酶工程(李冰峰)(第三版)

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0 绪论 001 0.1 酶工程概述 001 0.2 酶工程发展简史 002 0.2.1 酶的发现 002 0.2.2 酶工程的发展概况 004 0.3 酶工程的研究热点 005 0.3.1 极端环境及不可培养微生物中新酶的挖掘与开发 005 0.3.2 酶催化反应的介质工程 006 0.3.3 酶在手性化合物合成中的应用 006 0.3.4 酶在生物质能源及环境治理中的应用 007 1 酶的分析 008 1.1 任务书 糖基转移酶的分析 008 1.1.1 工作情景 008 1.1.2 工作目标 009 1.1.3 工作准备 009 1.2 工作实施 011 1.2.1 确定糖基转移酶催化体系的建立方法 012 1.2.2 考察影响糖基转移酶酶活力的因素 012 1.2.3 考察糖基转移酶底物特异性 015 1.2.4 糖基转移酶反应动力学测定 016 1.3 工作评价与总结 017 1.3.1 个人与小组评价 017 1.3.2 教师评价 019 1.4 知识链接 020 1.4.1 酶的组成、结构和功能 020 1.4.2 酶的催化特性及影响因素 027 1.4.3 酶反应动力学 031 练习题 036 2 酶的生产 038 2.1 任务书 产纤维素酶菌株的筛选和发酵产酶 038 2.1.1 工作情景 038 2.1.2 工作目标 038 2.1.3 工作准备 039 2.2 工作实施 041 2.2.1 产纤维素酶菌株的筛选 042 2.2.2 产纤维素酶菌株的鉴定 042 2.2.3 产纤维素酶菌株发酵产酶条件的优化 048 2.2.4 产纤维素酶菌株的保藏 050 2.3 工作评价与总结 050 2.3.1 个人与小组评价 050 2.3.2 教师评价 052 2.4 知识链接 053 2.4.1 产酶微生物的筛选 053 2.4.2 产酶菌种的活力保存 055 2.4.3 酶发酵工艺条件及控制 058 2.4.4 酶活力分析及测定 061 练习题 065 3 酶的分离纯化 067 3.1 任务书 纤维素酶的分离纯化 067 3.1.1 工作情景 067 3.1.2 工作目标 068 3.1.3 工作准备 068 3.2 工作实施 071 3.2.1 细胞破碎 071 3.2.2 盐析法分离蛋白质 072 3.2.3 离子交换层析法分离蛋白质 073 3.2.4 SDS-PAGE测定蛋白质分子量 077 3.2.5 酶的浓缩与保存 079 3.3 工作评价与总结 079 3.3.1 个人与小组评价 079 3.3.2 教师评价 081 3.4 知识链接 082 3.4.1 酶分离纯化的基本原则 082 3.4.2 酶的提取 084 3.4.3 酶的纯化原理和方法 097 3.4.4 酶的浓缩、结晶和干燥 109 3.4.5 酶的纯度检验及保存 112 练习题 116 4 酶的固定化 118 4.1 任务书 脂肪酶的固定化 118 4.1.1 工作情景 118 4.1.2 工作目标 119 4.1.3 工作准备 119 4.2 工作实施 121 4.2.1 脂肪酶的制备 121 4.2.2 脂肪酶的固定化 122 4.2.3 脂肪酶固定化条件的优化 125 4.2.4 考察固定化脂肪酶的表征 128 4.3 工作评价与总结 128 4.3.1 个人与小组评价 128 4.3.2 教师评价 130 4.4 知识链接 131 4.4.1 传统酶固定化技术 131 4.4.2 新型固定化技术和新型固定化载体 134 4.4.3 固定化酶的特性 137 4.4.4 固定化酶的应用 139 练习题 140 5 酶的分子修饰 142 5.1 任务书 谷氨酸棒杆菌的诱变 142 5.1.1 工作情景 142 5.1.2 工作目标 143 5.1.3 工作准备 143 5.2 工作实施 145 5.2.1 谷氨酸棒杆菌菌液培养基的制备 145 5.2.2 紫外线诱变和DES诱变 147 5.2.3 易错PCR突变文库建立和筛选 150 5.2.4 诱变谷氨酸棒杆菌产酶性能的验证 153 5.3 工作评价与总结 153 5.3.1 个人与小组评价 153 5.3.2 教师评价 155 5.4 知识链接 156 5.4.1 酶分子修饰的原理和条件 156 5.4.2 酶分子修饰的方法 156 5.4.3 酶的定向进化 166 5.4.4 修饰酶的性质及特点 169 练习题 171 6 酶的非水相催化 173 6.1 任务书 全细胞催化合成坡那甾酮A 173 6.1.1 工作情景 173 6.1.2 工作目标 174 6.1.3 工作准备 174 6.2 工作实施 176 6.2.1 全细胞催化体系建立 176 6.2.2 原位分离技术制备坡那甾酮A 178 6.2.3 考察两相体积比对催化效率的影响 180 6.2.4 全细胞催化制备坡那甾酮A时间曲线的测定 180 6.2.5 以连续补料生产坡那甾酮A 181 6.3 工作评价与总结 181 6.3.1 个人与小组评价 181 6.3.2 教师评价 183 6.4 知识链接 184 6.4.1 酶的非水相催化 184 6.4.2 有机介质中酶催化反应 186 6.4.3 酶非水相催化的应用 193 6.4.4 全细胞催化 196 6.4.5 非水相细胞催化 199 练习题 201 7 酶反应器 202 7.1 任务书 发酵罐生产β-呋喃果糖苷酶 202 7.1.1 工作情景 202 7.1.2 工作目标 202 7.1.3 工作准备 203 7.2 工作实施 205 7.2.1 发酵培养基的制备和发酵罐的灭菌 205 7.2.2 β-呋喃果糖苷酶发酵过程监测及数据记录 207 7.2.3 β-呋喃果糖苷酶的固定化 209 7.2.4 β-呋喃果糖苷酶反应器设计 210 7.3 工作评价与总结 212 7.3.1 个人与小组评价 212 7.3.2 教师评价 214 7.4 知识链接 215 7.4.1 发酵动力学 215 7.4.2 细胞生长动力学 215 7.4.3 产酶动力学 216 7.4.4 基质消耗动力学 217 7.4.5 酶反应器 218 练习题 225 参考文献 227 练习题答案