合成生物學(xué)與合成酶學(xué)

內(nèi)容概要

　　合成生物學(xué)的興起是21世紀(jì)生命科學(xué)領(lǐng)域的大事件。合成生物學(xué)的快速發(fā)展為其他學(xué)科注入了新的研究理念，提供了強(qiáng)有力的工具。分子酶學(xué)工程與合成生物學(xué)的交叉和整合出現(xiàn)了新的研究領(lǐng)域——合成酶學(xué)?！　　渡茖W(xué)前沿：合成生物學(xué)與合成酶學(xué)》共分7章。第1章合成生物學(xué)概述，使讀者對(duì)合成生物學(xué)有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)；第2章分子酶學(xué)工程概要，使讀者對(duì)分子酶學(xué)工程與合成生物學(xué)的關(guān)系有基本的了解；第3章、第4章和第5章詳細(xì)介紹了合成生物元件、裝置、基因網(wǎng)路和系統(tǒng)；第6章介紹合成代謝途徑；第7章介紹合成酶學(xué)?！　　渡茖W(xué)前沿：合成生物學(xué)與合成酶學(xué)》可供從事生命科學(xué)研究與教學(xué)的人員參考，也可用作生命科學(xué)學(xué)科專業(yè)高年級(jí)本科生及研究生的教材和參考用書。

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前言第1章 合成生物學(xué)概述1.1 合成生物學(xué)概念1.2 合成生物學(xué)研究的核心內(nèi)容1.2.1 生物成分標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)和構(gòu)建1.2.2 中心法則的再設(shè)計(jì)和構(gòu)建1.2.3 生物網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建1.2.4 底盤基因組的設(shè)計(jì)和構(gòu)建1.2.5 基因組合成1.3 合成生物學(xué)的研究策略和方法1.3.1 合成策略和方法1.3.2 分析策略和方法1.4 合成生物學(xué)的應(yīng)用研究1.4.1 設(shè)計(jì)和構(gòu)建新的生物大分子1.4.2 設(shè)計(jì)和構(gòu)建新的途徑／網(wǎng)絡(luò)1.4.3 合成傳感器1.4.4 合成生物學(xué)用于藥物發(fā)現(xiàn)、生產(chǎn)和治療1.4.5 合成生物學(xué)用于控制代謝流量1.4.6 工程細(xì)胞1.4.7 合成生態(tài)系統(tǒng)1.5 設(shè)計(jì)與構(gòu)建新的遺傳系統(tǒng)1.6 合成生物學(xué)面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)1.6.1 表征、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化1.6.2 噪聲的處理1.6.3 表觀遺傳1.6.4 計(jì)算工具1.6.5 程序化抽提1.6.6 合成生物學(xué)結(jié)果處理1.6.7 元件不相容問(wèn)題1.7 社會(huì)及倫理問(wèn)題1.8 結(jié)束語(yǔ)參考文獻(xiàn)第2章 分子酶學(xué)工程概要2.1 引言2.2 酶分子進(jìn)化工程2.2.1 酶定向進(jìn)化2.2.2 酶的混雜性和多專一性的進(jìn)化及新酶設(shè)計(jì)2.3 蛋白酶分子工程2.3.1 DNA加工酶分子工程2.3.2 結(jié)構(gòu)域和模塊工程2.3.3 程序化合成酶和合成催化2.4 核酸酶分子工程2.4.1 基于基序體外選擇核酶2.4.2 DNAzyme——“生物學(xué)意義”的合成酶2.5 酶分子的計(jì)算設(shè)計(jì)2.5.1 酶活性部位的計(jì)算設(shè)計(jì)2.5.2 配體進(jìn)出路徑的計(jì)算設(shè)計(jì)2.5.3 蛋白質(zhì)間相互作用界面的計(jì)算設(shè)計(jì)2.5.4 正、負(fù)及中性突變的計(jì)算分析2.5.5 酶穩(wěn)定性的計(jì)算設(shè)計(jì)2.5.6 展望2.6 酶分子的從頭設(shè)計(jì)2.6.1 Kemp消除酶的從頭設(shè)計(jì)2.6.2 逆醇醛縮合酶的從頭設(shè)計(jì)2.6.3 Diels-Alder（狄爾斯·阿爾德）酶的從頭設(shè)計(jì)2.7 從工程酶到工程酶系統(tǒng)再到工程生命參考文獻(xiàn)第3章 合成生物元件、裝置和生物模塊3.1 引言3.2 合成生物元件、裝置、系統(tǒng)和模塊的定義3.2.1 元件3.2.2 裝置3.2.3 系統(tǒng)3.2.4 生物模塊3.2.5 生物骨架3.3 合成蛋白質(zhì)元件3.3.1 蛋白質(zhì)合成生物學(xué)基礎(chǔ)3.3.2 合成非天然蛋白質(zhì)元件3.3.3 基于基序合成蛋白質(zhì)元件3.4 合成蛋白質(zhì)裝置3.4.1 基于分子相互作用合成蛋白質(zhì)裝置3.4.2 基于結(jié)構(gòu)域合成蛋白質(zhì)裝置3.5 合成對(duì)RNA元件3.5.1 RNA傳感器3.5.2 RNA調(diào)節(jié)器3.6 合成RNA裝置3.6.1 傳感器和調(diào)節(jié)器元件直接偶聯(lián)的RNA裝置3.6.2 不同信息傳遞功能整合的RNA裝置3.6.3 功能組成骨架結(jié)構(gòu)——模塊組裝裝置3.6.4 天然核開關(guān)3.6.5 設(shè)計(jì)核酶和RNA邏輯裝置3.6.6 合成RNA裝置的各種技術(shù)3.6.7 合成RNA元件和裝置的應(yīng)用研究3.7 合成DNA元件和裝置3.7.1 合成DNA元件庫(kù)——iGEM Registry3.7.2 合成啟動(dòng)子3.7.3 合成動(dòng)態(tài)DNA裝置3.8 結(jié)束語(yǔ)參考文獻(xiàn)第4章 合成基因（或蛋白質(zhì)）網(wǎng)絡(luò)4.1 引言4.2 合成基因（或蛋白質(zhì)）線路4.2.1 邏輯基因線路4.2.2 功能基因線路4.3 合成基因（或蛋白質(zhì)）網(wǎng)絡(luò)4.3.1 合成轉(zhuǎn)錄基因網(wǎng)絡(luò)4.3.2 合成轉(zhuǎn)錄后基因網(wǎng)絡(luò)4.3.3 合成信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)4.3.4 合成宿主界面基因網(wǎng)絡(luò)4.3.5 合成跨細(xì)胞基因網(wǎng)絡(luò)4.4 定向進(jìn)化基因線路與網(wǎng)絡(luò)4.4.1 合成生物學(xué)與基因表達(dá)的進(jìn)化4.4.2 合成基因線路與網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)、工程化4.4.3 組合合成與基因網(wǎng)絡(luò)的定向進(jìn)化4.4.4 工程化基因網(wǎng)絡(luò)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)4.5 合成基因線路與網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用4.5.1合成基因線路與網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)藥工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用4.5.2 合成基因線路與網(wǎng)絡(luò)在生物能源領(lǐng)域中的應(yīng)用4.5.3合成基因線路與網(wǎng)絡(luò)用于構(gòu)建生物傳感系統(tǒng)4.6 結(jié)束語(yǔ)參考文獻(xiàn)第5章 合成生物系統(tǒng)5.1 引言5.2 從頭合成基因組5.2.1 從頭合成基因組的相關(guān)概念5.2.2 合成基因組的基本路線5.2.3 合成基因和基因組的方法5.3合成簡(jiǎn)化的生物系統(tǒng)5.3.1 最小基因組和必需基因5.3.2 人工合成脊髓灰質(zhì)炎病毒5.3.3 合成基因組控制的φX174噬菌體5.3.4 重構(gòu)T7噬菌體5.3.5 重構(gòu)1918年西班牙流感病毒5.3.6 嵌合基因組細(xì)胞5.3.7 重組有活性的蝙蝠SARS樣冠狀病毒5.3.8 轉(zhuǎn)化生殖支原體5.3.9 人造基因組控制的活細(xì)胞5.4 合成多細(xì)胞系統(tǒng)5.4.1 概述5.4.2 合成多細(xì)胞系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究5.4.3 合成多細(xì)胞系統(tǒng)的一些應(yīng)用5.5 無(wú)細(xì)胞合成生物系統(tǒng)5.5.1 概述5.5.2 無(wú)細(xì)胞合成生物系統(tǒng)中蛋白質(zhì)合成的機(jī)制和優(yōu)越性5.5.3 主要的無(wú)細(xì)胞合成生物系統(tǒng)5.5.4 無(wú)細(xì)胞合成生物系統(tǒng)的主要應(yīng)用5.5.5 前景展望參考文獻(xiàn)第6章 合成代謝途徑6.1 引言6.2 合成代謝途徑的定向進(jìn)化6.2.1 合成代謝途徑定向進(jìn)化策略6.2.2 類胡蘿卜素生物合成途徑定向進(jìn)化6.3 合成代謝途徑的構(gòu)建與最佳化6.3.1 合成代謝途徑的構(gòu)建6.3.2 合成代謝途徑的最佳化6.4 合成代謝途徑中關(guān)鍵酶分子工程6.4.1 酶水平的合成生物學(xué)6.4.2 途徑水平的合成生物學(xué)6.5 合成代謝途徑的設(shè)計(jì)6.5.1 現(xiàn)有代謝途徑的再設(shè)計(jì)6.5.2 從頭合成代謝途徑6.6 合成代謝途徑的調(diào)控6.6.1 通過(guò)操縱子調(diào)控合成代謝途徑6.6.2 多基因表達(dá)調(diào)控6.7 結(jié)束語(yǔ)參考文獻(xiàn)第7章 合成酶學(xué)7.1 引言7.2 合成藥物7.2.1 青蒿素7.2.2 聚酮化合物7.3 合成能源7.3.1 合成氫7.3.2 醇7.3.3 生物柴油7.4 合成生物質(zhì)產(chǎn)品或材料7.4.1 葡萄糖二酸7.4.2 聚乳酸7.5 結(jié)束語(yǔ)參考文獻(xiàn)

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