全书共12章，对酶学原理和酶工程的基本慨念、基础理论、知识与技术进行了全面，系统的阐述，并介绍了学科**的进展。本书可作为综合大学、师范大学、理工大学、农业大学相关专业的本科生教材，亦可供其它院校有关专业的研究生使用，还可供有关科技工作者参考。

酶学是生物化学与分子生物学的一门分支学科。酶工程是生物工程的一个重要组成部分。它们与生物学、农学、医学、化学等学科的许多分支学科有广泛的联系并相互交叉渗透。

1998年以前，大学本科一般以二级学科设专业，例如生物化学与分子生物学专业，酶学是其重要专业课之一。1998年以后，一般采用一级学科设专业，例如生物学（多以生物科学、生物技术、生物工程等名义），酶工程是主要的专业课之一； 但研究生仍以二级学科设专业。

以前的酶学课程以酶学内容为主，以酶工程内容为辅； 而酶工程课程则以酶工程内容为主，以酶学内容为辅。酶学的基本概念、基本理论和基础知识是酶工程的重要基础，也是其他有关领域的重要基础。学生的酶学基础薄弱了，不仅对其今后在酶工程科研和应用等方面的发展有严重的影响，而且对其在其他相关领域的发展也有影响。基于这种考虑，在本书内容安排上，加强了酶学理论的内容，使酶学与酶工程两部分内容基本均衡。这既符合相关专业本科生通才教育的需求（厚基础、宽口径），也为相关专业的研究生提供了一本具学科交叉性质的可选用的教材。

在内容安排上，本书既要考虑知识的系统性、逻辑性，又要尽量避免与其他课程内容重复，还要避免本书前后章节的内容重复。例如酶分子结构与功能一章，重点安排酶分子结构特征等内容，尽量避免与蛋白质相关课程重复，又尽量避免与本书后续章节内容重复。

武汉大学邹国林编写本书第1、2、3章,华中师范大学刘德立编写第8、9、12章,湖南农业大学周海燕编写第6、7、11章,湖北师范大学张新潮编写第4、5、10章，最后由邹国林统稿。本书编入了不少新近的科研成果，并融汇了作者多年教学、科研的心得体会，但由于编著者学识有限，书中难免有不妥或错误之处，敬请读者不吝指正。本书封面彩图表示的是纳豆激酶的最适底物被对接到该酶的活性中心，这是我们自己的研究成果，详见本书相关内容和第125条、第126条参考文献。

本书的出版得到了清华大学出版社领导和罗健编辑的大力支持，清华大学生命科学学院李珍教授对本书进行了审读，在此表示衷心的感谢！还得到下列同志的鼓励和帮助： 湖南农业大学谢达平，武汉大学郑忠亮、余建清，湖北工业大学李冬生，三峡大学邹昆，吉首大学李克纲，阜阳师范大学李文雍，宜春学院梅光泉，中国科学院微生物研究所唐双焱，怀化学院胡兴，华中师范大学袁永泽，湖北师范大学王卫东、汪劲松，唐山师范学院李春香，武汉华夏理工学院程弘夏，湖北大学李顺意，武汉工程大学吕中，武汉科技大学伍林、左振宇，厦门大学张连茹、汤凯，桂林医学院杨扬，北京大学唐李斐、吴显辉，中南民族大学杨天鸣、林爱华，湖北民族大学唐巧玉，江西中医药大学翁美芝，南昌大学晏润纬，南开大学张裕英，杭州师范大学范汉东，湖南科技学院袁志辉，红河学院李娜，湖北工程学院盛继群，中国地质大学(武汉)曾宪春，湖北文理学院余海忠，北京工商大学贾焱，中国药科大学蒋淑君，上海交通大学朱顺英，湖北科技学院丁涵静等，在此一并表示感谢！

邹国林2021年5月于武昌珞珈山

第1章绪论

1．1酶是什么

1．1．1酶的概念及酶作用的特点

1．1．2酶的重要性及其分布

1．1．3酶的命名和分类

1．2对酶认识的发展

1．2．1历史回顾

1．2．2对酶和生物催化剂概念的认识

1．2．3生物催化分子的进化与生命的起源

1．3酶工程简介

1．3．1酶工程的产生与发展

1．3．2酶工程的内容

第2章酶分子结构与功能

2．1酶的组成

2．1．1酶的化学本质

2．1．2酶的辅因子

2．2酶活性中心

2．2．1酶活性中心的概念

2．2．2活性中心区域的一级结构和立体结构

2．3酶蛋白结构

2．3．1酶蛋白结构及特征

2．3．2一级结构与空间结构的关系

2．4单体酶、寡聚酶、多酶复合体、多酶融合体

2．4．1单体酶

2．4．2寡聚酶

2．4．3多酶复合体

2．4．4多酶融合体

第3章酶促反应动力学

3．1单底物酶促反应动力学

3．1．1米氏方程的推导

3．1．2米氏方程的讨论

3．1．3分析酶促反应速度的作图法

3．1．4酶的分析和检测

3．1．5稳态前动力学

3．2酶的抑制作用及其动力学

3．2．1可逆抑制作用

3．2．2不可逆抑制作用

3．2．3高浓度底物对酶的抑制作用

3．3多底物酶促反应动力学

3．3．1一套命名法

3．3．2表示方法和举例

3．3．3反应速度方程及动力学常数求解

3．3．4反应机制的鉴定及动力学常数求解总结

3．3．5抑制作用研究对多底物酶促反应动力学机制的判断

3．4别构酶及其动力学

3．4．1别构酶的概念与特征

3．4．2对别构酶作用机制的解释

3．4．3希尔系数及各种协同效应的判断

3．4．4别构酶实例

3．5pH和温度对酶促反应的影响

3．5．1pH对酶促反应的影响

3．5．2温度对酶促反应的影响

第4章酶催化作用机理

4．1酶具有高催化能力的原因

4．1．1邻近和定向效应

4．1．2酸碱催化

4．1．3共价催化

4．1．4静电催化

4．1．5金属离子催化

4．1．6扭曲变形和构象变化的催化效应

4．1．7微环境效应

4．1．8多元催化与协同效应

4．2酶催化机理的研究方法

4．2．1酶活性部位的测定

4．2．2酶动力学研究

4．2．3酶促反应中间复合物的“捕捉”

4．2．4X射线晶体衍射和核磁共振

4．2．5氨基酸侧链的化学修饰

4．2．6定点突变法

4．2．7分子动力学模拟

4．3酶反应机理的实例

4．3．1丝氨酸蛋白酶

4．3．2溶菌酶 

4．3．3分支酸变位酶

第5章酶代谢与调控

5．1酶的代谢

5．1．1酶生物合成的基本理论

5．1．2酶生物合成的调节

5．1．3酶的降解与周转

5．2酶的调控

5．2．1外源信号刺激

5．2．2底物循环机制

5．2．3产物反馈调节

5．2．4酶的共价调节

5．2．5酶的别构调节

5．3酶的人工调节方法

5．3．1酶在细胞中的过表达

5．3．2酶在细胞中的沉默

5．3．3关键酶的抑制与激活

第6章酶的生产

6．1酶的生产方法

6．1．1提取分离法

6．1．2生物合成法

6．1．3化学合成法

6．2微生物酶的生产

6．2．1酶生产菌

6．2．2微生物酶生产工艺流程

6．2．3酶发酵动力学

6．2．4发酵生产设备概要

6．2．5微生物酶发酵产量的优化与调控

6．3动植物原料酶的生产

6．3．1原料选取

6．3．2取材的时宜

6．3．3组织培养法生产酶制剂

6．4酶生产实例

6．4．1淀粉酶制剂的生产

6．4．2蛋白酶制剂的生产

6．4．3脂肪酶制剂的生产

第7章酶的分离与纯化

7．1常用方法与技术

7．1．1沉淀法

7．1．2层析法

7．1．3电泳法

7．1．4离心法

7．1．5膜分离法

7．1．6双水相系统萃取法

7．2酶制备方案的设计

7．2．1建立酶活力测定方法

7．2．2材料的选择

7．2．3预处理

7．2．4对酶性质的初步探索

7．2．5制定酶的纯化程序

7．2．6酶的保存与成型

7．3酶纯度鉴定

7．3．1工具酶的纯度鉴定

7．3．2酶均一性鉴定

第8章固定化酶

8．1概述

8．1．1固定化酶的含义

8．1．2固定化酶的活力分析

8．1．3研究固定化酶的理论意义

8．1．4固定化酶制备的一般原则

8．2酶及辅因子的固定化

8．2．1酶的固定化方法

8．2．2辅因子及偶联酶系的固定化

8．2．3固定化多酶反应系统

8．3固定化酶的性质

8．3．1固定化酶反应条件的变化

8．3．2固定化酶的动力学性质

8．3．3固定化酶稳定性

8．3．4固定化酶反应器的类型

8．4固定化细胞和固定化细胞器

8．4．1固定化细胞

8．4．2固定化细胞器

第9章非水相酶催化

9．1非水相酶催化概述

9．1．1非水相酶催化的发展历史

9．1．2非水相酶催化的优缺点

9．1．3非水相酶催化条件

9．2非水相酶催化的介质系统

9．2．1有机介质系统

9．2．2其他新型介质系统

9．3非水相催化的酶结构与性质

9．3．1非水相催化的酶结构特征

9．3．2非水介质中的酶学性质 

9．3．3酶非水相催化动力学

9．4非水相酶催化反应的类型

9．4．1水解反应 

9．4．2氧化还原反应

9．4．3裂/缩合反应

9．4．4异构化反应

9．4．5其他反应

9．5非水相酶催化应用实例

9．5．1外消旋体的光学拆分

9．5．2立体选择性内酯化和聚合

9．5．3糖和甾体的选择性酰化

9．5．4酶法生产生物柴油

9．5．5酶非水相催化的其他应用实例 

第10章酶分子改造

10．1生物信息学与蛋白质工程简介

10．1．1生物信息学简介

10．1．2蛋白质工程简介

10．1．3生物信息学在蛋白质工程中的应用举例

10．2酶化学修饰

10．2．1酶化学修饰的原理

10．2．2影响酶化学修饰的主要因素

10．2．3设计化学修饰酶的注意事项

10．2．4酶化学修饰的主要方法

10．2．5化学修饰酶的性质和特点

10．3基因工程修饰酶

10．3．1酶基因的突变

10．3．2重组酶的表达

10．3．3基因工程修饰酶的应用

10．4酶分子定向进化

10．4．1酶分子定向进化的原理和目的

10．4．2酶分子定向进化的常用策略

10．4．3酶分子定向进化的应用及展望

10．5酶蛋白分子设计

10．5．1酶蛋白分子设计原理

10．5．2基于天然酶结构的分子设计

10．5．3全新酶蛋白的分子设计

10．5．4酶分子设计的应用

第11章核酶、脱氧核酶、抗体酶、模拟酶

11．1核酶与脱氧核酶

11．1．1核酶的发现和研究进展

11．1．2核酶的催化机制和性质

11．1．3脱氧核酶

11．2抗体酶

11．2．1抗体酶的发现和研究进展

11．2．2抗体酶的催化反应类型和机制

11．2．3抗体酶应用

11．3模拟酶

11．3．1模拟酶的基本概念

11．3．2小分子仿酶体系模拟酶

11．3．3大分子仿酶体系模拟酶

第12章酶及固定化酶的应用

12．1酶应用概述

12．2工具酶

12．2．1基因工程常用工具酶 

12．2．2生物化学分析中的工具酶

12．2．3医药用工具酶

12．3同工酶分析与应用

12．3．1同工酶分类

12．3．2同工酶的鉴定

12．3．3同工酶谱分析技术

12．3．4同工酶的应用

12．4固定化酶的应用与前景

12．4．1在工农业生产上的应用

12．4．2固定化酶与治疗

12．4．3固定化酶与环境保护和新能源开发

12．4．4在酶分析中的应用

12．5应用酶工程

12．5．1酶在食品工业领域中的应用

12．5．2酶在绿色化工领域中的应用

12．5．3酶在生物工程中的应用

12．5．4酶在环境保护中的应用

12．5．5酶在新能源及其他领域中的应用

参考文献

本书第一作者邹国林教授原任武汉大学生命科学学院副院长，是我国知名的酶学专家。在本书内容编排上，酶学与酶工程两部分内容基本均衡，比较符合相关专业本科生通才教育,即厚基础、宽口径的要求，既介绍基础知识，也反映了**进展；既要考虑到知识的系统性、逻辑性，又要尽量避免与其它课程内容重复，还要避免本书前后章节的内容重复。例如酶分子结构与功能一章，重点安排酶分子结构特征等内容，尽量避免与蛋白质相关课程重复，又尽量避免与本书后续章节内容重复。本书科学性强，知识点安排合理，文笔流畅，本教材是一本全面、系统、深入、新颖的酶学教材。

邹国林，民建湖北省副主委，武汉大学生命科学学院原副院长,教授，博士生导师，博士，主讲酶学和酶工程，巳出版《酶学》《生物物理学》等教材，已培养博士后、博士生、硕士生109人，主持国家自科基金、攻关计划、博士点基金等30多项，发表论文300多篇，获得过教育部科技进步奖等，是享受国务院政府特殊津贴的专家。