生物催化氨基酸衍生化的關(guān)鍵技術(shù)

第1章 緒 論 
第1節(jié) 生物催化工程
一、 生物催化工程的發(fā)展歷程
二、 生物催化工程的優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)
三、 生物催化工程的內(nèi)涵與外延
第二節(jié) 生物催化工程常用軟件與數(shù)據(jù)庫 
一、 基因、 蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫模塊
二、 質(zhì)粒/ 蛋白分析、 引物設(shè)計(jì)、 序列比對(duì)模塊
三、 化合物、 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析及分子對(duì)接模塊
四、 分子動(dòng)力學(xué)、 量子力學(xué)模塊
五、 數(shù)據(jù)處理及圖形繪制模塊 
第三節(jié) 生物催化在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用 
一、 生物催化在醫(yī)藥工業(yè)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)
二、 生物催化在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例 
第四節(jié) 氨基酸及其衍生化 
一、 氨基酸概述 
二、 氨基酸產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 
三、 氨基酸產(chǎn)業(yè)發(fā)展觀念和應(yīng)用觀念轉(zhuǎn)變
四、 氨基酸酶法衍生化的研究進(jìn)展 
參考文獻(xiàn) 
第二章 生物催化劑的理性設(shè)計(jì)與定向進(jìn)化
第1節(jié) 生物催化劑的挖掘與篩選
一、 生物催化劑篩選的一般策略 
二、 從實(shí)體庫中篩選生物催化劑 
三、 從數(shù)據(jù)庫中挖掘和篩選生物催化劑
第二節(jié) 生物催化劑結(jié)構(gòu)解析策略
一、 利用 X 射線晶體衍射技術(shù)解析生物催化劑結(jié)構(gòu) 
二、 核磁共振波譜法解析生物催化劑的結(jié)構(gòu) 
三、 生物催化劑結(jié)構(gòu)研究的其他方法 
第三節(jié) 酶催化機(jī)理解析的計(jì)算方法 
一、 酶催化反應(yīng)的中間復(fù)合物學(xué)說和過渡態(tài)理論
二、 密度泛函理論 
三、 量子力學(xué)和分子力學(xué)計(jì)算 
第四節(jié) 生物催化劑的定向進(jìn)化技術(shù) 
一、 非理性設(shè)計(jì) 
二、 半理性設(shè)計(jì) 
三、 理性設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn) 
第三章 人工酶的構(gòu)建與應(yīng)用 
第1節(jié) 人工酶的研究進(jìn)展
一、 人工酶和蛋白質(zhì)工程 
二、 人工酶的學(xué)科內(nèi)涵 
第二節(jié) 人工酶的兩大核心挑戰(zhàn) 
一、 設(shè)計(jì)效率更接近自然系統(tǒng)的高活性酶 
二、 擴(kuò)大人工酶可催化的化學(xué)反應(yīng)范圍 
第三節(jié) 人工酶的設(shè)計(jì)與構(gòu)建方法 
一、 引入金屬輔因子 
二、 引入非經(jīng)典氨基酸 
三、 人工光酶的設(shè)計(jì)與構(gòu)建 
四、 基于關(guān)鍵過渡態(tài)的計(jì)算設(shè)計(jì) 
參考文獻(xiàn)
第四章 多酶級(jí)聯(lián)催化工程 
第1節(jié) 多酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)的概念和類型
一、 多酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)的概念 
二、 多酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)的類型 
第二節(jié) 多酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建 
一、 多酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)的設(shè)計(jì)原則 
二、 多酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建方法 
三、 輔因子循環(huán)體系的設(shè)計(jì)和構(gòu)建 
第三節(jié) 提升多酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)效率的方法
一、 底物適配性優(yōu)化
二、 反應(yīng)協(xié)同性優(yōu)化
三、 環(huán)境兼容性優(yōu)化
第四節(jié) 多酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)的應(yīng)用
一、 C—H 鍵功?化形成 C—X 鍵
二、 大宗化學(xué)品高值化
參考文獻(xiàn)
第五章 生物催化氨基酸氨基的衍生化技術(shù) 
第1節(jié) 轉(zhuǎn)化 α-氨基為羰基合成 α-酮酸
一、 概述 
二、 L-氨基酸脫氨酶轉(zhuǎn)化 L-亮氨酸/ L-異亮氨酸生產(chǎn)酮亮氨酸/酮異亮氨酸
三、 L-氨基酸脫氨酶轉(zhuǎn)化 L-纈氨酸生產(chǎn) α-酮纈氨酸
四、 L-氨基酸脫氨酶轉(zhuǎn)化 L-苯丙氨酸生產(chǎn) α-苯丙酮酸
五、 甘氨酸氧化酶轉(zhuǎn)化甘氨酸生產(chǎn)乙醛酸
六、 L-谷氨酸氧化酶轉(zhuǎn)化 L-谷氨酸生產(chǎn) α-酮戊二酸
第二節(jié) 轉(zhuǎn)化 (S)-氨基為 (R)-氨基合成 D-氨基酸
一、 概述
二、 三酶級(jí)聯(lián)轉(zhuǎn)化生產(chǎn) D-苯丙氨酸 
三、 四酶級(jí)聯(lián)轉(zhuǎn)化 L-酪氨酸生產(chǎn) D-對(duì)羥基苯甘氨酸
第三節(jié) 轉(zhuǎn)化 α-氨基為羥基合成 α-羥基酸
一、 概述
二、 多酶級(jí)聯(lián)轉(zhuǎn)化 L-甲硫氨酸生產(chǎn)羥基甲硫氨酸 
第四節(jié) 轉(zhuǎn)化 α-氨基為 β-氨基合成 β-氨基酸
一、 概述
二、 雙酶級(jí)聯(lián)轉(zhuǎn)化富馬酸生產(chǎn) β-丙氨酸 
參考文獻(xiàn)
第六章 生物催化氨基酸 α-羧基的衍生化技術(shù)
第1節(jié) α-羧基酯化合成氨基酸酯 
一、 概述
二、 固定化胰蛋白酶提高 N-苯甲酰-DL-精氨酸酯的合成能力
第二節(jié) α-羧基酯化合成多肽
一、 概述
二、 不同酯基對(duì)丙氨酸單體聚合的影響
三、 不同甘氨酰單體酯基對(duì)合成的影響
四、 不同單體酯基對(duì)共聚的影響
五、 丙氨酸-甘氨酸共聚物 Poly (Ala-co-Gly) 的表征 
第三節(jié) α-羧基消除生成伯胺
一、 概述
二、 精氨酸脫羧酶制備胍基丁胺
三、 胍基丁胺的大規(guī)模制備
參考文獻(xiàn)
第七章 生物催化氨基酸側(cè)鏈的衍生化技術(shù) 
第1節(jié) 概述
一、 側(cè)鏈羥基化
二、 側(cè)鏈脫羥基化
三、 側(cè)鏈水解
四、 側(cè)鏈酰基化
五、 C—C 加成 
第二節(jié) 色氨酸側(cè)鏈羥基化合成 5-羥色氨酸 
一、 概述
二、 大腸桿菌中原核苯丙氨酸-4-羥化酶 (P4H) 的生物勘探和重建
第三節(jié) 側(cè)鏈脫羥基化生成非蛋白氨基酸
一、 概述
二、 蘇氨酸側(cè)鏈脫羥基化生成 L-2-氨基丁酸 
第四節(jié) 側(cè)鏈水解生成非蛋白氨基酸
一、 概述
二、 精氨酸側(cè)鏈胍基水解制備 L-鳥氨酸和 L-瓜氨酸 
第五節(jié) 氨基酸側(cè)鏈的酰基化
一、 概述
二、 磷脂酶 D 催化絲氨酸生產(chǎn)磷脂酰絲氨酸 
第六節(jié) C—C 加成反應(yīng)生成非蛋白氨基酸 
一、 L-絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶催化 Cα 加成反應(yīng)合成 α-二烷基-α-氨基酸
二、 蘇氨酸醛縮酶 Cβ-立體選擇性的分子改造 
參考文獻(xiàn)
第八章 生物催化氨基酸多基團(tuán)的衍生化技術(shù) 
第1節(jié) 轉(zhuǎn)化氨基酸合成肽類
一、 概述
二、 L-氨基酸連接酶合成多種功能肽 
三、 重組 α-氨基酸酯酰基轉(zhuǎn)移酶生產(chǎn)丙氨酰谷氨酰胺 
第二節(jié) 轉(zhuǎn)化氨基酸為 1,2-二醇 
一、 概述
二、 化學(xué)-生物催化法轉(zhuǎn)化 L-α-氨基酸為 (R)-和 (S)-鄰位 1,2-二醇 
第三節(jié) 轉(zhuǎn)化 Cn 氨基酸為 Cn-1 化合物 
一、 概述
二、 L-苯丙氨酸級(jí)聯(lián)生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)天然 2-苯乙醇 
參考文獻(xiàn)
第九章 多酶級(jí)聯(lián)催化氨基酸衍生化的關(guān)鍵技術(shù) 
第1節(jié) 多酶級(jí)聯(lián)轉(zhuǎn)化甘氨酸生產(chǎn) α-功能化有機(jī)酸 
一、 概述
二、 手性基團(tuán)重置級(jí)聯(lián)反應(yīng)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建
三、 改造 CgTD 提高基礎(chǔ)模塊催化效率 
四、 模塊組裝合成非天然 α-功能化有機(jī)酸 
五、 10 種 α-功能化有機(jī)酸的合成驗(yàn)證 
第二節(jié) 多酶級(jí)聯(lián)生產(chǎn)苯丙酸類化合物
一、 概述
二、 氨基變換級(jí)聯(lián)反應(yīng)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建
三、 模塊組裝合成苯丙酸類化合物
第三節(jié) 多酶級(jí)聯(lián)轉(zhuǎn)化 L-賴氨酸生產(chǎn)戊二酸 
一、 概述
二、 戊二酸合成級(jí)聯(lián)路徑的設(shè)計(jì)與構(gòu)建
三、 戊二酸上游合成路徑的重構(gòu)與優(yōu)化
四、 戊二酸下游合成路徑的重構(gòu)與優(yōu)化
五、 戊二酸合成級(jí)聯(lián)路徑的組裝與應(yīng)用
第四節(jié) 多酶級(jí)聯(lián)轉(zhuǎn)化 L-酪氨酸生產(chǎn)酪醇 
一、 概述
二、 級(jí)聯(lián)反應(yīng)生產(chǎn)酪醇的路徑設(shè)計(jì)和構(gòu)建
三、 多酶級(jí)聯(lián)生產(chǎn)酪醇路徑的組裝和優(yōu)化
四、 全細(xì)胞轉(zhuǎn)化 L-酪氨酸生產(chǎn)酪醇的體系優(yōu)化 
五、 發(fā)酵罐中生物轉(zhuǎn)化法合成酪醇
參考文獻(xiàn)