本書根據(jù)酶工程學(xué)科的最新研究進展, 結(jié)合作者的教學(xué)實踐和科研成果, 全面系統(tǒng)地介紹酶的生產(chǎn)和應(yīng)用的基本理論、基本技術(shù)及其最新進展和發(fā)展趨勢。全書共分九章, 內(nèi)容包括: 酶工程基礎(chǔ)、酶的發(fā)酵工程、酶的分離工程、固定化酶和固定化細(xì)胞、化學(xué)酶工程、生物酶工程、非水相酶催化、酶反應(yīng)器和酶傳感器、酶及酶抑制劑的應(yīng)用。
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目錄
第二版前言
第一版前言
1 酶工程基礎(chǔ) 1
1.1 酶工程概述 1
1.1.1 酶及酶工程研究的意義及內(nèi)容 1
1.1.2 酶的研究簡史 2
1.2 酶的催化特點及影響因素 6
1.2.1 酶的催化特點 6
1.2.2 影響酶催化作用的因素 7
1.3 酶的活力測定 9
1.3.1 酶活力單位 10
1.3.2 酶的比活力 10
1.3.3 酶的轉(zhuǎn)換數(shù)和催化周期 10
1.3.4 酶活力的測定方法 10
1.4 酶反應(yīng)動力學(xué) 12
1.4.1 米氏方程 12
1.4.2 米氏方程的意義 12
1.4.3 動力學(xué)常數(shù)K。和V的求取 13
思考題 14
補充讀物 14
2 酶的發(fā)酵工程 16
2.1 酶生物合成的調(diào)節(jié)機制 16
2.1.1 原核生物中酶生物合成的調(diào)節(jié) 16
2.1.2 真核生物中酶生物合成的調(diào)節(jié) 20
2.1.3 酶生物合成調(diào)節(jié)作用機制的實際應(yīng)用 22
2.2 酶的微生物發(fā)酵技術(shù) 22
2.2.1 酶的生產(chǎn)菌種 23
2.2.2 培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件對產(chǎn)酶的影響與調(diào)節(jié) 27
2.2.3 發(fā)酵方法 30
2.2.4 提高產(chǎn)酶的措施 33
2.3 酶發(fā)酵動力學(xué) 34
2.3.1 細(xì)胞生長動力學(xué) 34
2.3.2 產(chǎn)酶動力學(xué) 35
思考題 36
補充讀物 36
3 酶的分離工程 37
3.1 預(yù)處理 37
3.1.1 發(fā)酵液的預(yù)處理 37
3.1.2 細(xì)胞破碎 38
3.2 酶的提取 40
3.2.1 酶的提取方法 40
3.2.2 影響酶提取的主要因素 41
3.3 酶的分離純化 41
3.3.1 離心分離 42
3.3.2 沉淀分離 43
3.3.3 過濾與膜分離 46
3.3.4 萃取分離 48
3.3.5 層析分離 50
3.3.6 電泳分離 59
3.4 酶的濃縮、干燥與結(jié)晶 61
3.4.1 酶的濃縮 62
3.4.2 酶的干燥 63
3.4.3 酶的結(jié)晶 64
思考題 65
補充讀物 66
4 固定化酶與固定化細(xì)胞 67
4.1 酶的固定化 68
4.1.1 酶的固定化方法 68
4.1.2 固定化酶的評價 81
4.1.3 固定化酶的性質(zhì)和影響因素 83
4.2 細(xì)胞的固定化 88
4.2.1 吸附法 88
4.2.2 共價交聯(lián)法 89
4.2.3 包埋法 89
4.2.4 無載體固定化 91
4.3 輔酶的固定化 91
4.3.1 輔基的固定化 92
4.3.2 輔酶的固定化 92
4.3.3 輔酶的再生 94
思考題 95
補充讀物 95
5 化學(xué)酶工程 98
5.1 酶分子的化學(xué)修飾 98
5.1.1 概述 98
5.1.2 酶化學(xué)修飾的原理、方法及修飾劑 99
5.1.3 修飾酶的性質(zhì) 110
5.2 模擬酶 113
5.2.1 概述 113
5.2.2 模擬酶的理論基礎(chǔ) 115
5.2.3 模擬酶的分類 116
5.2.4 環(huán)糊精模擬酶 116
5.2.5 大環(huán)聚醚及其模擬酶 120
5.2.6 杯芳烴及其模擬酶 121
5.2.7 金屬卟啉及其模擬酶 122
5.2.8 肽酶 123
5.3 抗體酶 123
5.3.1 抗體酶的催化特性 124
5.3.2 抗體酶的催化作用機制 125
5.3.3 抗體酶的催化反應(yīng)類型 126
5.3.4 抗體酶的制備方法 128
5.3.5 抗體酶的應(yīng)用前景 131
5.4 印跡酶 132
5.4.1 分子印跡的原理 132
5.4.2 分子印跡技術(shù)的分類 133
5.4.3 分子印跡聚合物的制備 135
5.4.4 分子印跡酶 136
思考題 137
補充讀物 137
6 生物酶工程 139
6.1 酶基因的克隆和表達(dá) 139
6.1.1 酶基因的克隆 139
6.1.2 酶的異源表達(dá) 142
6.2 酶分子的改造 144
6.2.1 酶的定點突變 144
6.2.2 酶分子定向進化 146
6.3 融合酶 152
6.3.1 融合酶簡介 153
6.3.2 融合酶的應(yīng)用 153
思考題 156
補充讀物 157
7 非水相酶催化 158
7.1 非水酶學(xué)概述 158
7.1.1 酶催化反應(yīng)的介質(zhì) 158
7.1.2 非水介質(zhì)酶催化反應(yīng)的特點 159
7.2 有機介質(zhì)中的酶促反應(yīng) 160
7.2.1 酶促反應(yīng)的有機介質(zhì)體系 160
7.2.2 有機介質(zhì)中酶促反應(yīng)的影響因素 161
7.3 有機介質(zhì)中酶的性質(zhì) 169
7.3.1 有機介質(zhì)體系中酶活性的變化 169
7.3.2 酶的穩(wěn)定性的變化 170
7.3.3 pH記憶和分子印記 170
7.3.4 底物專一性的改變 171
7.3.5 反應(yīng)平衡方向的移動 173
7.3.6 酶促動力學(xué)變化 174
7.4 氣相和超臨界介質(zhì)的酶促反應(yīng)和應(yīng)用 174
7.4.1 氣相介質(zhì)中酶促反應(yīng)的特點和應(yīng)用 174
7.4.2 超臨界介質(zhì)中酶促反應(yīng)的特點和應(yīng)用 175
思考題 177
補充讀物 177
8 酶反應(yīng)器和酶傳感器 180
8.1 酶反應(yīng)器 180
8.1.1 酶反應(yīng)器的類型與特點 180
8.1.2 酶反應(yīng)器的選型與設(shè)計 183
8.1.3 醇反應(yīng)器的操作 186
8.2 酶傳感器 188
8.2.1 生物傳感器概述 188
8.2.2 酶傳感器 190
思考題 196
補充讀物 196
9 酶及酶抑制劑的應(yīng)用 198
9.1 酶在醫(yī)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用 198
9.1.1 在分析檢測及疾病診斷方面的應(yīng)用 198
9.1.2 在疾病治療方面的應(yīng)用 201
9.1.3 在藥物生產(chǎn)方面的應(yīng)用 202
9.2 酶在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用 202
9.2.1 在農(nóng)產(chǎn)品的保鮮與加工方面的應(yīng)用 202
9.2.2 在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測方面的應(yīng)用 203
9.2.3 在飼料生產(chǎn)方面的應(yīng)用 204
9.2.4 在抗性作物新品種培育中的應(yīng)用 206
9.3 酶在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用 207
9.3.1 在食品保鮮方面的應(yīng)用 208
9.3.2 在食品加工與生產(chǎn)方面的應(yīng)用 209
9.3.3 在食品添加劑生產(chǎn)方面的應(yīng)用 213
9.3.4 在食品質(zhì)量檢測方面的應(yīng)用 214
9.4 酶在輕化工領(lǐng)域中的應(yīng)用 214
9.4.1 酶在輕化原料處理方面的應(yīng)用 214
9.4.2 酶在輕化工產(chǎn)品生產(chǎn)方面的應(yīng)用 216
9.4.3 酶在加酶日用工業(yè)產(chǎn)品方面的應(yīng)用 218
9.5 酶在環(huán)保及能源開發(fā)領(lǐng)域中的應(yīng)用 219
9.5.1 酶在環(huán)境監(jiān)測與治理方面的應(yīng)用 219
9.5.2 酶在能源開發(fā)領(lǐng)域中的應(yīng)用 220
9.5.3 在可生物降解高分子材料開發(fā)方面的應(yīng)用 221
9.6 酶在分子生物技術(shù)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用 221
9.6.1 酶在除去細(xì)胞壁方面的應(yīng)用 221
9.6.2 酶在大分子切割方面的應(yīng)用 222
9.6.3 酶在分子拼接方面的應(yīng)用 223
9.7 核酶的應(yīng)用 224
9.7.1 抗HIV感染 224
9.7.2 抗肝炎病毒感染 225
9.7.3 腫瘤治療 225
9.7.4 其他 226
9.8 醇抑制劑的應(yīng)用 226
9.8.1 酶抑制劑在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用 226
9.8.2 酶抑制劑在農(nóng)業(yè)及畜牧業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用 228
思考題 230
補充讀物 230
參考文獻(xiàn) 232
《酶工程(第二版)》:
3.4.2酶的干燥
干燥是酶的提純過程的最后一步,當(dāng)獲得純度較高的酶濃縮液后,為了利于酶的保存、運輸和使用,可以通過干燥獲得酶的粉劑等固態(tài)制劑。
干燥過程中,物料表面的溶劑首先蒸發(fā),隨后物料內(nèi)部的溶劑分子擴散到表面繼續(xù)蒸發(fā)。因此,干燥速率與蒸發(fā)面積成正比,增大蒸發(fā)面積,有利于干燥。另外在不影響物料穩(wěn)定性的前提下,可通過適當(dāng)提高干燥溫度、加快空氣流通等方式來提高干燥速率。但干燥速率不宜過快,以避免因物料表面水分迅速蒸發(fā)而粘結(jié)成殼,妨礙內(nèi)部溶劑分子向表面擴散,致使干燥效果受到影響。
常用的干燥方法有真空干燥、噴霧干燥、冷凍干燥、氣流干燥和吸附干燥等,實際應(yīng)用中注意選擇合適的干燥方式,以防止酶的變性失活。
3.4.2.1真空干燥
真空干燥是在連有真空泵的密閉干燥容器中,通過邊抽真空邊加熱,使酶液在較低的溫度條件下蒸發(fā)干燥的過程。對酶液進行真空干燥時,溫度一般要控制在60℃以下。