專一性或拓寬特異性底物范圍 360
六、改變對映選擇性 361
總結(jié) 361
習題 362
參考文獻 363

第十一章　酶制劑的應用 366
第一節(jié)　概論 366
一、酶制劑的市場和發(fā)展歷史 367
二、酶制劑的來源及特點 367
第二節(jié)　酶在食品加工方面的應用 370
一、制糖工業(yè) 371
二、啤酒發(fā)酵 375
三、蛋白質(zhì)制品加工 375
四、水果加工 376
五、改善食品的品質(zhì)、風味和顏色 377
六、乳品工業(yè) 377
七、肉類和魚類加工 378
八、蛋品加工 378
九、面包烘焙與食品制造 379
十、食品保藏 380
十一、其他 380
第三節(jié)　酶在輕工方面的應用 381
一、原料處理 381
二、輕工產(chǎn)品 383
三、加酶增強產(chǎn)品的使用效果 386
第四節(jié)　酶在醫(yī)學中的應用 388
一、疾病診斷方面的應用 388
二、疾病治療方面的應用 389
三、在藥物生產(chǎn)方面的應用 394
四、酶與生物醫(yī)學工程 396
第五節(jié)　在分析檢測方面的應用 399
一、單酶反應檢測 399
二、酶偶聯(lián)反應檢測 400
三、酶聯(lián)免疫反應檢測 401
第六節(jié)　酶在能源開發(fā)方面的應用 401
一、燃料乙醇生產(chǎn) 402
二、生物質(zhì)燃料制造 403
三、氫氣生產(chǎn) 406
四、生物電池 407
五、沼氣生產(chǎn) 408
第七節(jié)　酶在環(huán)境保護方面的應用 409
一、水凈化 409
二、石油和工業(yè)廢油處理 410
三、白色污染處理 411
四、環(huán)境監(jiān)測 412
五、生物修復 412
第八節(jié)　極端酶的應用 414
一、極端微生物與極端酶 414
二、嗜熱酶的應用 414
三、嗜冷酶的應用 416
四、嗜鹽酶的應用 417
五、嗜堿酶的應用 417
六、嗜酸酶的應用 418
七、其他嗜極酶的應用 418
總結(jié) 419
習題 419
參考文獻 419