第1章绪论/11.1生物加工与生化工程11.2生物催化工程21.2.1生物催化工程的学科背景21.2.2生物催化工程的内涵与外延21.2.3我国生物催化发展概况51.3生物催化在手性合成中的应用81.3.1生物催化的不对称氧化还原111.3.2水解酶催化的对映选择性合成141.4工业生物催化发展动态及名家观点151.4.1生物催化的最新技术进展161.4.2生物催化的成功实例201.4.3生物催化的未来21参考文献/24第2章生物催化剂的发现/272.1概述272.1.1生物催化剂的基本概念272.1.2生物催化剂的来源与多样性272.2生物催化剂的发现和筛选282.2.1生物催化剂筛选的一般策略302.2.2建立有效和方便的筛选分析方法312.2.3生物催化剂的发现和筛选途径322.3总结与展望39参考文献/39第3章生物催化剂的改造/413.1概述413.2生物催化剂的理性设计423.2.1理性设计的工具423.2.2理性设计的目标443.2.3融合蛋白质463.2.4模拟计算的最新进展463.2.5小结与展望473.3生物催化剂的定向进化473.3.1定向进化的方法483.3.2亲本酶的选择553.3.3不同策略决定进化路径553.3.4生物催化剂的高通量筛选563.3.5小结与展望573.4理性设计与定向进化的组合应用573.4.1理性设计与定向进化的组合——半理性设计583.4.2不同进化方向采用不同策略59参考文献/60第4章酶的高通量筛选方法/634.1概述634.2氧化还原酶的高通量筛选方法644.2.1脱氢酶644.2.2氧化酶类664.2.3加氧酶684.2.4漆酶714.3转氨酶的高通量筛选方法724.3.1基于底物和产物性质的筛选方法724.3.2基于NAD(P)H再生的筛选方法734.3.3pH指示法734.4水解酶的高通量筛选方法744.4.1使用显色底物直接测定744.4.2pH 指示剂——偶合反应间接测定法744.4.3选择性的估算和测定784.5总结84参考文献/84第5章酶和细胞的固定化/905.1生物催化剂固定化技术的出现及发展905.1.1游离酶的缺陷905.1.2酶固定化技术的出现及发展905.1.3细胞固定化技术的出现及发展915.2固定化生物催化剂的命名及形式915.3固定化生物催化剂制备的原则925.4固定化酶的制备方法935.4.1非共价载体结合法935.4.2共价载体结合法955.4.3包埋法975.4.4无载体固定化法995.4.5组合固定化1005.4.6酶固定化方法的优缺点1005.5固定化酶的性质1005.5.1酶活性1015.5.2稳定性1015.5.3固定化酶最适温度的变化1025.5.4固定化酶最适pH的变化1025.5.5底物专一性1025.5.6固定化酶的优缺点1035.6细胞的固定化1035.6.1固定化细胞的特点1035.6.2细胞固定化方法1055.7固定化生物催化剂的应用1075.7.1固定化催化剂在工业生产中的应用1075.7.2固定化酶在酶传感器中的应用1105.7.3固定化酶在临床检验方面的应用110参考文献/110第6章单加氧酶/1126.1细胞色素P450单加氧酶1126.1.1细胞色素P450单加氧酶的结构分类1126.1.2细胞色素P450单加氧酶的羟化反应催化机理1146.1.3细胞色素P450单加氧酶的性质表征1146.1.4细胞色素P450单加氧酶的分子改造1166.1.5细胞色素P450单加氧酶催化的反应1176.2黄素依赖的单加氧酶1216.2.1黄素依赖型单加氧酶的分类1216.2.2黄素依赖型单加氧酶的催化机理1226.2.3黄素依赖型单加氧酶催化的反应1236.3非血红素单加氧酶1246.3.1甲烷单加氧酶1246.3.2ω羟化酶系统1256.4总结126参考文献/126第7章还原酶/1327.1生物催化还原反应1327.2羰基的不对称还原1327.2.1生物催化羰基不对称还原的机理1327.2.2辅酶的再生1347.2.3羰基还原酶的发现及改造1377.2.4生物催化羰基不对称还原反应的应用1397.3还原氨化反应1427.4羧酸的还原1437.5碳碳双键的还原1457.6总结147参考文献/147第8章脂肪酶/酯酶/1568.1脂肪酶/酯酶简介1568.2脂肪酶/酯酶的结构分类1578.2.1脂肪酶/酯酶的结构1578.2.2脂肪酶/酯酶的分类1578.3脂肪酶/酯酶的催化机理1608.4脂肪酶/酯酶的分子改造1608.5脂肪酶/酯酶的合成应用1628.5.1手性醇的合成1628.5.2手性酸的合成1638.5.3手性胺的合成1648.6脂肪酶/酯酶的典型应用案例1658.6.1普瑞巴林的合成1658.6.2地尔硫中间体的合成166参考文献/167第9章环氧水解酶/1729.1概述1729.2环氧水解酶的生理功能1729.2.1哺乳动物环氧水解酶的生理功能1739.2.2植物、昆虫、微生物环氧水解酶的生理功能1749.3环氧水解酶的结构分类及催化机理1759.3.1环氧化物的开环反应1759.3.2α/β折叠环氧水解酶的结构及催化机理1759.3.3LEH类环氧水解酶的结构及催化机理1779.3.4白三烯A4水解酶的结构及催化机理1789.4环氧水解酶的性质表征1799.4.1环氧水解酶的纯化及生化性质表征1799.4.2环氧水解酶催化反应的区域选择性1799.4.3环氧水解酶区域选择性的表征1809.5环氧水解酶生物催化剂的开发及其合成应用1819.5.1一些高选择性的环氧水解酶生产菌株1819.5.2天然来源环氧水解酶的生产1839.5.3环氧水解酶的基因克隆及重组表达1849.5.4环氧水解酶的蛋白质工程改造1859.5.5环氧水解酶应用于经典动力学拆分1879.5.6内消旋环氧化物的去对称化1919.5.7环氧水解酶催化的对映会聚水解1929.5.8非天然亲核试剂参与的环氧开环1939.6环氧水解酶反应工程1949.6.1单一水相催化1949.6.2两相催化1959.6.3膜反应器转化1959.7总结与展望196参考文献/197第10章腈水合酶和腈水解酶/20710.1概述20710.2腈水解酶简介20810.3腈水合酶简介20910.3.1Fe-型腈水合酶20910.3.2Co-型腈水合酶21110.3.3腈水合酶的水合机理21110.4具有腈水解酶或腈水合酶活性的微生物21210.5腈水解酶和腈水合酶的选择性21410.5.1化学选择性21410.5.2立体选择性21410.5.3区域选择性21410.6影响酶催化腈水解的主要因素21510.6.1诱导剂的影响21510.6.2底物和产物的抑制21510.6.3反应介质的影响21610.7腈水解酶和腈水合酶的应用21610.8氰水解酶和氰水合酶的简介22010.9在生物降解与生物修复中的应用22110.10总结222参考文献/222第11章羟腈裂解酶/23011.1羟腈裂解酶简介23011.2羟腈裂解酶的研究进展23111.2.1羟腈裂解酶的来源和筛选23111.2.2羟腈裂解酶的反应机理23111.2.3羟腈裂解酶的理性设计和定向进化23311.3羟腈裂解酶在有机合成中大规模应用的实例23511.4总结与展望237参考文献/238第12章醛缩酶/24112.1醛缩酶的催化机理与分类24112.2DHAP依赖性醛缩酶24412.2.1DHAP依赖性醛缩酶的分类与性质24412.2.2DHAP依赖性醛缩酶的合成应用24612.2.3使用不带有磷酸基团的底物作为供体的醛缩酶24812.3丙酮酸和磷酸烯醇式丙酮酸依赖性醛缩酶24812.3.1丙酮酸依赖性醛缩酶的分类和性质24812.3.2丙酮酸依赖性醛缩酶的合成应用25012.4乙醛依赖性醛缩酶25212.4.1乙醛依赖性醛缩酶的分类与性质25212.4.2乙醛依赖性醛缩酶的合成应用25312.5甘氨酸依赖性醛缩酶25312.5.1甘氨酸依赖性醛缩酶的分类25312.5.2甘氨酸依赖性醛缩酶的合成应用25412.6其他新的具有醛缩酶活性的催化剂25512.6.1非醛缩酶催化的醛缩反应25512.6.2计算机从头设计新的醛缩酶25512.7总结和展望257参考文献/258