代謝工程－－原理與方法

內(nèi)容概要

　　代謝工程是一個(gè)新出現(xiàn)的多學(xué)科交叉領(lǐng)域，是應(yīng)用于化學(xué)品、燃料、材料、醫(yī)藥及環(huán)境等領(lǐng)域中菌種改進(jìn)一種平臺(tái)技術(shù)。最近的發(fā)展表明，它在植物、動(dòng)物代謝工程及至人體組織細(xì)胞的基因治療及代謝分析方面有重要應(yīng)用。該領(lǐng)域的新穎性在于分子生物技術(shù)與數(shù)學(xué)分析工具的集成，這有助于闡明基因修飾的代謝通量控制及靶標(biāo)的合理選擇。通過(guò)提供對(duì)細(xì)胞生物學(xué)的準(zhǔn)確嚴(yán)密的描述，代謝工程也可大大促進(jìn)功能基因組學(xué)研究的深入發(fā)展。代謝工程的主要目標(biāo)是識(shí)別特定的遺傳操作和環(huán)境條件的控制，以增強(qiáng)生物技術(shù)過(guò)程的產(chǎn)率及生產(chǎn)能力，或?qū)?xì)胞性質(zhì)進(jìn)行總體改性。本書(shū)最主要的內(nèi)容包括途徑集成和把代謝通量作為細(xì)胞生理學(xué)的基本決定因素來(lái)考慮的重要性。代謝工程把數(shù)學(xué)的復(fù)雜性減到最小，并同時(shí)提供一些必要的補(bǔ)充說(shuō)明作為不同數(shù)學(xué)運(yùn)算的背景材料。書(shū)中描述了途徑分析的計(jì)算工具，書(shū)后還附有專業(yè)術(shù)語(yǔ)詞匯，這些都有利于生物化學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)工程、生物醫(yī)學(xué)工程等方面的科學(xué)研究人員、教師、研究生物學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)工程、生物醫(yī)學(xué)工程等方面的科學(xué)研究人員、教師、研究生及高年級(jí)本科生使用本書(shū)?！　”緯?shū)有如下主要特點(diǎn)：　　·用途徑分析的大量實(shí)例證明示范代謝工程正在起著日益重要的作用；　　·包括識(shí)別代謝網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵酶的方法；　　·提供了代謝生物化學(xué)的全面綜述；　　·在基因、酶、操縱子和細(xì)胞水平討論代謝調(diào)控；　　·清楚解釋代謝途徑化學(xué)計(jì)量學(xué)、動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)的基本概念；　　·使數(shù)學(xué)復(fù)雜性減小到最??；　　·可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交流更新有關(guān)代謝工程的軟件及討論課后作業(yè)。

書(shū)籍目錄

第1章 代謝工程的實(shí)質(zhì)1.1 代謝工程的重要性1.2 本書(shū)的概要第2章 細(xì)胞代謝綜述2.1 細(xì)胞代謝概述2.2 運(yùn)輸過(guò)程2.3 供能反應(yīng)2.4 生物合成反應(yīng)2.5 聚合反應(yīng)2.6 生長(zhǎng)能學(xué)第3章 細(xì)胞反應(yīng)的綜合模型3.1 細(xì)胞反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量學(xué)3.2 動(dòng)態(tài)質(zhì)量平衡3.3 動(dòng)態(tài)質(zhì)量平衡3.4 產(chǎn)率系數(shù)與線性速率方程第4章 物質(zhì)平衡與數(shù)據(jù)一致性4.1 黑箱模型4.2 元素平衡方程式4.3 熱平衡4.4 超定系統(tǒng)的分析——過(guò)失測(cè)量的識(shí)別第5章 代謝途徑的調(diào)控5.1 酶活性的調(diào)控5.2 酶濃度調(diào)節(jié)5.3 總體調(diào)控：在完整細(xì)胞水平上的調(diào)控5.4 代謝網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控第6章 途徑操作實(shí)例——代謝工程實(shí)踐6.1 產(chǎn)品得率及生產(chǎn)能力的提高6.2 擴(kuò)大底物范圍6.3 擴(kuò)展產(chǎn)物范圍，增加新產(chǎn)品6.4 細(xì)胞性能的改進(jìn)6.5 異生物的降解第7章 代謝途徑合成7.1 代謝途徑合成算法7.2 算法綜述7.3 實(shí)例研究——賴氨酸生物合成7.4 算法的討論第8章 代謝通量分析8.1 理論8.2 超定系統(tǒng)8.3 不定系統(tǒng)-線性規(guī)劃8.4 敏感性分析第9章 利用同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)測(cè)定代謝通量的方法9.1 根據(jù)標(biāo)記富集度分?jǐn)?shù)直接確定通量9.2 涉及同位素標(biāo)記代謝物完全列出的應(yīng)用9.3 碳平衡第10章 代謝通量分析的應(yīng)用10.1 由谷氨酸細(xì)菌生產(chǎn)氨基酸10.2 哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中的代謝通量第11章 代謝控制分析11.1 代謝控制分析的基礎(chǔ)11.2 通量控制系數(shù)的確定11.3 線性途徑的MCA11.4 分支途徑的MCA11.5 大偏差理論第12章 代謝網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)分析12.1 在單一分支點(diǎn)處通量分布的控制12.2 反應(yīng)分組12.3 實(shí)例研究——芳香族氨基酸的生物合成途徑第13章 代謝網(wǎng)絡(luò)的通量分析13.1 組控制系數(shù)與單個(gè)控制系數(shù)之間的關(guān)系（自下而上法）13.2 由通量測(cè)量確定組控制系數(shù)（自上而下法）13.3 實(shí)例研究13.4 交叉代謝物反應(yīng)組控制分析的擴(kuò)展13.5 通量擴(kuò)增的優(yōu)化13.6 一致性檢驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)證實(shí)第14章 細(xì)胞過(guò)程熱力學(xué)14.1 熱力學(xué)原理：綜述14.2 熱力學(xué)可行性14.3 非平衡熱力學(xué)14.4 熱動(dòng)力學(xué)在代謝控制分析中的應(yīng)用

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　　代謝工程是一個(gè)新出現(xiàn)的多學(xué)科交叉領(lǐng)域，是應(yīng)用于化學(xué)品、燃料、材料、醫(yī)藥及環(huán)境等領(lǐng)域中菌種改進(jìn)一種平臺(tái)技術(shù)。最近的發(fā)展表明，它在植物、動(dòng)物代謝工程及至人體組織細(xì)胞的基因治療及代謝分析方面有重要應(yīng)用。該領(lǐng)域的新穎性在于分子生物技術(shù)與數(shù)學(xué)分析工具的集成，這有助于闡明基因修飾的代謝通量控制及靶標(biāo)的合理選擇。通過(guò)提供對(duì)細(xì)胞生物學(xué)的準(zhǔn)確嚴(yán)密的描述，代謝工程也可大大促進(jìn)功能基因組學(xué)研究的深入發(fā)展。代謝工程的主要目標(biāo)是識(shí)別特定的遺傳操作和環(huán)境條件的控制，以增強(qiáng)生物技術(shù)過(guò)程的產(chǎn)率及生產(chǎn)能力，或?qū)?xì)胞性質(zhì)進(jìn)行總體改性。本書(shū)最主要的內(nèi)容包括途徑集成和把代謝通量作為細(xì)胞生理學(xué)的基本決定因素來(lái)考慮的重要性。代謝工程把數(shù)學(xué)的復(fù)雜性減到最小，并同時(shí)提供一些必要的補(bǔ)充說(shuō)明作為不同數(shù)學(xué)運(yùn)算的背景材料。書(shū)中描述了途徑分析的計(jì)算工具，書(shū)后還附有專業(yè)術(shù)語(yǔ)詞匯，這些都有利于生物化學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)工程、生物醫(yī)學(xué)工程等方面的科學(xué)研究人員、教師、研究生物學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)工程、生物醫(yī)學(xué)工程等方面的科學(xué)研究人員、教師、研究生及高年級(jí)本科生使用本書(shū)。

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