生物催化工藝學

目  錄1 緒論1 11 生物催化的基本概念1  111 生物催化與生物催化工藝學1  112 生物催化的產生與發(fā)展3  113 生物催化研究的重要意義7 12 生物催化的主要內容8  121 生物催化的主要方式8  122 生物催化反應的特點9  123 生物催化研究的主要內容12  124 生物催化的應用12 13 生物催化發(fā)展趨勢15  131 生物催化的研究動態(tài)15  132 生物催化的發(fā)展趨勢與前景18  133 我國生物催化產業(yè)的發(fā)展策略與建議20 參考文獻23基 礎 篇2 微生物學基礎27 21 生物催化劑與微生物27  211 生物催化劑27  212 微生物是生物催化劑的寶庫27 22 微生物的形態(tài)與分類27  221 微生物的基本特點27  222 微生物的分類與命名29  223 常用的工業(yè)微生物30 23 微生物細胞的結構及功能34  231 原核生物和真核生物34  232 核糖體36  233 生物膜與蛋白質的運輸37 24 微生物的遺傳和變異38  241 遺傳變異的物質基礎38  242 遺傳信息的傳遞和基因表達41  243 微生物的變異41 25 代謝工程與微生物代謝的調控42  251 微生物代謝調控的基本特點42  252 酶活性的調控43  253 酶合成的調控46  254 微生物代謝調控的模式50  255 代謝的人工調控53  256 代謝工程55 26 微生物的生長與環(huán)境條件56  261 微生物的營養(yǎng)56  262 微生物的培養(yǎng)方法59  263 環(huán)境條件對微生物生長和代謝的影響60  264 極端環(huán)境與極端微生物61 參考文獻63
3 應用酶學基礎65 31 酶的基本概念65  311 酶是生物催化劑65  312 酶的化學本質68  313 酶的分類和命名69 32 酶的結構與功能72  321 酶蛋白的結構72  322 酶的活性中心77  323 酶催化反應機制78 33 酶動力學和抑制作用84  331 單底物酶催化反應動力學85  332 多底物酶催化反應動力學91  333 影響酶反應速率的因素93  334 酶的抑制95 34 生物催化用酶98  341 對酶的認識98  342 酶作為生物催化劑的優(yōu)點99  343 酶作為生物催化劑的缺點101 參考文獻102
4 手性化學基礎103 41 手性概念的提出103 42 手性的意義105  421 對映體的不同作用行為105  422 單一對映體手性化合物的重要意義106 43 有機分子的三維結構與手性106  431 異構體106  432 立體異構108  433 手性與光學活性112  434 手性與不對稱性115 44 構型的聯(lián)系和測定117  441 構型的聯(lián)系117  442 構型的測定119 45 對映體組成的測定122  451 比旋光度的測量122  452 對映體過量123  453 手性色譜法123  454 核磁共振光譜(NMR)法124 46 生物催化的手性化學125  461 生物催化反應的選擇性125  462 對映選擇率E126 參考文獻128
5 生物有機化學與生物催化129 51 概述129  511 生物有機化學的發(fā)展129  512 生物有機化學的主要研究方向及內容131 52 生物體內的有機化學132  521 生物有機化學中的立體效應133  522 生物體內發(fā)生的基本有機化學反應類型135 53 生物催化的有機化學反應137  531 生物催化反應與有機化學合成137  532 生物催化的水解反應138  533 生物催化的氧化還原反應140  534 生物催化的縮合反應141  535 生物催化的加成反應142  536 生物催化的鹵化和脫鹵反應143  537 生物催化的胺化反應143  538 生物催化的酯化反應144  539 生物催化的降解反應144 參考文獻145
6 生物催化劑的來源與篩選146 61 概述146  611 生物催化劑的概念146  612 生物催化劑來源與多樣性146  613 生物催化劑的尋找和發(fā)現(xiàn)149 62 微生物酶篩選的策略150  621 常規(guī)生物催化劑篩選的一般策略150  622 從極端微生物中篩選極端酶的策略156  623 未培養(yǎng)生物催化劑的發(fā)現(xiàn)策略158 63 微生物和酶的一般篩選方法159  631 從自然界發(fā)現(xiàn)產酶微生物159  632 生物催化劑的高效篩選163 64 優(yōu)良菌種選育166  641 自然選育167  642 誘變選育167 65 從生境中微生物基因組DNA篩選酶的方法171  651 從土壤和水樣中提取DNA 171  652 土壤微生物DNA文庫的構建172 參考文獻173
7 生物催化劑的修飾與改造175 71 生物催化劑的化學修飾176  711 酶蛋白修飾的目的177  712 酶蛋白修飾的方法177  713 酶蛋白修飾的局限性180 72 生物催化劑的有理設計改造181  721 生物催化劑的有理設計工具與方法181  722 有理設計應用的成功例子183  723 有理設計的局限性與展望185 73 生物催化劑的定向進化185  731 酶的定向進化的產生及定義185  732 定向進化方法188  733 定向進化應用的成功例子192  734 定向進化的發(fā)展概況196 74 目的物的檢驗方法：篩選和選擇197  741 篩選198  742 選擇199 75 生物催化劑改造的研究概況與展望200  751 生物催化劑改造的研究概況200  752 生物催化劑的組合改造201  753 生物催化劑改造的展望201 參考文獻203
8 生物催化劑的發(fā)酵生產205 81 微生物產酶菌種205  811 對產酶微生物菌種的要求205  812 常用的產酶微生物206  813 產酶菌種的保藏207  814 產酶菌種的退化208 82 產酶培養(yǎng)基209  821 微生物發(fā)酵與產酶原料210  822 培養(yǎng)基配制與滅菌213 83 種子培養(yǎng)與發(fā)酵產酶218  831 產酶發(fā)酵工藝流程218  832 產酶發(fā)酵方法218  833 種子擴大培養(yǎng)219  834 無菌操作的接種技術220 84 微生物生長與發(fā)酵產酶動力學221  841 微生物的生長繁殖規(guī)律221  842 發(fā)酵產酶的模式222  843 細胞生長動力學223  844 產酶動力學223 85 發(fā)酵條件對產酶的影響224  851 溫度224  852 pH值225  853 溶解氧(供氧)225  854 攪拌226  855 泡沫226  856 濕度226 86 發(fā)酵染菌和防治227  861 雜菌污染的途徑227  862 雜菌污染的原因及防止措施227  863 噬菌體的危害和防止措施228 87 工業(yè)用生物催化劑與酶制劑229  871 工業(yè)用生物催化劑的要求229  872 商品酶的劑型229 參考文獻230
9 酶的純化與表征231 91 酶或蛋白質的分析與檢測232  911 純度的標準232  912 酶活的測定232  913 蛋白質的測定232  914 蛋白質的化學分析234 92 酶的分離和純化235  921 分離純化概述235  922 酶的提取236  923 分離純化方法240  924 結晶253  925 選擇性變性純化254 93 酶的穩(wěn)定性254  931 純化過程中的穩(wěn)定性254  932 酶的保存255  933 酶的修飾對穩(wěn)定性的作用256 94 分離純化過程設計策略257  941 材料的選擇257  942 預處理257  943 酶性質的初步研究258  944 制定酶的純化步驟258  945 提取、分離和純化方法評價260 參考文獻260
10 非水相生物催化262 101 引言262 102 典型的生物催化介質系統(tǒng)265  1021 單一的水或緩沖溶液系統(tǒng)265  1022 水-有機溶劑單相系統(tǒng)266  1023 水-有機溶劑兩相系統(tǒng)266  1024 含有表面活性劑的乳液或微乳液系統(tǒng)267  1025 微水有機溶劑單相系統(tǒng)268  1026 超臨界流體系統(tǒng)268  1027 離子液體介質系統(tǒng)269  1028 無溶劑或少溶劑反應系統(tǒng)270 103 非水溶劑的影響及其選擇原則270  1031 非水溶劑對酶選擇性的影響271  1032 非水溶劑對酶穩(wěn)定性的影響271  1033 非水溶劑的選擇原則272 104 水活度的影響及其控制方法273  1041 酶的柔性與“必需水”273  1042 水活度與酶的活性274  1043 水活度緩沖體系275 105 添加劑對非水相生物催化反應的影響276  1051 無機鹽類添加劑276  1052 有機助溶劑277  1053 多醇類添加劑277  1054 表面活性劑277 106 非水介質中酶的活化方法279  1061 有機溶劑中酶的活力為何不如水相中高279  1062 如何提高有機相酶的催化活力281 107 非水相生物催化的主要特征283  1071 酶在有機溶劑中的催化活性283  1072 酶在有機溶劑中的穩(wěn)定性283  1073 溶劑對酶選擇性的調控作用284  1074 非水相酶催化的其他特征285 108 非水相生物催化的典型反應286  1081 酯合成反應287  1082 酰胺化反應292  1083 多肽合成反應293  1084 氧化還原反應294 參考文獻296
11 固定化生物催化劑299 111 固定化生物催化劑概述299  1111 固定化生物催化劑的定義299  1112 固定化生物催化劑的研究歷史與發(fā)展300  1113 固定化生物催化劑的優(yōu)缺點301 112 固定化生物催化劑制備方法302  1121 固定化生物催化劑的制備原則302  1122 固定化方法303  1123 各種固定化方法的優(yōu)缺點比較310 113 固定化生物催化劑的性質311  1131 固定化生物催化劑的特征參數(shù)311  1132 固定化后催化活性的變化312  1133 固定化對生物催化劑穩(wěn)定性的影響312  1134 固定化對生物催化反應動力學的影響314 114 評價固定化生物催化劑的指標及其測定317  1141 固定化生物催化劑的活力及其測定317  1142 偶聯(lián)率及相對活力的測定318  1143 固定化生物催化劑的半衰期318  1144 單位產品的生物催化劑消耗318 115 固定化生物催化劑的應用319  1151 固定化生物催化劑的應用319  1152 固定化生物催化劑應用的幾個例子319 116 固定化技術研究新進展321  1161 共固定化技術321  1162 酶的定向固定化技術322  1163 交聯(lián)酶晶體323  1164 脂質體包埋325 參考文獻326
12 生物催化反應器327 121 生物催化反應器概述327  1211 生物催化反應器的基本概念327  1212 生物反應器的特點328  1213 生物反應器的分類328  1214 生物反應器的研究內容和發(fā)展趨勢330 122 生物反應器工藝設計基礎331  1221 生物反應器設計的生物學基礎331  1222 生物反應器中的混合與傳熱332  1223 理想的生物反應器模型334 123 幾種主要的生物反應器介紹338  1231 機械攪拌式生物反應器338  1232 鼓泡式生物反應器和氣升式生物反應器347  1233 自吸式生物反應器350  1234 厭氧生物反應器350  1235 固態(tài)發(fā)酵用生物反應器353  1236 固定床、流化床生物反應器354  1237 膜生物反應器 356 124 生物反應器的設計與放大359  1241 生物反應器設計359  1242 生物反應器的放大368 參考文獻376應 用 篇13 酶法制備L-氨基酸381 131 L-氨基酸的研究應用概況381  1311 L-氨基酸的主要用途381  1312 L-氨基酸的國內外研究進展382 132 L-苯丙氨酸的酶法制備383  1321 L-苯丙氨酸的性質用途383  1322 L-苯丙氨酸的酶法制備路線383 133 苯丙酮酸轉氨酶法制備L-苯丙氨酸384  1331 苯丙酮酸的制備方法384  1332 轉氨酶的產酶發(fā)酵工藝385  1333 L-苯丙氨酸的分離提取工藝387  1334 L-苯丙氨酸的分析檢驗方法和質量標準389 134 L-丙氨酸的酶法制備389  1341 L-丙氨酸的性質與應用389  1342 L-丙氨酸的酶法制備路線390  1343 L-天冬氨酸酶法脫羧制備L-丙氨酸391  1344 L-丙氨酸的分離提取工藝402  1345 L-丙氨酸的產品質量標準和分析檢驗402 參考文獻403
14 酶法制備D-氨基酸405 141 D-氨基酸概述405  1411 D-氨基酸的性質405  1412 D-氨基酸的應用407 142 D-氨基酸的制備方法及其進展411  1421 酶催化拆分法411  1422 酶法轉化法413 143 海因酶法制備D-氨基酸415  1431 海因酶簡介415  1432 海因酶法制備D-氨基酸的工藝路線416 144 海因酶法制備D-苯丙氨酸416  1441 D-苯丙氨酸的用途416  1442 前體化合物--芐基海因的制備工藝418  1443 海因酶的發(fā)酵產酶工藝419  1444 酶法轉化工藝420  1445 D-苯丙氨酸的分離提取工藝422  1446 D-苯丙氨酸的分析檢驗和質量標準422  1447 其他D-氨基酸的酶法制備工藝423 參考文獻424
15 固定化細胞方法生產L-蘋果酸與L(+)酒石酸427 151 固定化細胞方法生產L-蘋果酸427  1511 概述427  1512 固定化細胞方法生產L-蘋果酸的技術路線431  1513 產L-蘋果酸的微生物及菌種選育431  1514 產酶發(fā)酵工藝433  1515 固定化細胞轉化工藝435  1516 L-蘋果酸的提取和精制441  1517 半成品化驗和成品檢驗443  1518 L-蘋果酸的生理功能與用途446 152 固定化細胞方法生產L(+)-酒石酸449  1521 概述449  1522 固定化細胞生產L(+)-酒石酸的技術路線452  1523 產L(+)-酒石酸的微生物及菌種選育452  1524 產酶發(fā)酵工藝454  1525 固定化細胞轉化工藝456  1526 L(+)-酒石酸的提取459  1527 半成品化驗和成品檢驗460  1528 L(+)-酒石酸的用途462 參考文獻463
16 生物催化法制備手性2-芳基丙酸466 161 2-芳基丙酸概述466  1611 2-芳基丙酸類非甾體抗炎藥466  1612 酶法拆分工藝468  1613 其他合成方法474 162 萘普生482