Class 1 Oxidoreductases VII pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Springer Verlag

作者:Schomburg, Dietmar (EDT)/ Schomburg, Ida (EDT)

出品人:

页数:418

译者:

出版时间:

价格:329

装帧:HRD

isbn号码:9783540238485

丛书系列:

图书标签:

• Oxidoreductases
• Enzymes
• Biochemistry
• Molecular Biology
• Catalysis
• Biological Chemistry
• Enzyme Classification
• Class 1 Enzymes
• Oxidation-Reduction Reactions
• Metabolic Pathways

《酶学前沿：结构、调控与应用》 导言：酶的分子世界与生物催化 本书深入探索了酶学的核心领域，重点关注现代酶学研究的前沿进展，涵盖了从分子结构解析到复杂生物催化过程调控的各个层面。在生命科学的宏大图景中，酶作为生命活动最核心的分子机器，其精确性与高效性是理解生命现象的基础。本书旨在为高级本科生、研究生以及相关领域的研究人员提供一个全面、深入且具有前瞻性的视角，审视当前酶学研究的难点、热点与未来方向。 第一部分：酶的结构与动力学基础 第一章：蛋白质工程与定向进化 本章详细阐述了用于酶改造和优化蛋白质工程技术。重点讨论了基于理性设计的突变策略，如何通过精确修改活性位点或底物结合口袋来提高酶的催化效率（$k_{cat}/K_M$）、改变其底物特异性或拓宽其对非天然底物的适应性。同时，对高通量筛选技术和迭代定向进化（如基于缺陷恢复的进化，DRE）进行了详尽的分析，展示了如何利用这些工具“训练”出具有特定工业或生物学功能的“超级酶”。探讨了冷冻电镜（Cryo-EM）和高分辨率X射线晶体学在解析酶-底物复合物动态结构中的应用，揭示了过渡态的精确几何构型如何影响反应速率。 第二章：酶的分子机器理论与过程催化 本章超越了传统的“钥匙与锁”模型，深入探讨酶催化的分子机器本质。内容聚焦于酶促反应中的耦合振动效应（Vibrational Coupling）理论，即活性位点中氨基酸残基的集体振动如何被调谐以匹配底物分子的振动模式，从而降低反应的能垒。讨论了利用飞秒光谱技术（如超快二维红外光谱，2D-IR）对酶反应中的中间体进行实时监测的最新进展，这些技术使我们能够捕捉到催化循环中毫秒乃至飞秒尺度上发生的结构变化。此外，本章还阐述了酶在限制性步骤（Rate-Limiting Step）上的精确调控机制，例如质子转移、水分子辅助的催化或金属离子的电子转移过程。 第二章：环境因素与酶的稳定性 酶的实用性往往受限于其在非生理条件下的稳定性。本章系统分析了温度、pH、溶剂极性以及机械剪切力对酶结构和活性的影响。深入讨论了热稳定性的分子机制，包括增强的疏水核心堆积、表面电荷中和以及关键二硫键的引入。同时，详细阐述了固定化技术（Immobilization Techniques）的最新进展，例如共价偶联、包埋法和交叉链接酶聚集体（CLEAs）的构建，这些技术显著提高了酶的回收率、稳定性和在有机溶剂中的操作能力。 第二部分：复杂生物催化网络与调控 第三章：多酶复合体与代谢通路 生命体内的许多关键代谢过程并非由单个酶独立完成，而是通过高度组织化的多酶复合体（Multi-Enzyme Complexes）进行高效的串联催化。本章以脂肪酸合成或嘧啶生物合成途径为例，详细剖析了底物通道效应（Substrate Channeling）的原理。通过物理邻近性，中间产物无需释放到细胞质中即可被下一个酶捕获，极大地避免了副反应、提高了整体通量并减少了对细胞内物质的依赖。本章还讨论了如何利用基因工程手段在体外重构和优化这些天然多酶系统，以实现复杂有机分子的生物合成。 第四章：变构调控的分子机制 变构效应（Allosteric Regulation）是细胞内精细控制代谢流的关键机制。本章聚焦于非活性位点结合如何引发酶活性的大幅改变。通过对经典变构酶（如天冬氨酸氨基甲酰转移酶，ATCase）和现代发现的变构调控子的案例研究，解析了信号分子如何通过远程效应改变活性位点的构象。内容涵盖了动力学模型（如MWC模型和KNF模型）的局限性及其在解释复杂变构行为中的应用，并探讨了利用计算化学方法预测和设计新型变构激活剂或抑制剂的策略。 第五章：酶的翻译后修饰与信号网络 酶的功能远非由其氨基酸序列完全决定。本章深入探讨了翻译后修饰（PTMs）在细胞信号转导中的核心作用。重点分析了磷酸化、泛素化、乙酰化和甲基化等修饰如何动态地开启、关闭或微调酶的活性。例如，通过对蛋白激酶和磷酸酶家族的详细讨论，阐明了信号级联反应如何放大细胞对外源刺激的反应。此外，还讨论了这些修饰如何在时间和空间上精确控制酶的亚细胞定位，从而调控特定的生物学事件。 第三部分：酶学的应用前沿 第六章：生物催化在绿色化学中的应用 生物催化因其高选择性（立体选择性、区域选择性和化学选择性）和温和的反应条件，已成为绿色化学的核心支柱。本章系统介绍了脂酶、还原酶、转氨酶和细胞色素P450等关键酶类在制药和精细化工领域的工业应用实例。特别关注了手性药物中间体的酶促合成，例如不对称还原反应中对映体过量（$ee$值）的控制。讨论了如何通过酶固定化和反应器设计（如流动化学反应器）来实现从实验室到吨级生产的放大。 第七章：酶在生物传感与诊断中的前沿技术 本章探讨了酶作为高度特异性生物识别元件在开发高灵敏度生物传感器和诊断工具中的应用。内容包括基于电化学、光学和质量敏感型传感器的酶促反应信号转导机制。详细介绍了葡萄糖氧化酶在血糖监测中的经典应用，并扩展到对新型生物标志物（如微小RNA或特定蛋白质）的实时、现场（Point-of-Care）检测系统的设计。讨论了纳米技术与酶学的结合，例如利用量子点或金纳米粒子增强信号放大效应的研究。 第八章：合成生物学与酶的再设计 合成生物学旨在利用工程学原理构建新的生物系统或重新设计已有的生物通路。本章将酶学视为构建复杂合成系统的基本“零件”。重点分析了如何将多个分离的或天然的酶元件组装成人工代谢通路，以实现新型化合物的生物合成（如生物燃料、生物聚合物）。讨论了从头设计（De Novo Design）酶催化剂的前景，即利用计算模型和蛋白质骨架工程，创造出自然界中不存在的、具有全新功能的催化剂。 结论：酶学的未来展望 本书最后总结了当前酶学研究面临的主要挑战，包括如何更有效地解析和预测酶的动态行为，如何克服酶在极端工业环境中的稳定性限制，以及如何利用人工智能和机器学习（ML）加速酶的理性设计过程。展望未来，酶学将继续在可持续发展、精准医疗和材料科学等领域扮演不可或缺的关键角色。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆