本書(shū)為國(guó)內(nèi)出版的第一本專著性的酶工程手冊(cè),也是第一本由中外專家合作編寫(xiě)的酶工程書(shū)籍。世界最大酶制劑生產(chǎn)商丹麥諾維信公司的七位專家與國(guó)內(nèi)四位專家的共同參與和通力合作,確保了本書(shū)的全面性、先進(jìn)性、新穎性和實(shí)用性。希望從應(yīng)對(duì)全球資源匱乏、能源短缺、氣候變化和環(huán)境污染的角度,全面、系統(tǒng)地闡述酶工程的基本原理以及酶在解決上述重大問(wèn)題方面的最新進(jìn)展。全書(shū)包括5篇、42章和5個(gè)附錄,涵蓋酶學(xué)基礎(chǔ)理論,酶的生產(chǎn)、固定化和反應(yīng)器,酶在工業(yè)、醫(yī)藥、農(nóng)林牧漁、環(huán)保、能源等各方面的應(yīng)用,酶的分子工程以及酶學(xué)與酶工程研究。充分反映出當(dāng)前酶工程研究進(jìn)展日新月異的現(xiàn)狀,以及酶工程在解決人類面臨的若干重大問(wèn)題方面所取得的新進(jìn)展和發(fā)展的新動(dòng)向。
21世紀(jì)對(duì)匱乏與污染的希望是酶
酶工程是在20世紀(jì)70年代初開(kāi)始形成的一門(mén)新興學(xué)科。近年來(lái),隨著酶分子工程技術(shù)研究的深入,特別是利用計(jì)算機(jī)輔助的酶蛋白分子的合理設(shè)計(jì)(rational de sign)、定向進(jìn)化、基因組發(fā)掘(genome mining)和宏基因組篩選(metagenomescreening)等新技術(shù)的應(yīng)用,已經(jīng)構(gòu)建出一系列自然界沒(méi)有的、性能優(yōu)良、穩(wěn)定性更高的工程酶(如化學(xué)修飾酶,蛋白質(zhì)工程酶、模擬酶、抗體酶、進(jìn)化酶和雜合酶等);并開(kāi)發(fā)出一大批種類繁多、功能特異的新型天然酶。各種新技術(shù)研究的深入和廣泛應(yīng)用有力地推動(dòng)了酶工程的飛速發(fā)展,擴(kuò)大了酶的應(yīng)用范圍。目前,酶已經(jīng)普遍應(yīng)用于食品、洗滌劑、發(fā)酵、皮革、紙漿和造紙、精細(xì)化工、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、化學(xué)分析、環(huán)境保護(hù)、能源開(kāi)發(fā)、生命科學(xué)研究以及軍事醫(yī)學(xué)等方面。
隨著以大量消耗化石資源為基礎(chǔ)的現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展,在極大提高人們物質(zhì)生活水平的同時(shí),也排放出大量溫室氣體和各種有毒、有害物質(zhì),對(duì)人類賴以生存的地球生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞,給經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)巨大困難。面對(duì)當(dāng)前資源和能源短缺以及氣候變化和環(huán)境污染的壓力,利用可再生的生物物質(zhì)(碳水化合物)資源替代化石(碳?xì)浠衔铮┵Y源,逐步從化石經(jīng)濟(jì)過(guò)渡到綠色、低碳和環(huán)境和諧的生物經(jīng)濟(jì),已經(jīng)成為21世紀(jì)人類經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎。以酶的生物催化為核心的工業(yè)生物技術(shù),將在人類解決所面臨的食品、營(yíng)養(yǎng)與健康,資源、能源與環(huán)保等重大問(wèn)題方面,發(fā)揮無(wú)可替代的作用。
參與編寫(xiě)本書(shū)的居乃琥、陳石根、袁中一和張先恩四位國(guó)內(nèi)專家,具有在國(guó)外從事酶工程研究的經(jīng)歷,多年來(lái)從事酶工程和酶學(xué)的研究和應(yīng)用、又有教學(xué)經(jīng)驗(yàn),曾出版過(guò)多都酶工程和酶學(xué)書(shū)籍。在如何應(yīng)對(duì)資源和能源短缺以及氣候變化和環(huán)境污染的大背景下,國(guó)內(nèi)四位學(xué)者與國(guó)際同行合作,共同編寫(xiě)了這本《酶工程手冊(cè)》。參與本書(shū)編寫(xiě)的國(guó)外丹麥諾維信公司的七位同行,長(zhǎng)期工作在工業(yè)酶生產(chǎn)與應(yīng)用研究的第一線,提供了很多第一手的資料。作者盡量收入近年來(lái)國(guó)內(nèi)外酶工程和酶學(xué)的最新進(jìn)展和研究成果,經(jīng)10年耕耘,力求做到內(nèi)容的系統(tǒng)性、完整性和準(zhǔn)確性,并注重引用資料的新穎性、可靠性和實(shí)用性。
從酶的基礎(chǔ)理論到酶的分子工程;從酶制劑生產(chǎn)到酶在各行各業(yè)的應(yīng)用,乃至酶制劑的安全性問(wèn)題及其相關(guān)法規(guī);從酶學(xué)研究現(xiàn)狀到酶工程研究新進(jìn)展、新動(dòng)向。涵蓋了酶學(xué)和酶工程領(lǐng)域的方方面面、林林總總。就其附錄而言,取材廣泛、實(shí)用,包括酶的國(guó)際系統(tǒng)分類法,國(guó)際和國(guó)內(nèi)酶制劑生產(chǎn)廠商名錄,工業(yè)酶制劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及活力測(cè)定方法,微生物菌種保藏機(jī)構(gòu);為便于讀者進(jìn)一步查詢閱讀相關(guān)的文獻(xiàn)資料,以至于將酶學(xué)和酶工程的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)亦收入其中。
與國(guó)內(nèi)已出版的多種酶工程和酶學(xué)書(shū)籍相比,《酶工程手冊(cè)》另一特點(diǎn)是其取材力求新穎。其中大部分資料收集到2005年,不少文獻(xiàn)資料一直收集到2009年年底。甚至收入了國(guó)際生物化學(xué)和分子生物學(xué)聯(lián)合會(huì)命名委員會(huì)2010年10月5日剛公布的4367種酶的最新資料。充分反映了當(dāng)前酶學(xué)和酶工程領(lǐng)域日新月異的現(xiàn)狀和最新進(jìn)展。書(shū)中有些內(nèi)容,如酶的生物學(xué),應(yīng)用的安全性問(wèn)題,氣體酶學(xué),酶與細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo),酶、自由基與健康,未培養(yǎng)微生物與新酶開(kāi)發(fā),酶起源與生命起源,酶固定化新技術(shù),生物分子發(fā)動(dòng)機(jī)和生物分子計(jì)算機(jī),酶在軍事醫(yī)學(xué)及其相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用的進(jìn)展,端粒與端粒酶研究進(jìn)展等等,是現(xiàn)有酶工程書(shū)籍幾乎未涉及的。附錄中一些很具實(shí)用價(jià)值的內(nèi)容,則是一般酶工程書(shū)籍很少涉及的。
《酶工程手冊(cè)》既可以為作為一種小型的百科全書(shū),供從事酶工程和酶學(xué)研究和應(yīng)用的科技人員查考;又可以作為參考教材,供高等院校生物化學(xué)、生物技術(shù)、生物化工、輕工、化工、醫(yī)藥、農(nóng)林、能源、環(huán)保等相關(guān)專業(yè)的大學(xué)生、研究生和教師使用。
酶工程已經(jīng)成為解決人類所面臨的資源、能源和環(huán)境問(wèn)題以及促進(jìn)工業(yè)持續(xù)發(fā)展大有希望的新技術(shù)。大力發(fā)展酶工程技術(shù)將有助于推動(dòng)社會(huì)進(jìn)入一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的生物經(jīng)濟(jì)新時(shí)代。
展望“十二五”規(guī)劃美好藍(lán)圖之際,在加快轉(zhuǎn)變我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的模式方面,要積極推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì),發(fā)展低碳環(huán)保業(yè),推動(dòng)節(jié)能減排,建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì),《酶工程手冊(cè)》的出版將對(duì)我國(guó)發(fā)展綠色低碳經(jīng)濟(jì)起到一定的促進(jìn)作用,做出其應(yīng)有的一份貢獻(xiàn)。