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目录1

第一章　微生物与酶1

第一节　微生物酶的产生和发展1

一、酶的起源、发展和特点1

二、微生物的特点3

第二节　微生物酶的生产4

一、酶的生产菌的筛选4

二、工业上常用的产酶微生物7

三、极端环境微生物和可培养微生物的新酶种8

四、微生物酶的多样性9

参考文献10

一、酶发现历史的回顾11

第一节　概述11

第二章　新酶的筛选11

二、生物催化反应对新酶筛选的挑战12

三、工作流程14

第二节　微生物酶的来源14

一、从市场供应的酶库筛选15

二、微生物培养物资源16

三、从基因克隆库筛选17

四、综合利用酶资源18

第三节　酶的筛选19

一、几个策略问题19

二、不同的筛选方法20

三、发现酶的其他途径22

一、确定筛选准则23

第四节　筛选实例：酯酶和脱氢酶23

二、选择底物24

三、备选物的分离和定性26

四、生物催化剂发现和开发的新的快速筛选技术27

参考文献28

第三章　微生物细胞和酶固定化技术30

第一节　微生物酶和细胞的固定化31

一、固定化酶和固定化细胞的定义31

二、固定化酶的制备方法31

（一）吸附法32

（二）包埋法33

（三）共价结合法35

三、固定化酶新方法38

四、多酶系统的固定化39

五、固定化细胞的制备方法40

第二节　酶的共固定化42

一、辅因子的固定化43

二、多酶系统的共固定化45

三、固定化细胞45

四、固定化酶和固定化细胞的比较46

第三节　固定化载体和方法的比较与选择47

一、固定化载体的比较与选择47

（一）有机高分子载体材料47

（二）无机载体材料49

（三）复合载体材料49

（四）其他新型载体材料50

二、固定化方法的比较与选择51

二、固定化后酶的性质变化52

第四节　固定化酶和固定化细胞的性质52

一、影响固定化酶和细胞的性质的因素52

三、固定化细胞的性质55

第五节 固定化酶和固定化细胞的形状与生物反应器56

一、各种形状的固定化生物催化剂及其性质56

二、生物反应器的类型和特点56

三、选择生物反应器的依据58

四、固定化生物催化剂的应用及发展趋势60

（一）固定化酶在制药工业上的应用60

（二）固定化酶和固定化细胞在医疗上的应用61

（三）固定化酶在食品、发酵工业中的应用61

（四）固定化细胞在环境保护中处理有机废水方面的应用62

（五）利用固定化细胞生物反应器生产能源64

（六）固定化酶在仪器分析中的应用65

参考文献66

第四章　微生物酶应用技术68

第一节　提高对映体选择性的方法68

一、蛋白质工程方法69

二、底物和培养基工程71

三、制备固定化酶72

四、溶剂系统的选择72

五、其他方法73

第二节　辅因子再生75

一、烟酰胺类辅因子的再生76

二、酶膜反应器中的辅酶和辅因子再生80

三、烟酰胺类辅因子的保留81

一、传统生物反应器82

第三节　生物反应器82

二、固定化酶反应器84

三、酶膜反应器84

（一）酶膜反应器的分类85

（二）酶膜反应器的应用86

第四节　非水介质中的生物催化反应87

一、非水相反应体系的类型88

二、非水介质中酶反应的特点88

三、非水介质中影响酶活性的因素88

四、非水介质在酶催化反应中的应用90

第五节　双水相反应体系91

一、双水相体系的特点91

二、双水相体系的分类92

三、双水相体系生物反应的影响因素94

参考文献97

第五章　微生物醇脱氢酶及其应用101

第一节　醇脱氢酶的酶学特性及类型102

一、醇脱氢酶的结构特点及分类102

二、微生物醇脱氢酶103

（一）酵母和常温细菌醇脱氢酶103

（二）古细菌和嗜热菌醇脱氢酶105

第二节　醇脱氢酶在手性合成中的应用107

一、醇脱氢酶在合成手性伯醇中的应用107

二、醇脱氢酶在合成手性仲醇中的应用107

（一）利用两种微生物合成手性仲醇108

（二）利用一种微生物合成手性仲醇111

三、醇脱氢酶在合成其他手性药性中的应用119

参考文献120

第六章　微生物脂肪酶及其应用123

第一节　概述123

第二节　脂肪酶的筛选育种及生产125

一、脂肪酶产生的培养条件优化125

二、微生物产生的脂肪酶的类型127

第三节　脂肪酶的酶学特性127

一、脂肪酶的理化特性127

二、脂肪酶的催化特性128

第四节　脂肪酶的催化机制129

一、活性中心的结构及氨基酸序列129

二、脂肪酶的底物特异性131

（一）脂肪酶抑制的动力学133

三、脂肪酶作用的抑制剂133

（二）可逆的非专一性抑制剂134

（三）可逆的专一性抑制剂136

（四）作用于活性位点的不可逆抑制剂136

第五节 非水相介质中的脂肪酶催化137

一、非水相反应特点137

二、非水相反应体系类型138

三、非水相催化的研究进展142

第六节　脂肪酶的应用143

一、在乳制品工业中的应用143

二、在石油化学工业中的应用143

三、在油脂改性中的应用144

四、在去垢剂工业中的应用145

六、在手性合成中的应用146

五、在日用化学品合成中的应用146

（一）2-芳基丙酸类药物的拆分148

（二）合成其他的手性药物中间体148

（三）合成光学活性农药148

七、脂肪酶应用新进展150

参考文献151

第七章　微生物环氧化物水解酶及其应用155

第一节　概述155

一、微生物环氧化物水解酶的特点157

二、细菌产生的环氧化物水解酶157

三、真菌产生的环氧化物水解酶160

第二节　环氧化物水解酶产生菌的筛选162

一、用于环氧化物水解酶筛选的底物162

三、酶源菌种培养和转化条件的选择164

二、环氧化物水解酶的检测方法164

第三节　环氧化物水解酶的作用机理165

一、环氧化物水解酶的作用机理165

二、环氧化物水解酶的结构特点167

第四节　环氧化物水解酶的应用167

一、细菌环氧化物水解酶168

二、真菌环氧化物水解酶171

参考文献178

第八章　微生物酶转化在中药研究中的应用182

第一节　概述182

第二节　微生物转化与中药现代化183

一、中药现代化183

二、我国中药生物技术的发展过程185

三、微生物技术在中药研究中的作用186

四、中药微生物技术研究今后发展方向187

第三节　微生物转化在中药新药研究中的作用188

一、微生物转化技术将成为提取天然活性成分的有效途径189

二、微生物转化为药物设计与结构修饰提供新工具190

三、微生物转化技术与组合化学相结合为高通量药物筛选提供捷径191

四、酶工程是促进天然药物生产的更佳技术手段之一192

第四节　肠道菌群对中药有效成分的代谢作用193

一、肠道菌群的代谢特征194

二、研究概况195

三、研究应用举例196

参考文献197

第九章　微生物酶在其他药物制造中的应用199

第一节　发酵技术在医药工业中的应用200

一、现代发酵工程的形成200

二、利用发酵技术合成的主要药物201

三、固态发酵新技术202

第二节　甾体化合物的生物合成203

一、微生物对甾体转化的位置及类型205

二、微生物转化甾体合成的重要反应206

三、甾体边链的微生物降解208

四、固定化微生物细胞在甾体转化中的应用210

五、甾体微生物转化的其他技术211

第三节　氨基酸生产212

一、氨基酸的生产方法213

二、氨基酸生产中的基因工程215

三、几种主要氨基酸的生产217

四、酶（微生物）法在手性拆分生产氨基酸上的应用220

一、抗生素的定义222

第四节　抗生素生产222

二、抗生素的结构223

三、国内外抗生素生产现状224

四、几种重要抗生素的酶法合成225

五、抗生素生产中的其他酶类227

六、应用酶工程技术生产新型抗生素227

参考文献228

第十章　微生物酶在其他领域中的应用230

第一节　酶在洗涤剂工业中的应用230

一、碱性蛋白酶233

二、碱性淀粉酶235

三、碱性纤维素酶235

第二节　酶在食品工业中的应用236

一、淀粉加工237

二、乳品工业241

三、果蔬加工242

四、酿酒工业243

五、制糖工业244

六、肉类和鱼类加工244

七、蛋品加工245

八、焙烤食品245

九、食品保藏246

第三节　酶在功能材料合成方面的应用246

一、氧化还原酶在功能高分子合成中的应用247

二、酶在可生物降解材料合成方面的应用研究251

三、其他酶在合成功能高分子材料方面的应用252

参考文献253