《工业酶制造关键技术与应用》系统阐述了工业酶制剂从分子挖掘、高效表达、发酵放大，到分离纯化、固定化复配等全链条关键技术及工业应用。全书共分七章：首先介绍新一代酶制剂制造技术的发展现状，重点涵盖酶分子的计算设计与挖掘、深度机器学习、多学科交叉融合等前沿方向；其次，详细论述酶分子的挖掘、创制与改造方法，包括定向进化、计算设计改造及高通量筛选技术；在酶的高效表达系统方面，分别介绍大肠杆菌、芽孢杆菌、酵母、丝状真菌及无细胞表达系统的构建与调控策略；此外，深入探讨酶的发酵调控、分离纯化工艺、固定化技术及多酶复配策略；最后，结合酶制剂在食品、饲料、造纸纺织、医药、新能源及塑料降解等领域的实际应用，展望酶工程在未来食品开发中的重要作用，尤其是在植物基食品、食品安全及合成生物技术方面的创新进展。
本书内容系统、前沿，适合从事酶工程、生物制造、食品科学及生物技术相关领域的科研人员、工程技术人员及高校师生参考使用。
张国强，江南大学未来食品科学中心研究员，博士生导师。江苏省杰出青年基金获得者，入选“闽都学者”讲座教授、江苏省科技副总、江苏省双创博士。主要从事酶工程与合成生物学方面教学科研工作，承担酶工程和Protein Engineering等本科生/研究生课程讲授工作，主要开展工业酶创制与高通量定向进化、克鲁维酵母/米曲霉等微生物细胞工厂构建、功能食品开发应用等研究。
近年来，以第 一或通讯作者在Advanced Science、ACS Catalysis、Metabolic Engineering、Chemical Engineering Journal、Biotechnology Advances、Trends in Food Science & Technology、JAFC等期刊发表学术论文50余篇，其中ESI热点/高被引/优秀论文4篇。申请国际/国内发明专利30余项，授权15项。主持国家自然科学基金面上项目、国家重大科技攻关课题、国家重点研发计划子课题、江苏省自然科学基金等省部级及企业合作项目20余项。指导学生获得优秀硕士毕业论文、优秀本科毕业设计、全国大学生生命科学竞赛等多项奖励。
第1章 绪论 1
1.1 新一代酶制剂制造技术 1
1.1.1 酶制剂 1
1.1.2 酶制剂制造技术及其发展 3
1.2 新一代酶制剂制造技术的研究现状 8
1.2.1 酶的计算设计与挖掘 8
1.2.2 深度机器学习与酶的设计及应用 9
1.2.3 多学科交叉融合 9
参考文献 10
第2章 酶分子挖掘、创制与改造 12
2.1 酶分子挖掘与改造技术概述 12
2.1.1 基于宏基因组的天然酶挖掘技术 13
2.1.2 基于数据库的天然酶挖掘技术 15
2.1.3 基于计算机模拟的挖掘技术 16
2.2 酶的定向进化改造 17
2.2.1 定向进化定义 17
2.2.2 定向进化改造策略 18
2.2.3 定向进化技术的应用 21
2.3 酶计算设计改造 22
2.3.1 计算设计优势 22
2.3.2 蛋白质结构解析与预测 23
2.3.3 稳定性设计 24
2.3.4 酶功能设计 25
2.3.5 未来酶计算设计 27
2.4 高通量筛选技术在酶挖掘改造中的应用 27
2.4.1 高通量筛选技术概述 27
2.4.2 高通量筛选方法 28
2.5 酶分子挖掘与改造技术展望 32
2.5.1 基于现有技术方向的完善 32
2.5.2 基于人工智能方向的发展 34
参考文献 35
第3章 酶高效表达系统开发 37
3.1 酶高效表达系统 38
3.1.1 酶高效表达系统概述 38
3.1.2 大肠杆菌表达系统 39
3.1.3 芽孢杆菌表达系统 39
3.1.4 酵母表达系统 40
3.1.5 丝状真菌表达系统 42
3.1.6 无细胞表达系统 42
3.2 酶高效表达调控策略 43
3.2.1 基因复制 43
3.2.2 转录调控 45
3.2.3 翻译调控 47
3.2.4 蛋白质分泌 50
3.3 大肠杆菌表达系统 52
3.3.1 概述 52
3.3.2 常用菌株 53
3.3.3 质粒 54
3.3.4 元件 57
3.3.5 工具 60
3.3.6 应用 68
3.4 芽孢杆菌表达系统 72
3.4.1 概述 72
3.4.2 元件 74
3.4.3 工具 75
3.4.4 应用 81
3.5 酵母表达系统 91
3.5.1 概述 91
3.5.2 元件 94
3.5.3 工具 95
3.5.4 应用 101
3.6 丝状真菌表达系统 107
3.6.1 概述 107
3.6.2 元件 111
3.6.3 工具 116
3.6.4 应用 126
参考文献 133
第4章 酶发酵放大与分离纯化 137
4.1 酶发酵放大与分离纯化过程概述 137
4.1.1 概述 137
4.1.2 酶的发酵生产 137
4.1.3 酶的分离和纯化 140
4.2 微生物产酶发酵的调控策略 143
4.2.1 培养基优化 143
4.2.2 发酵参数优化 144
4.2.3 发酵工艺优化 145
4.2.4 菌种选育 147
4.2.5 基因工程 148
4.2.6 发酵过程的数据收集及调控策略 148
4.3 酶的分离与纯化 150
4.3.1 N-末端和 C-末端的选择 150
4.3.2 蛋白质纯化的基本原理 151
4.3.3 细胞裂解 153
4.3.4 亲和标签纯化 153
4.3.5 离子交换色谱 158
4.3.6 疏水相互作用色谱 159
4.3.7 混合模式色谱法 159
4.3.8 凝胶过滤色谱 161
4.3.9 连续色谱 162
参考文献 162
第5章 酶固定化与复配 165
5.1 酶固定化 166
5.1.1 概述 166
5.1.2 酶固定化的方法 166
5.1.3 固定化的载体 171
5.2 多酶反应 174
5.2.1 多酶级联 174
5.2.2 多酶复配 176
5.2.3 融合酶 176
参考文献 177
第6章 酶制剂工业生产与应用 179
6.1 酶制剂工业的发展 179
6.1.1 酶制剂工业发展的必要性 179
6.1.2 酶制剂在工业上的应用现状 179
6.1.3 酶制剂工业的发展趋势 184
6.2 食品酶工业 184
6.2.1 食品酶概述 184
6.2.2 谷氨酰胺转氨酶 185
6.2.3 L-天冬酰胺酶 186
6.2.4 胰蛋白酶 187
6.2.5 脂加氧酶 188
6.3 饲料酶工业 189
6.3.1 饲料酶概述 189
6.3.2 淀粉酶 189
6.3.3 植酸酶 190
6.3.4 果胶酶 190
6.4 造纸纺织酶工业 191
6.4.1 造纸纺织酶概述 191
6.4.2 角蛋白酶 192
6.4.3 角质酶 192
6.4.4 过氧化氢酶 193
6.5 医药酶工业 194
6.5.1 医药酶概述 194
6.5.2 环糊精糖基转移酶 195
6.5.3 甲壳素酶 196
6.5.4 乳糖酶 197
6.6 新能源与新资源开发用酶 198
6.6.1 纤维素酶 198
6.6.2 半纤维素酶 200
6.6.3 漆酶 201
6.6.4 塑料降解酶 202
参考文献 204
第7章 酶工程与未来食品 207
7.1 未来食品 207
7.1.1 未来食品的产生与发展 207
7.1.2 未来食品开发的意义 208
7.1.3 酶工程等现代生物技术在未来食品中的应用 209
7.2 酶工程在植物基食品生产中的应用 210
7.2.1 植物基食品发展背景与面临的挑战 210
7.2.2 酶工程技术在植物基食品生产中的应用 212
7.3 酶工程与食品安全 217
7.3.1 发酵食品中的胺类危害物简介 217
7.3.2 发酵食品中胺类危害物的减控策略及其特征 221
7.3.3 减控氨基甲酸乙酯（EC）的酶及其在发酵食品中的应用 222
7.3.4 生物胺降解酶及其在发酵食品中的应用 230
7.3.5 亚硝胺及其在发酵食品中的生物减控研究 235
7.3.6 酶法减控发酵食品中胺类危害物的展望 237
7.3.7 总结 238
7.4 合成生物技术与酶工程在未来食品中应用 239
参考文献 241
新书资讯
