第一篇  基礎(chǔ)酶學(xué)
第一章　酶學(xué)與酶工程                             2
第一節(jié)  酶工程概述                              2
一、酶與酶工程                               2
二、酶工程簡(jiǎn)介                               3
第二節(jié)  酶的分類、組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和作用機(jī)制                 4
一、酶的分類                                4
二、酶的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)                           5
三、酶的作用機(jī)制                              6
第三節(jié)  酶催化劑的特點(diǎn)                           11
一、高效性                                11
二、專一性                                11
三、可調(diào)節(jié)性                               13
第四節(jié)  影響酶活性的因素                          14
一、酶活測(cè)定方式                             14
二、酶聯(lián)測(cè)定法                              15
三、酶反應(yīng)速率                              15
四、底物濃度                               16
五、酶濃度                                16
六、溫度                                 16
七、pH                                  16
第五節(jié)  酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和抑制作用                       17
一、米-曼氏模式                              17
二、Lineweaver-Burk作圖                         18
三、酶的抑制作用                             18
第六節(jié)  酶的制備                              20
一、酶的來(lái)源                               20
二、蛋白質(zhì)表達(dá)常見問(wèn)題及解決方式                     21
第七節(jié)  蛋白質(zhì)、酶和重組蛋白的分離純化                   26
一、蛋白質(zhì)純化的一般考慮                         26
二、蛋白質(zhì)的粗分離                            28
三、蛋白質(zhì)的大規(guī)模分離純化                        32
總結(jié)與展望                                 36
參考文獻(xiàn)                                  36
第二篇  實(shí)踐酶學(xué)
第二章　非水酶學(xué)                               40
第一節(jié)  概述                                40
第二節(jié)  傳統(tǒng)非水酶學(xué)中的反應(yīng)介質(zhì)                      40
一、水-有機(jī)溶劑單相系統(tǒng)                          40
二、水-有機(jī)溶劑兩相系統(tǒng)                          41
三、含有表面活性劑的乳液或微乳液系統(tǒng)                   41
四、微水有機(jī)溶劑單相系統(tǒng)                         42
五、無(wú)溶劑或微溶劑反應(yīng)系統(tǒng)                        42
六、氣相反應(yīng)介質(zhì)                             43
第三節(jié)  非水介質(zhì)中酶的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)                      43
一、非水介質(zhì)中酶的結(jié)構(gòu)                          43
二、非水介質(zhì)中的酶學(xué)性質(zhì)                         46
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               49
一、有機(jī)溶劑                               49
二、水                                  51
三、添加劑                                55
四、生物印跡                               55
五、化學(xué)修飾                               55
六、固定化酶                               56
七、反應(yīng)溫度                               57
八、pH 和離子強(qiáng)度                            57
第五節(jié)  非水介質(zhì)中酶催化的應(yīng)用                       57
一、酯的合成                               57
二、肽的合成                               59
三、高分子的合成與改性                          60
四、光學(xué)活性化合物的制備                         63
第六節(jié)  非水酶學(xué)的最新研究技術(shù)                       64
一、非水酶學(xué)中的新型反應(yīng)介質(zhì)                       64
二、非水酶學(xué)中的新技術(shù)                          76
三、尋找和改造耐有機(jī)溶劑的酶                       83
總結(jié)與展望                                 85
參考文獻(xiàn)                                  85
第三章　酶的化學(xué)修飾                             91
第一節(jié)  化學(xué)修飾的方法學(xué)                          91
一、修飾反應(yīng)專一性的控制                         91
二、修飾程度和修飾部位的測(cè)定                       93
三、化學(xué)修飾結(jié)果                             94
第二節(jié)  酶蛋白側(cè)鏈的修飾                          95
一、羧基的化學(xué)修飾                            95
二、氨基的化學(xué)修飾                            95
三、精氨酸胍基的修飾                           96
四、巰基的化學(xué)修飾                            96
五、組氨酸咪唑基的修飾                          97
六、色氨酸吲哚基的修飾                          98
七、酪氨酸殘基和脂肪族羥基的修飾                     98
八、甲硫氨酸甲硫基的修飾                         99
第三節(jié)　酶的親和修飾                            99
一、親和標(biāo)記                               100
二、外生親和試劑與光親和標(biāo)記                       100
第四節(jié)　酶化學(xué)修飾的應(yīng)用                          101
一、化學(xué)修飾在酶的結(jié)構(gòu)與功能研究中的應(yīng)用                 101
二、化學(xué)修飾酶在醫(yī)藥和生物技術(shù)中的應(yīng)用                  103
三、酶化學(xué)修飾的局限性                          113
第五節(jié)　酶化學(xué)修飾的研究進(jìn)展                        114
一、非特異性的化學(xué)修飾                          114
二、位點(diǎn)專一性的化學(xué)修飾                         115
三、結(jié)合定點(diǎn)突變和化學(xué)修飾的位點(diǎn)選擇性化學(xué)修飾              115
總結(jié)與展望                                 115
參考文獻(xiàn)                                  116
第四章　人工酶                               118
第一節(jié)　引言                                118
第二節(jié)　人工酶概述                             119
一、人工酶的概念                             119
二、人工酶的理論基礎(chǔ)                           119
第三節(jié)　合成酶                               120
一、主-客體酶模型                            121
二、肽酶                                 127
三、半合成酶                               128
四、聚合物人工酶                             132
五、智能人工酶                              134
第四節(jié)　印跡酶                               137
一、分子印跡技術(shù)概述                           137
二、分子印跡酶                              142
三、生物印跡酶                              144
第五節(jié)　人工酶研究進(jìn)展                           146
總結(jié)與展望                                 147
參考文獻(xiàn)                                  148
第五章　納米酶                               151
第一節(jié)　概述                                151
一、納米酶的概念                             151
二、納米酶的理論基礎(chǔ)                           151
三、納米酶的應(yīng)用領(lǐng)域                           154
第二節(jié)　用于納米酶的納米材料                        154
一、金屬納米材料                             155
二、磁性納米材料                             155
三、碳基納米材料                             156
四、其他納米材料                             158
第三節(jié)　影響納米酶催化的因素以及調(diào)控策略                  160
一、納米材料的尺寸                            160
二、納米材料的形貌                            161
三、表面包覆和修飾                            162
四、活化和抑制                              163
五、其他因素                               163
第四節(jié)　納米酶的應(yīng)用進(jìn)展                          164
一、H2O2檢測(cè)                              164
二、葡萄糖檢測(cè)                              165
三、DNA 檢測(cè)                              165
四、生物傳感器                              166
五、免疫分析                               166
第五節(jié)　納米酶研究進(jìn)展                           167
總結(jié)與展望                                 169
參考文獻(xiàn)                                  169
第六章　酶非專一性催化                           173
一、酶非專一性簡(jiǎn)介                            173
二、酶反應(yīng)條件非專一性                          173
三、酶的底物非專一性                           175
四、酶催化非專一性                            176
五、酶催化非專一性的應(yīng)用實(shí)例                       177
總結(jié)與展望                                 195
參考文獻(xiàn)                                  195
第七章　酶穩(wěn)定化與固定化                          198
第一節(jié)　酶蛋白的穩(wěn)定性及其變性機(jī)制                     198
一、酶蛋白穩(wěn)定性的分子原因                        198
二、測(cè)定蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的方法                        199
三、蛋白質(zhì)不可逆失活的原因和機(jī)制                     201
第二節(jié)　酶蛋白質(zhì)的穩(wěn)定化                          205
一、固定化                                206
二、非共價(jià)修飾                              208
三、化學(xué)修飾                               210
四、蛋白質(zhì)工程                              212
第三節(jié)　酶的固定化                             214
一、固定化酶的定義                            214
二、固定化酶的制備原則                          215
三、酶的固定化方法                            215
四、輔因子的固定化                            223
五、固定化酶的性質(zhì)變化                          229
六、影響固定化酶性質(zhì)的因素                        231
第四節(jié)　酶穩(wěn)定化與固定化的研究進(jìn)展                     234
一、生物化學(xué)及分子生物學(xué)基礎(chǔ)研究                     234
二、生物傳感器                              236
三、親和分離系統(tǒng)                             238
四、納米材料                               241
五、其他技術(shù)與方法的應(yīng)用                         242
總結(jié)與展望                                 247
參考文獻(xiàn)                                  248
第八章　抗體酶                               253
第一節(jié)　引言                                253
第二節(jié)　抗體酶概述                             253
第三節(jié)　抗體酶的制備方法                          255
一、穩(wěn)定過(guò)渡態(tài)法                             255
二、抗體與半抗原互補(bǔ)法                          255
三、熵阱法                                256
四、多底物類似物法                            257
五、抗體結(jié)合部位修飾法                          257
六、蛋白質(zhì)工程法                             258
七、抗體庫(kù)法                               258
第四節(jié)　抗體酶活性部位修飾                         259
一、定點(diǎn)突變                               259
二、化學(xué)修飾法                              260
第五節(jié)　抗體酶的結(jié)構(gòu)                            260
第六節(jié)　抗體酶的應(yīng)用                            263
一、抗體酶在有機(jī)合成中的應(yīng)用                       263
二、闡明化學(xué)反應(yīng)機(jī)制                           263
三、抗體酶在天然產(chǎn)物合成中的應(yīng)用                     263
四、抗體酶在新藥開發(fā)中的應(yīng)用                       264
第七節(jié)　抗體酶研究進(jìn)展                           265
一、半抗原設(shè)計(jì)                              265
二、抗體酶的化學(xué)篩選                           266
三、抗體酶催化的化學(xué)轉(zhuǎn)化                         268
四、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)抗體酶                         271
五、與興奮劑相關(guān)的抗體酶制備                       271
六、化學(xué)程序化的抗體酶                          271
七、抗體酶在癌癥治療中的應(yīng)用                       273
總結(jié)與展望                                 276
參考文獻(xiàn)                                  277
第九章　核酸酶                               280
第一節(jié)　核酶                                280
一、自身剪切類核酶                            280
二、自身剪接類核酶                            284
三、核開關(guān)核酶                              284
第二節(jié)　脫氧核酶                              286
一、分裂RNA 的脫氧核酶                         287
二、分裂DNA 的脫氧核酶                         288
三、具有激酶活性的脫氧核酶                        289
第三節(jié)　核酸酶的篩選與進(jìn)化                         290
一、技術(shù)和歷史                              290
二、適體的選擇                              292
第四節(jié)　核酸酶的應(yīng)用研究進(jìn)展                        294
一、核酸酶在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用                         294
二、核酸酶與生物傳感器                          295
三、核酸酶在其他方面的應(yīng)用                        296
總結(jié)與展望                                 296
參考文獻(xiàn)                                  296
第十章　進(jìn)化酶                               298
第一節(jié)　引言                                298
第二節(jié)　酶的合理設(shè)計(jì)                            298
一、定點(diǎn)突變                               299
二、模塊組裝                               299
第三節(jié)　酶的定向進(jìn)化                            300
一、基本策略                               301
二、多樣化的基本方法                           303
三、多樣性文庫(kù)的構(gòu)建                           308
四、文庫(kù)選擇或篩選                            309
第四節(jié)　自然界中蛋白質(zhì)進(jìn)化機(jī)制                       311
一、基因復(fù)制                               311
二、串聯(lián)復(fù)制                               312
三、環(huán)狀變換                               312
四、寡聚化                                313
五、基因融合                               313
六、結(jié)構(gòu)域募集                              313
七、外顯子改組                              313
第五節(jié)　環(huán)境庫(kù)和噬菌體展示庫(kù)的構(gòu)建                     314
一、環(huán)境庫(kù)(宏基因組文庫(kù))的構(gòu)建                     314
二、噬菌體展示庫(kù)的構(gòu)建                          316
第六節(jié)　環(huán)境庫(kù)和噬菌體展示庫(kù)的篩選                     318
一、環(huán)境庫(kù)的篩選                             318
二、噬菌體展示庫(kù)的選擇                          319
第七節(jié)　酶定向進(jìn)化的應(yīng)用                          320
一、提高酶分子的催化活力                         320
二、創(chuàng)造新的酶活性(功能)                        320
三、提高酶分子的穩(wěn)定性                          321
四、適應(yīng)特定的催化系統(tǒng)或環(huán)境                       321
五、提高底物專一性或拓寬特異性底物范圍                  322
六、改變對(duì)映體選擇性                           322
總結(jié)與展望                                 322
參考文獻(xiàn)                                  323
第三篇  應(yīng)用酶學(xué)
第十一章　酶制劑的應(yīng)用                           330
第一節(jié)　概論                                330
一、酶制劑的市場(chǎng)和發(fā)展歷史                        330
二、酶制劑的來(lái)源及特點(diǎn)                          332
第二節(jié)　酶在食品加工方面的應(yīng)用                       334
一、制糖工業(yè)                               335
二、啤酒發(fā)酵                               338
三、蛋白制品加工                             339
四、水果加工                               339
五、酶改善食品的品質(zhì)、風(fēng)味和顏色                     340
六、乳品工業(yè)                               341
七、肉類和魚類加工                            342
八、蛋品加工                               342
九、面包烘焙與食品制造                          343
十、食品保藏                               343
十一、其他                                344
第三節(jié)　酶在輕工方面的應(yīng)用                         344
一、原料處理                               345
二、輕工產(chǎn)品方面的應(yīng)用                          346
三、加酶增加產(chǎn)品的使用效果                        350
第四節(jié)　酶在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用                          352
一、疾病診斷                               352
二、疾病治療                               354
三、藥物生產(chǎn)                               358
四、生物醫(yī)學(xué)工程                             361
第五節(jié)　在分析檢測(cè)方面的應(yīng)用                        363
一、單酶反應(yīng)檢測(cè)                             364
二、多酶偶聯(lián)反應(yīng)檢測(cè)                           364
三、酶聯(lián)免疫反應(yīng)檢測(cè)                           365
第六節(jié)??酶在能源開發(fā)方面的應(yīng)用                       366
一、乙醇生產(chǎn)                               366
二、生物柴油                               368
三、氫氣                                 370
四、生物電池                               371
五、沼氣的生產(chǎn)                              372
第七節(jié)　酶在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用                       372
一、水凈化                                373
二、石油和工業(yè)廢油                            374
三、白色污染                               375
四、環(huán)境監(jiān)測(cè)                               376
第八節(jié)　極端酶的應(yīng)用                            376
一、極端微生物與極端酶                          377
二、嗜熱酶的應(yīng)用                             378
三、嗜冷酶的應(yīng)用                             379
四、嗜鹽酶的應(yīng)用                             379
五、嗜堿酶的應(yīng)用                             380
六、嗜酸酶的應(yīng)用                             380
七、其他嗜極酶的應(yīng)用                           381
總結(jié)與展望                                 381
參考文獻(xiàn)                                  381