《糖酶與糖物質(zhì)》圍繞糖酶的結(jié)構(gòu)、催化機(jī)理及其在多糖合成與降解中的作用展開(kāi),深入探討了淀粉酶、纖維素酶、木聚糖酶、-葡萄糖苷酶等多種糖酶的分子特性、活性中心構(gòu)型及進(jìn)化關(guān)系,并結(jié)合X射線晶體學(xué)等現(xiàn)代技術(shù)解析其作用機(jī)制。同時(shí),書中廣泛涵蓋植物細(xì)胞壁多糖(如阿拉伯木聚糖、-葡聚糖、果膠等)的結(jié)構(gòu)多樣性、代謝調(diào)控及其在食品品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)健康和加工過(guò)程中的功能,還重點(diǎn)介紹了海藻糖、菊粉、聚葡萄糖、棉籽糖等功能性糖物質(zhì)的生產(chǎn)技術(shù)、理化性質(zhì)及工業(yè)應(yīng)用。內(nèi)容貫通基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)實(shí)踐,融合生物化學(xué)、植物生理學(xué)與食品工程,全面展現(xiàn)了糖酶與糖物質(zhì)在農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的科學(xué)價(jià)值與應(yīng)用前景。
1.多尺度整合:從分子機(jī)制到工業(yè)應(yīng)用。本書以糖酶為核心,系統(tǒng)闡述其催化機(jī)理、三維結(jié)構(gòu)、活性位點(diǎn)特征及進(jìn)化關(guān)系,并延伸至糖類物質(zhì)(如淀粉、纖維素、果聚糖、菊粉等)的生物合成、降解與功能特性,貫通了從原子/分子水平到細(xì)胞、組織乃至食品與工業(yè)產(chǎn)品層面的知識(shí)鏈條。
2. 跨學(xué)科交叉:融合生物化學(xué)、植物生理學(xué)與食品工程。內(nèi)容不僅涵蓋酶學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué),還深入探討植物細(xì)胞壁多糖的動(dòng)態(tài)代謝、果實(shí)軟化機(jī)制、膳食纖維營(yíng)養(yǎng)功能等植物生理過(guò)程,并緊密結(jié)合食品加工中的質(zhì)構(gòu)調(diào)控、回生抑制、功能性配料開(kāi)發(fā)等工程問(wèn)題,體現(xiàn)出鮮明的多學(xué)科交叉特色。
3. 強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系。全書高度重視糖酶及糖物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與其生物學(xué)或工業(yè)功能之間的關(guān)聯(lián)。例如,通過(guò)比較不同來(lái)源-淀粉酶的催化中心和底物結(jié)合位點(diǎn),揭示其催化特異性;分析阿拉伯木聚糖、-葡聚糖等多糖的分子多樣性,闡明其對(duì)食品品質(zhì)和人體健康的影響。
4. 突出應(yīng)用導(dǎo)向與產(chǎn)業(yè)價(jià)值。在夯實(shí)理論基礎(chǔ)上,本書大量篇幅聚焦于糖酶在寡糖合成、淀粉改性、水膠體生產(chǎn)等領(lǐng)域的工業(yè)應(yīng)用,系統(tǒng)介紹海藻糖、菊粉、聚葡萄糖、棉籽糖等功能性糖物質(zhì)的制備工藝、檢測(cè)方法及在食品、醫(yī)藥等行業(yè)的開(kāi)發(fā)前景,具有顯著的實(shí)用性和產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)意義。
5. 注重前沿技術(shù)與方法學(xué)。書中廣泛采用現(xiàn)代分析手段,如X射線晶體學(xué)、甲基化分析、基因克隆、系統(tǒng)進(jìn)化分析等,用于解析酶結(jié)構(gòu)、多糖組成及基因家族演化,為讀者提供了扎實(shí)的技術(shù)參考。
李興軍
博士,國(guó)家糧食和物資儲(chǔ)備局科學(xué)研究院三級(jí)研究員,碩士研究生導(dǎo)師。中國(guó)科協(xié)科技人才獎(jiǎng)項(xiàng)評(píng)審專家(2023-2028年),中國(guó)糧油學(xué)會(huì)儲(chǔ)藏分會(huì)常委委員,中國(guó)醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會(huì)膳食纖維技術(shù)分會(huì)專家委員。曾在日本國(guó)立廣島大學(xué)從事獼猴桃細(xì)胞壁多糖分離純化鑒定和細(xì)胞壁海藻糖酶純化研究,受到日本學(xué)術(shù)振興會(huì)(JSPS)博士后基金資助(P05190);貒(guó)后在國(guó)家糧食和物資儲(chǔ)備局科學(xué)研究院從事儲(chǔ)糧平衡水分與智能機(jī)械通風(fēng)、食品科學(xué)與工程研發(fā)。主持和參與縱向課題14項(xiàng),橫向課題10多項(xiàng)。以第一完成人獲得兩項(xiàng)省部級(jí)二等獎(jiǎng);發(fā)表學(xué)術(shù)論文150余篇,其中發(fā)表SCI論文28篇;授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利6件,軟件著作權(quán)8件,主編學(xué)術(shù)專著1部。
第一章 淀粉酶及糖酶的催化機(jī)制
第一節(jié) 糖酶的催化機(jī)制
一、 淀粉酶分類
二、 糖酶催化機(jī)制
第二節(jié) -淀粉酶的結(jié)構(gòu)特征與進(jìn)化關(guān)系
一、 -淀粉酶概述
二、 -淀粉酶三維結(jié)構(gòu)
三、 -淀粉酶保守的序列區(qū)
四、 -淀粉酶進(jìn)化關(guān)系
第三節(jié) X 射線晶體學(xué)分析-淀粉酶的結(jié)構(gòu)
一、 -淀粉酶三維結(jié)構(gòu)分析方法
二、 大豆、大麥突變體、蠟樣芽孢桿菌-淀粉酶的結(jié)構(gòu)確定
三、 大豆-淀粉酶 (SBA)的全結(jié)構(gòu)
四、 大麥-淀粉酶的突變體(BBA-7s)的全結(jié)構(gòu)
五、 蠟樣芽孢桿菌 -淀粉酶 (BCB)的全結(jié)構(gòu)
六、 SBA催化中心和底物結(jié)合位點(diǎn)
七、 BCB催化中心和底物結(jié)合位點(diǎn)
八、 BBA-7s催化中心和底物結(jié)合位點(diǎn)
第四節(jié) -淀粉酶分子中巰基和二硫鍵基團(tuán)功能
一、 酶蛋白的巰基和二硫鍵基團(tuán)
二、 -淀粉酶的巰基和二硫鍵
三、 X射線晶體學(xué)分析-淀粉酶的結(jié)構(gòu)
第二章 植物細(xì)胞壁多糖與水解酶
第一節(jié) 多聚糖外切與內(nèi)切水解酶及多聚糖結(jié)構(gòu)分析
一、 定性-D-葡聚糖內(nèi)切和外切水解酶的方法
二、 多聚糖結(jié)構(gòu)甲基化分析方法
第二節(jié) 木葡聚糖的純化鑒定
一、 材料與方法
二、 結(jié)果與討論
第三節(jié) 發(fā)育獼猴桃中支鏈淀粉類似物的鑒定
一、 材料與方法
二、 結(jié)果與討論
第四節(jié) 植物木葡聚糖內(nèi)糖基轉(zhuǎn)移酶/水解酶
一、 重新命名木葡聚糖內(nèi)糖基轉(zhuǎn)移酶/水解酶
二、 擬南芥XTH基因家族和系統(tǒng)進(jìn)化
三、 離體條件下XTHs的活性和作用方式
四、 XTHs酶催化機(jī)制
五、活體條件下觀察XTH作用
六、 XTHs 的功能多樣性
第五節(jié) 谷物類1,3;1,4--葡聚糖水解酶類
一、 1,3;1,4--D-葡聚糖的分子結(jié)構(gòu)
二、 1,3;1,4--D-葡聚糖降解酶分類
三、 內(nèi)切-1,3;1,4--葡聚糖酶的作用方式
四、 1,4--D-葡聚糖葡萄水解酶
五、 寬特異性的-D-葡聚糖外切水解酶
六、 -D-葡聚糖內(nèi)切和外切水解酶的生物功能
第六節(jié) 微生物和動(dòng)物纖維素酶
一、 微生物纖維素酶
二、 動(dòng)物纖維素酶
三、 纖維素酶的應(yīng)用前景
四、 利用酵母發(fā)酵可溶性纖維寡聚糖
第七節(jié) 植物內(nèi)切-1,4--葡聚糖酶
一、 楊樹纖維素內(nèi)切-1,4--葡聚糖酶 (纖維素酶)
二、 豌豆木葡聚糖內(nèi)切-1,4--葡聚糖酶 (木葡聚糖酶)
三、 番茄內(nèi)切-1,4--葡聚糖酶
四、 植物內(nèi)切-1,4--葡聚糖酶的潛在功能和底物復(fù)雜性
第八節(jié) 果實(shí)軟化的細(xì)胞壁多聚糖拆卸酶類
一、 細(xì)胞壁多聚糖拆卸概念
二、 果膠質(zhì)酶類
三、 纖維素及與其相互作用的蛋白質(zhì)
四、 半纖維素酶
第九節(jié) 過(guò)氧化物酶和活性氧種類
一、 植物過(guò)氧化物酶分類
二、 過(guò)氧化物酶分子結(jié)構(gòu)
三、 過(guò)氧化物酶催化的反應(yīng)
四、 過(guò)氧化物酶的?理意義
五、 活性氧種類對(duì)細(xì)胞壁多聚糖的剪切
第三章 重要的其他糖基酶與蛋白質(zhì)
第一節(jié) 黑曲霉菌-葡萄糖苷酶催化反應(yīng)的疏水驅(qū)動(dòng)機(jī)制
一、 -葡萄糖苷酶
二、 黑曲霉-葡萄糖苷酶的特性與分子組成
三、 黑曲霉-葡萄糖苷酶的亞位點(diǎn)結(jié)構(gòu)
四、 黑曲霉-葡萄糖苷酶催化反應(yīng)的定性
第二節(jié) 調(diào)節(jié)細(xì)胞功能的膜糖酶
一、 糖蛋白
二、 糖脂
三、 調(diào)節(jié)細(xì)胞功能的膜糖酶
第三節(jié) 糖基磷脂酰肌醇錨
一、 GPI錨的分布及結(jié)構(gòu)
二、 GPI錨的化學(xué)性質(zhì)及生物合成運(yùn)輸
三、 GPI-APs的膜性質(zhì)和生物學(xué)功能
四、 人體內(nèi)的 GPI-APs
五、 GPI 錨與疾病
第四章 重要的工業(yè)糖酶
第一節(jié) 海藻糖生產(chǎn)的糖基轉(zhuǎn)移酶和-淀粉酶催化機(jī)制
一、 海藻糖生產(chǎn)的方法
二、 硫化葉菌海藻糖生產(chǎn)酶
三、 海藻糖生產(chǎn)酶的催化機(jī)制
第二節(jié) 節(jié)桿菌和硫化葉菌海藻糖生產(chǎn)酶
一、 MTSase和MTHase特性
二、 海藻糖性質(zhì)和用途
第三節(jié) 獼猴桃細(xì)胞壁海藻糖酶純化及基因克隆
一、 材料與方法
二、 結(jié)果分析
三、 討論與結(jié)論
第四節(jié) 采用轉(zhuǎn)糖基化酶從蔗糖合成寡聚糖
一、 果寡聚糖
二、 乳蔗糖、木蔗糖、異構(gòu)麥芽蔗糖和果糖基-甜菊苷
三、 帕拉金糖和海藻酮糖
第五節(jié) 果聚糖的合成與應(yīng)用
一、 果聚糖的發(fā)生
二、 果聚糖合成機(jī)制
三、 萊范生產(chǎn)及特性
四、 萊范和菊粉的應(yīng)用
第六節(jié) 木聚糖酶及其工業(yè)應(yīng)用
一、 木聚糖酶的結(jié)構(gòu)性質(zhì)
二、 木聚糖酶的分類與特性
三、 木聚糖酶的應(yīng)用
四、 木聚糖酶的工業(yè)生產(chǎn)和研究
第五章 谷物及其他植物的細(xì)胞壁多糖
第一節(jié) 谷物阿拉伯木聚糖和-D-葡聚糖
一、 阿拉伯木聚糖的分子多樣性
二、 谷物籽粒 1,3;1,4--D-葡聚糖
三、 非淀粉多糖 (NSP) 對(duì)人體健康的重要性
第二節(jié) 豆類膳食纖維的分子結(jié)構(gòu)多樣性與功能
一、 雜豆類種子細(xì)胞壁多糖
二、 抗性淀粉
三、 雜豆類種子膳食纖維多樣性
四、 雜豆類膳食纖維的功能
第三節(jié) 小麥籽粒阿拉伯木聚糖的含量與積累
一、 小麥籽粒阿拉伯木聚糖 (AX) 含量和結(jié)構(gòu)變異
二、 調(diào)控小麥籽粒內(nèi)AX
三、 正義遺傳方法
第四節(jié) 小麥籽粒的細(xì)胞壁沉積與代謝
一、 成熟籽粒的細(xì)胞壁組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)建
二、 籽粒發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞壁的變化
三、 細(xì)胞壁代謝
第五節(jié) 植物初生細(xì)胞壁分子結(jié)構(gòu)與分析技術(shù)
一、 初生細(xì)胞壁的組成
二、 初生壁多糖的測(cè)定方法
三、 初生壁多糖成分的分子結(jié)構(gòu)
四、 細(xì)胞壁超級(jí)結(jié)構(gòu)模型的一般特征
第六節(jié) 酚酸
一、 酚酸的結(jié)構(gòu)與功能
二、 酚酸的生物合成
三、 酚酸的提取技術(shù)
四、 酚酸的鑒定技術(shù)
五、 酚酸與加工的關(guān)系
第七節(jié) 植物細(xì)胞壁多糖的營(yíng)養(yǎng)作用
第八節(jié) 阿拉伯木聚糖產(chǎn)品水分吸著等熱
一、 材料與方法
二、 結(jié)果與分析
三、 討論與結(jié)論
第九節(jié) 細(xì)胞壁在一些植物源食品品質(zhì)中的作用
一、 食品品質(zhì)概念
二、 植物細(xì)胞壁功能與成分
三、 植物細(xì)胞壁在食品品質(zhì)中的作用
四、 谷物、豆類及果蔬細(xì)胞壁在加工品質(zhì)中的作用
五、 細(xì)胞內(nèi)含物的釋放
六、 品質(zhì)改良的一個(gè)焦點(diǎn)細(xì)胞黏著
第六章 工業(yè)糖物質(zhì)的生產(chǎn)及利用
第一節(jié) 全球水膠體的概況
一、 水膠體全球市場(chǎng)
二、 原生淀粉和修飾淀粉
三、 魔芋膠
四、 普魯藍(lán)
第二節(jié) 阿拉伯膠、果膠質(zhì)及大豆可溶性多聚糖
一、 阿拉伯膠
二、 果膠質(zhì)
三、 大豆可溶性多聚糖
第三節(jié) 瓜爾豆膠與瓜爾纖維
一、 瓜爾豆膠
二、 瓜爾纖維
第四節(jié) 淀粉回生的抑制
一、 淀粉結(jié)構(gòu)與功能
二、 淀粉回生的定義及分子機(jī)制
三、 研究淀粉回生的方法
四、 添加劑對(duì)淀粉回生的抑制
五、 解決米飯、米線淀粉回生問(wèn)題的方法
第五節(jié) 棉籽糖
一、 棉籽糖的理化性質(zhì)
二、 棉籽糖的生理功能
三、 棉籽糖的應(yīng)用現(xiàn)狀
四、 棉籽糖的制取
第六節(jié) 菊粉
一、 菊粉的發(fā)現(xiàn)與化學(xué)結(jié)構(gòu)
二、 菊粉的天然來(lái)源與生理功能
三、 化學(xué)分析及檢測(cè)
四、 菊粉生物合成
五、 菊粉的生物降解
六、 菊粉生產(chǎn)
七、 菊粉性質(zhì)
八、 菊粉在食品中的應(yīng)用
九、 非食品行業(yè)的開(kāi)發(fā)及其應(yīng)用
第七節(jié) 聚葡萄糖
一、 聚葡萄糖的結(jié)構(gòu)及組成
二、 聚葡萄糖的特性
三、 聚葡萄糖在食品中的應(yīng)用
四、 聚葡萄糖在食品中的應(yīng)用
五、 聚葡萄糖的使用及添加量
參考文獻(xiàn)