●1緒論1
1.1酶與生命1
1.2酶工程5
2酶工程基礎7
2.1酶的分類和命名7
2.1.1國際繫統分類法7
2.1.2國際繫統命名法14
2.1.3習慣名或常用名14
2.2酶的化學本質、來源和生產14
2.2.1酶的組成和化學本質14
2.2.2輔助因子和輔酶15
2.2.3酶的結構15
2.2.4酶的活性中心16
2.2.5單體酶、寡聚酶、多酶復合體和多酶融合體17
2.2.6酶的來源和生產21
2.3酶催化原理31
2.3.1酶催化反應的特點31
2.3.2酶催化作用的機制35
2.4酶催化反應動力學42
2.4.1簡單酶催化反應動力學43
2.4.2多底物酶催化反應動力學51
2.4.3酶催化反應的抑制動力學54
3酶的固定化和固定化酶反應動力學66
3.1酶的固定化66
3.1.1固定化酶的定義66
3.1.2固定化酶的制備方法67
3.2輔酶的固定化75
3.2.1輔基的固定化75
3.2.2輔酶的固定化76
3.2.3輔酶的再生77
3.3固定化酶催化反應動力學78
3.3.1固定化對酶活性及酶反應繫統的影響78
3.3.2固定化酶反應動力學81
4酶反應器的設計和放大92
4.1酶反應器92
4.1.1攪拌罐式反應器92
4.1.2填充床式反應器93
4.1.3流化床反應器94
4.1.4鼓泡式反應器94
4.1.5膜反應器94
4.1.6噴射式反應器95
4.2酶反應器的選擇95
4.2.1根據酶的應用形式選擇反應器96
4.2.2根據酶反應動力學性質選擇反應器96
4.2.3根據底物酶反應動力學性質選擇反應器97
4.3酶反應器的設計97
4.4酶反應器的放大100
4.4.1經驗放大法100
4.4.2其它放大101
4.5酶反應器的操作103
5酶的分子修飾和改造106
5.1酶的化學修飾106
5.1.1酶的化學修飾的基本原理106
5.1.2酶的化學修飾方法學107
5.2酶蛋白分子側鏈的修飾108
5.2.1羧基的化學修飾108
5.2.2氨基的化學修飾109
5.2.3胍基的化學修飾110
5.2.4巯基的化學修飾110
5.2.5組氨酸咪唑基的修飾112
5.2.6色氨酸吲哚基的修飾112
5.2.7酪氨酸殘基和脂肪族羥基的修飾113
5.2.8甲硫氨酸甲硫基的修飾113
5.3酶的表面化學修飾114
5.3.1有機大分子對酶的化學修飾114
5.3.2小分子物質對酶的化學修飾121
5.3.3修飾劑對酶修飾的影響122
5.4酶蛋白分子的親和修飾123
5.4.1親和標記123
5.4.2外生親和試劑與光親和標記124
5.5酶的化學交聯125
5.6修飾酶的性質及特點126
5.7酶的生物法改造130
5.7.1酶分子定向進化的基本原理130
5.7.2酶分子定向進化的基本策略131
5.7.3酶分子定向進化的應用和展望133
6核酶與脫氧核酶134
6.1核酶的催化類型135
6.1.1Ⅰ型內含子的自我剪接135
6.1.2異體催化剪切型136
6.1.3自體催化剪切型137
6.2天然核酶137
6.2.1錘頭形核酶137
6.2.2發夾形核酶138
6.2.3蛋白質-RNA復合酶139
6.2.4組Ⅰ內含子和組Ⅱ內含子140
6.3脫氧核酶141
6.3.110-23脫氧核酶141
6.3.28-17脫氧核酶141
6.3.3手槍形脫氧核酶142
6.3.4“二分”型結構脫氧核酶142
6.3.5環狀結構脫氧核酶142
6.4核酶或脫氧核酶的應用143
7抗體酶145
7.1抗體的結構145
7.2抗體酶的設計146
7.2.1以過渡態類似物免疫為基礎的抗體酶設計146
7.2.2工程抗體催化147
7.3抗體酶的篩選和選擇147
7.4抗體酶的制備方法149
7.4.1拷貝法149
7.4.2引入法150
7.4.3誘導法150
7.4.4抗體與半抗原互補法151
7.4.5熵阱法151
7.4.6多底物類似物法152
7.4.7抗體庫法152
7.5抗體酶催化的反應153
7.6抗體酶的應用和發展前景156
7.6.1抗體酶用於闡明化學反應機制156
7.6.2抗體酶在有機合成中的應用156
7.6.3抗體在疾病治療過程中的應用158
8模擬酶161
8.1模擬酶的分類161
8.1.1主客體酶模型161
8.1.2膠束模擬酶162
8.1.3肽酶163
8.1.4半合成酶163
8.2印跡酶164
8.2.1分子印跡原理164
8.2.2分子印跡聚合物的制備方法166
8.2.3分子印跡酶168
8.3環糊精模擬酶171
8.3.1環糊精的結構171
8.3.2α-胰凝乳蛋白酶的模擬173
8.3.3核糖核酸酶的模擬173
8.3.4轉氨酶的模擬174
8.4冠醚化合物的模擬酶174
8.4.1水解酶的模擬174
8.4.2肽合成酶的模擬175
8.5超氧化物歧化酶的模擬175
8.5.1Cu，Zn-SOD活性中心的模擬175
8.5.2SOD的功能模擬176
8.6模擬酶研究進展176
9非水介質中的酶催化反應178
9.1非水介質反應體繫178
9.2酶在非水介質中的性質180
9.2.1熱穩定性180
9.2.2底物專一性181
9.2.3對映體選擇性182
9.2.4區域選擇性182
9.2.5化學鍵選擇性182
9.2.6pH記憶182
9.3非水介質反應體繫中有機溶劑對酶催化反應的影響183
9.3.1有機溶劑對酶的結合水的影響183
9.3.2有機溶劑對酶結構的影響184
9.3.3有機溶劑對底物和產物的影響184
9.3.4有機溶劑對酶選擇性的影響184
9.4水對非水介質中酶催化的影響185
9.4.1必需水185
9.4.2水對酶催化反應速度的影響186
9.4.3水活度188
9.4.4水對酶活性的影響190
9.5非水介質中的酶催化反應類型191
9.5.1C-O鍵的形成191
9.5.2C-N鍵的反應192
9.5.3C-C鍵的形成193
9.5.4還原反應193
9.5.5氧化反應194
9.5.6異構化反應194
9.5.7C-X的反應194
9.6非水介質酶催化的應用195
9.6.1光學活性化合物的制備195
9.6.2旋光性聚合物的合成196
10應用酶工程199
10.1澱粉酶200
10.1.1α-澱粉酶200
10.1.2β-澱粉酶200
10.1.3葡萄糖澱粉酶202
10.1.4異澱粉酶202
10.2蛋白酶204
10.3脂肪酶206
10.4青霉素酰化酶與半合成抗生素207
10.5澱粉酶、葡萄糖異構酶與果葡糖漿的生產210
10.6酶法生產L-氨基酸212
10.6.1DL-氨基酸的酶法拆分212
10.6.2酶法合成L-天鼕氨酸213
10.6.3酶法生產L-丙氨酸213
10.7酶法生產有機酸213
10.7.1酶法合成L-蘋果酸213
10.7.2酶法合成L-酒石酸214
10.7.3酶法合成長鏈二羧酸214
10.7.4用酶水解腈生產相應有機酸214
10.8手性化合物的酶法合成和拆分215
10.8.1手性化合物的酶法合成216
10.8.2手性化合物的酶法拆分221
10.9酶與生物傳感器225
10.10酶在物質分析檢測方面的應用227
10.10.1單酶反應分析227
10.10.2多酶偶聯反應分析228
10.10.3酶標免疫分析228
10.11用於疾病診斷和治療的酶231
10.11.1用於疾病診斷的酶231
10.11.2用於疾病治療的酶232
10.12靶酶及酶標藥物233
11酶工程發展展望234
11.1新酶的發現234
11.2天然酶的改造235
11.3仿生酶的研究236
11.4酶應用範圍的擴大237
11.5新應用領域中酶催化動力學的研究238
參考文獻239

本書在編排上結合酶工程的特點，力求反映近年來酶工程領域內涉及的新理論和新進展，繫統地介紹了酶的分類和命名、酶的來源和生產、酶催化原理、酶催化反應動力學等酶工程基礎知識，闡述了酶的固定化技術和應用、酶的化學修飾和生物改造的原理和應用、酶工程的新進展，著重介紹了核酶、抗體酶、模擬酶以及非水介質中的酶催化反應，最後介紹了酶工程的應用。本書可作為高等院校生物工程、發酵工程、食品科學和工程、生命科學、生物技術、制藥工程等專業的教材使用，也可作為與生物工程有關的科研、設計和工廠的工程技術人員參考用書。