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應用生物催化

  • 作者:編者:辛嘉英//夏春谷|責編:張析
  • 出版社:科學
  • ISBN:9787030749895
  • 出版日期:2023/03/01
  • 裝幀:平裝
  • 頁數:352
人民幣:RMB 168 元      售價:
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內容大鋼
    本書以介紹生物催化的基本概念、理論基礎、工藝過程及其在醫藥、食品和化學工業等中的應用實例和研究進展為核心內容。由四部分知識體系構成:第一部分是生物催化的學科基礎,包括生物催化的微生物學、?學和手性化學基礎;第二部分是改善生物催化反應的方法,包括生物催化劑的分子改造、固定化和非水相生物催化;第三部分是以反應技術的開發、反應過程的優化和反應器設計為主的生物催化反應器;第四部分是生物催化的應用,主要以應用實例方式對重要的水解?、氧化還原?、轉移?、醛縮?等催化反應的原理、特點及其應用進行專論介紹。
    本書適合從事生物化工、食品、醫藥等領域相關科技人員參考使用,也可供生物化工、生物製藥、生物工程和生物技術專業高年級本科生或研究生使用。

作者介紹
編者:辛嘉英//夏春谷|責編:張析

目錄
前言
第1章  緒論
  1.1  生物催化概況
  1.2  生物催化技術的特點
  1.3  生物催化的發展史
  1.4  全球生物催化?製劑市場規模
  1.5  生物催化與可持續性
  1.6  食品工業中的生物催化及其工藝強化
    1.6.1  乳製品工業
    1.6.2  烘焙工業
    1.6.3  果蔬加工業
    1.6.4  釀酒工業
    1.6.5  油脂加工
    1.6.6  肉製品工業
    1.6.7  香精香料業
  1.7  食品生物催化製造
  1.8  生物催化的安全性評價
第2章  生物催化的微生物學基礎
  2.1  用於生物催化的主要微生物
    2.1.1  細菌
    2.1.2  放線菌
    2.1.3  黴菌
    2.1.4  酵母菌
  2.2  微生物?的篩選和菌種選育
    2.2.1  微生物菌種的分離
    2.2.2  誘變育種
  2.3  微生物?的發酵生產
    2.3.1  氧化還原?
    2.3.2  水解?
    2.3.3  裂合?
  2.4  微生物生物合成:重要天然產物的來源
    2.4.1  氨基酸
    2.4.2  嘌呤和嘧啶及其核?酸
    2.4.3  維生素
    2.4.4  有機酸
    2.4.5  乙醇及相關化合物
    2.4.6  次生代謝物
  參考文獻
第3章  生物催化的?學基礎
  3.1  ?的分類組成與結構特性
    3.1.1  ?的分子結構與化學組成
    3.1.2  ?的分類
    3.1.3  ?的空間結構及活性中心
  3.2  ?的分離純化
    3.2.1  ?的來源
    3.2.2  ?的分離
    3.2.3  ?的純化
  3.3  ?的作用機制
  3.4  ?的催化動力學
    3.4.1  ?促反應初速度

    3.4.2  米氏方程
    3.4.3  影響?促反應速率的因素
    3.4.4  激活劑和抑製劑對?促反應速率的影響
  3.5  ?活性調節
    3.5.1  ?原激活調節
    3.5.2  ?活性的別構調節
    3.5.3  ?分子的共價修飾
  3.6  ?在食品領域的應用
  參考文獻
第4章  生物催化的手性化學基礎
  4.1  光學活性與手性
    4.1.1  自然光和偏振光
    4.1.2  旋光性與比旋光度
    4.1.3  手性分子與旋光性
    4.1.4  對映異構體與非對映異構體
  4.2  構型與構象
    4.2.1  分子構型
    4.2.2  分子構象
  4.3  生物催化反應的選擇性
    4.3.1  化學選擇性
    4.3.2  區域選擇性
    4.3.3  立體選擇性
  4.4  手性化合物外消旋體的生物催化去對稱化
    4.4.1  脂肪?催化的手性化合物去對稱化
    4.4.2  氧化還原?催化的手性化合物去對稱化
    4.4.3  ?胺?催化的手性化合物去對稱化
  參考文獻
第5章  生物催化劑的分子改造
  5.1  化學修飾技術
    5.1.1  小分子修飾
    5.1.2  定點突變與化學修飾結合
    5.1.3  輔因子引入
    5.1.4  交聯技術
    5.1.5  單功能聚合物
  5.2  定點突變技術
    5.2.1  寡核?酸引物介導的定點突變
    5.2.2  PCR介導的定點突變法及其改進——大引物突變法
    5.2.3  盒式突變
  5.3  DNA改組技術
  5.4  ?的化學糖基化
    5.4.1  用於?化學糖基化修飾的分子種類
    5.4.2  常用的化學糖基化修飾
  5.5  ?的定向進化
    5.5.1  ?的分子定向進化的概念——物種進化與?定向進化
    5.5.2  ?定向進化技術的發展歷程
    5.5.3  ?定向進化的主要方法
  5.6  結合定點突變的?理性設計改善?特性的具體應用
    5.6.1  重塑活性中心提高?的底物特異性
    5.6.2  重塑活性中心改變?促反應類型
  5.7  基於DNA改組和?定向進化非理性設計改善?特性的具體應用

    5.7.1  改善?的底物特異性
    5.7.2  提高?的對映體選擇性
    5.7.3  改善?反應活性
    5.7.4  定向進化改善?穩定性
    5.7.5  改善?的溶解性和異源表達
    5.7.6  創造新的活性
    5.7.7  增加微生物?的抗性
  5.8  ?定向進化的優勢和前景
  參考文獻
第6章  生物催化劑的固定化
  6.1  傳統?固定化技術
    6.1.1  物理吸附法
    6.1.2  物理包埋法
    6.1.3  共價結合法
    6.1.4  化學交聯法
    6.1.5  不同傳統?固定化技術的優缺點
    6.1.6  傳統固定化?的載體材料
  6.2  新型?固定化技術
    6.2.1  新型固定化載體材料
    6.2.2  新型?固定化方法
  6.3  ?定向固定化技術
    6.3.1  生物?介導的定向固定化技術
    6.3.2  化學修飾介導的?定向固定化技術
    6.3.3  界面聚合微囊固定化技術
    6.3.4  基於表面展示技術的?固定化
  6.4  多?共固定化
    6.4.1  多?的非特異性共價共固定化
    6.4.2  多?的非特異性非共價共固定化
    6.4.3  多?的非共價包埋共固定化
    6.4.4  多?位點特異性共固定化
  6.5  其他新型固定化技術
    6.5.1  輻射處理
    6.5.2  等離子體處理
    6.5.3  納米技術處理
    6.5.4  超聲波處理
    6.5.5  磁處理
  參考文獻
第7章  非水相生物催化
  7.1  非水相中?學基礎及非水相機理
    7.1.1  非水相中?學基礎
    7.1.2  非水相機理
  7.2  提高非水相中?的耐受性
    7.2.1  非水溶劑對?催化的影響
    7.2.2  體系含水量對?催化的影響
    7.2.3  pH和離子強度
    7.2.4  溫度
  7.3  非水相生物催化及其特點
  7.4  非水相生物催化的影響因素
    7.4.1  反應溫度的影響
    7.4.2  非水相介質的影響

    7.4.3  底物濃度和摩爾比的影響
    7.4.4  催化劑的影響
    7.4.5  有機溶劑對?催化反應的影響
    7.4.6  非水相體系中微量水對?催化性能的影響
  7.5  生物催化反應體系的分類
    7.5.1  有機相體系
    7.5.2  超臨界流體體系
    7.5.3  離子液體體系
    7.5.4  反膠束體系
    7.5.5  全細胞體系
  7.6  物理場強化非水相生物催化
    7.6.1  超聲波強化非水相生物催化
    7.6.2  微波強化非水相生物催化
    7.6.3  磁場強化非水相生物催化
    7.6.4  熱等靜壓技術強化非水相生物催化
  參考文獻
第8章  生物催化反應器
  8.1  生物催化反應器概述
  8.2  ?反應器基本設計
    8.2.1  設計基本原理
    8.2.2  理想條件下?反應器的基本設計
  8.3  多相體系中擴散限制對生物催化反應器設計和性能的影響
  8.4  熱失活對?反應器設計和性能的影響
  8.5  脂肪?催化連續反應器的構建及操作穩定性
    8.5.1  反應器構建的流程
    8.5.2  應用——膜反應器中脂肪?動態拆分?普生甲酯
  8.6  ?反應器操作方式對拆分產物光學活性的影響
  參考文獻
第9章  蛋白?
  9.1  蛋白?的種類
  9.2  蛋白?活性檢測方法
    9.2.1  均相檢測蛋白?活性
    9.2.2  基於分離的活性檢測試驗
    9.2.3  改進型蛋白?活性的測定方法
  9.3  重要蛋白?的結構與功能
    9.3.1  絲氨酸蛋白?
    9.3.2  天冬氨酸蛋白?
    9.3.3  鹼性蛋白?
    9.3.4  風味蛋白?
  9.4  蛋白水解?催化機制
    9.4.1  蛋白?催化底物的基本機制
    9.4.2  蛋白?水解底物的特異性作用機制
    9.4.3  ?與底物的結合部位蛋白?的位點專一性
    9.4.4  ?分子表面電荷作用
  9.5  蛋白?催化蛋白質?解法合成多?
  9.6  固載化?催化合成多?
    9.6.1  溶劑對固定化?催化合成多?的影響
    9.6.2  載體與固定化方法
    9.6.3  pH及溫度
  9.7  ?催化拼接合成多?

    9.7.1  轉??
    9.7.2  連接?
    9.7.3  氧化還原?
  9.8  蛋白?在食品領域的應用進展
    9.8.1  蛋白?在食品中的作用機理
    9.8.2  蛋白?在食品工業中的應用研究
  參考文獻
第10章  青黴素?化?
  10.1  β-內?胺類抗生素簡介
    10.1.1  ?促一鍋合成法
    10.1.2  原位產物排出法
    10.1.3  反應介質體系與?促合成
    10.1.4  水兩相體系
    10.1.5  水-有機溶劑混合體系
    10.1.6  懸濁液-懸濁液體系
    10.1.7  冰凍介質
    10.1.8  ?固定化新方法與?促合成
  10.2  半合成β-內?胺類抗生素化學法與?催化法合成比較
  10.3  生物催化合成的策略
    10.3.1  生物催化
    10.3.2  生物催化的應用
    10.3.3  固定化?
    10.3.4  青黴素?化?概述
    10.3.5  青黴素?化?的固定化
    10.3.6  青黴素?化?催化合成抗生素
  10.4  青黴素?化?生物催化劑
    10.4.1  青黴素?化?的種類
    10.4.2  青黴素G和青黴素V
    10.4.3  催化反應條件
    10.4.4  青黴素?化?的催化應用
  10.5  均相和非均相水-有機介質中β-內?胺類抗生素的合成
    10.5.1  不同體系中半合成β-內?胺抗生素的研究
    10.5.2  ?促合成反應控制策略
  10.6  半合成β-內?胺類抗生素生產的生物反應器
    10.6.1  底物形式的影響
    10.6.2  催化劑形式的影響
    10.6.3  生產環境的影響
    10.6.4  產品的分離與純化
  參考文獻
第11章  氧化還原?
  11.1  氧化還原?的種類及應用
    11.1.1  L-氨基酸氧化?
    11.1.2  D-氨基酸氧化?研究進展
    11.1.3  NADPH氧化?
    11.1.4  葡萄糖氧化?
    11.1.5  醛氧化?
    11.1.6  乳酸氧化?
    11.1.7  胺氧化?
    11.1.8  多酚氧化?
  11.2  氧化還原?催化過程中的輔?連續再生和截留

    11.2.1  輔?再生方法
    11.2.2  輔?截留方法
    11.2.3  ?法再生還原煙?胺輔因子
    11.2.4  ?法再生氧化煙?胺輔因子
    11.2.5  電化學方法
  11.3  氧化還原?催化的不對稱氧化還原反應
    11.3.1  非對稱性還原反應
    11.3.2  氧化作用
    11.3.3  過氧化物?的不對稱氧化
  11.4  氧化還原?介導生物級聯催化研究進展
  參考文獻
第12章  醛縮?催化不對稱合成
  12.1  醛縮?的分類
    12.1.1  磷酸二羥基丙酮(DHAP)依賴型醛縮?
    12.1.2  二羥基丙酮(DHA)依賴型醛縮?
    12.1.3  丙酮酸(PA)和磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)依賴型醛縮?
    12.1.4  乙醛依賴型醛縮?
    12.1.5  甘氨酸依賴型醛縮?
  12.2  醛縮?的活性中心
  12.3  醛縮?的製備
    12.3.1  固態發酵法
    12.3.2  ?分子的基因改造
  12.4  醛縮?的催化性質
  12.5  醛縮?催化不對稱C—C鍵形成反應及其應用
    12.5.1  依賴丙酮酸的醛縮?
    12.5.2  依賴磷酸二羥丙酮的醛縮?
    12.5.3  依賴二羥丙酮的醛縮?
    12.5.4  依賴甘氨酸或丙氨酸的醛縮?
  參考文獻
第13章  脂肪?
  13.1  脂肪?的來源與獲得
    13.1.1  脂肪?的來源
    13.1.2  產脂肪?微生物的篩選
    13.1.3  脂肪?的發酵生產
    13.1.4  脂肪?的分離純化
  13.2  脂肪?活力的測定
    13.2.1  酸鹼滴定法
    13.2.2  分光光度法
    13.2.3  平板法
    13.2.4  光譜法
    13.2.5  色譜法
    13.2.6  基於納米金光學性質的脂肪?活性檢測方法
  13.3  脂肪?結構及催化機理
    13.3.1  脂肪?的分子量
    13.3.2  脂肪?的催化特性
    13.3.3  脂肪?的結構
    13.3.4  脂肪?催化反應機理
  13.4  脂肪?的選擇性
    13.4.1  底物選擇性
    13.4.2  區域位置選擇性

    13.4.3  立體選擇性
    13.4.4  脂肪?選擇性的分子基礎
  13.5  非水介質中脂肪?的催化反應
    13.5.1  非水反應體系
    13.5.2  水解反應
    13.5.3  酯化反應
    13.5.4  氨解反應
    13.5.5  酯交換反應
  13.6  脂肪?催化澱粉酯的合成
  13.7  脂肪?催化阿魏酸酯的合成
  13.8  脂肪?催化2-芳基丙酸類藥物手性拆分
    13.8.1  手性化合物
    13.8.2  脂肪?催化手性拆分
    13.8.3  脂肪?催化2-芳基丙酸類藥物手性拆分的主要反應類型
    13.8.4  催化2-芳基丙酸類藥物拆分反應的脂肪?
  13.9  結語
  參考文獻
第14章  糖基轉移?催化合成非天然低聚糖
  14.1  ?催化糖基化的先決條件
    14.1.1  Leloir型糖基轉移?
    14.1.2  底物供應
  14.2  半乳糖基轉移?催化糖基化
    14.2.1  α-1,3-半乳糖基轉移?
    14.2.2  α-1,4-半乳糖基轉移?
    14.2.3  β-1,3-半乳糖基轉移?
    14.2.4  β-1,4-半乳糖基轉移?
    14.2.5  乳糖基轉移?在乳品工業中的應用
  14.3  葡萄糖基轉移?催化糖基化
    14.3.1  葡萄糖基轉移?的微生物來源
    14.3.2  葡萄糖基轉移?的性質
    14.3.3  葡萄糖基轉移?的研究進展
    14.3.4  葡萄糖基轉移?在低聚異麥芽糖生產中的應用
  14.4  果糖基轉移?催化糖基化
    14.4.1  果糖基轉移?
    14.4.2  果糖基轉移?的來源與生產
    14.4.3  果糖基轉移?的性質
    14.4.4  果糖基轉移?的研究進展
  14.5  唾液酸(?)轉移?催化糖基
    14.5.1  唾液酸(?)轉移?
    14.5.2  唾液酸(?)轉移?催化糖基的分類
    14.5.3  唾液酸轉移?
    14.5.4  唾液酸(?)轉移?催化糖基的研究進展
  14.6  其他轉移?催化糖基化
    14.6.1  岩藻糖轉移?
    14.6.2  環糊精葡萄糖基轉移?
    14.6.3  低聚木糖的合成
    14.6.4  甘露低聚糖的合成
    14.6.5  其他低聚糖的合成
  14.7  結語
  參考文獻

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