代谢工程－－原理与方法 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:化学工业

作者:[美] Gregory N. Ste

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2003-1

价格:39.00元

装帧:

isbn号码:9787502545680

丛书系列:

图书标签:

• 代谢工程
• 合成生物学
• 生物化工
• 代谢途径
• 基因工程
• 系统生物学
• 生物技术
• 酶工程
• 代谢组学
• 生物反应器

好的，下面是一份关于《代谢工程－－原理与方法》这本书的详细介绍，内容涵盖了代谢工程这一交叉学科的核心概念、前沿技术、应用领域以及未来发展方向，旨在为读者提供一个全面而深入的视角。 --- 《代谢工程：理论前沿与实践探索》 书籍概述 《代谢工程：理论前沿与实践探索》是一本全面系统介绍现代生物技术核心领域——代谢工程的专业著作。本书深度剖析了代谢工程学的基本原理、关键技术以及在工业生物技术、医药研发和环境治理等领域的广泛应用。代谢工程作为一门将合成生物学、系统生物学与分子生物学有机结合的前沿学科，其目标是通过对微生物、动物或植物细胞的代谢途径进行精确设计与优化，以实现特定化合物的高效生产或生物学功能的调控。 本书不仅仅停留在对基础概念的阐述，更侧重于系统性的分析工具和先进的工程化方法，旨在为读者提供一个从理论建模到实际操作的完整知识框架。 --- 第一部分：代谢工程的理论基石与系统视角 本部分构建了理解代谢工程的理论基础，强调了从宏观系统角度审视生物体的必要性。 第一章：代谢网络的基础结构与调控机制 本章详细探讨了细胞内生化反应网络的拓扑结构和动态特征。内容涵盖了中心碳代谢（糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径）、氮代谢、氨基酸和核苷酸代谢等核心途径的反应动力学和限速步骤分析。重点讨论了代谢流（Metabolic Flux）的概念及其在评估细胞性能中的核心作用，并介绍了如何利用同位素示踪技术（如$^{13}$C-MFA）量化和验证代谢流模型。 第二章：系统生物学在代谢工程中的角色 代谢工程的本质是系统工程。本章深入介绍了系统生物学提供的强大工具集，特别是基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学（“多组学”）如何共同描绘细胞的整体功能图谱。强调了从数据驱动到知识驱动的转变，探讨了如何利用高通量数据整合，识别调控关键的靶点和瓶颈。 第三章：代谢网络建模与计算模拟 这是本书的技术核心之一。本章详细讲解了构建代谢网络数学模型的方法，包括基于通量的约束优化模型（FBA）、药代动力学（PK/PD）模型以及动态模拟模型。着重分析了如何利用这些计算工具来预测基因敲除、酶过表达或底物变化对目标产物产量的影响，从而指导实验设计，实现“虚拟筛选”。 --- 第二部分：代谢途径的重构与工程化策略 本部分聚焦于实现代谢优化的具体工程技术和策略。 第四章：目标产物合成路径的设计与优化 本章探讨了如何为非天然产物（如高价值化学品、药物中间体）设计和构建全新的或增强的生物合成途径。内容包括基因挖掘、酶的定向进化、以及异源宿主中的通路组装。详细阐述了如何平衡宿主细胞的资源分配，避免“代谢泄漏”或“副产物竞争”的工程挑战。 第五章：宿主菌株的代谢流调控技术 实现高效生产的关键在于精确控制代谢流的走向。本章系统介绍了实现流调控的多种工程手段： 1. 增强目标途径的“输入流”：通过优化关键上游酶或引入更高效的底物转运系统。 2. 消除竞争性“输出流”：通过基因敲除（Knockout）或基因沉默（Knockdown）技术，阻断副产物的生成路径。 3. 平衡“内部循环”：通过调控辅因子（如NADPH/NADH）的再生速率和平衡细胞的氧化还原状态。 第六章：基因表达调控的工程化工具 精确的基因表达水平是代谢稳态的保证。本章介绍了用于实现时间、空间或浓度依赖性表达的先进工具，包括可诱导启动子系统（如Tet-On/Off）、RNA干扰（RNAi）、CRISPRi/a技术在调控代谢酶表达中的应用。重点分析了如何通过梯度表达来避免过度表达带来的毒性或细胞生长抑制。 --- 第三部分：前沿技术与应用案例 本部分将理论和技术应用于当前的研发热点和产业实践。 第七章：合成生物学与代谢工程的深度融合 合成生物学为代谢工程提供了更强大的“即插即用”元件库。本章讨论了“自下而上”的合成方法，包括构建人工细胞器（如模拟线粒体或叶绿体功能）、设计基于开关和反馈回路的智能代谢网络，以实现对复杂环境刺激的响应性生产。 第八章：高通量筛选与自动化平台 现代代谢工程高度依赖快速、高效的筛选技术。本章详细介绍了微流控技术（Microfluidics）在单细胞水平上的代谢分析和筛选中的应用。此外，还介绍了自动化合成生物学平台（Automated Foundries）如何结合机器人技术和数据分析，加速“设计-构建-测试-学习”（DBTL）循环的进程。 第九章：生物基产品生产的工业应用 本章通过多个详尽的案例研究，展示了代谢工程在工业规模生产中的实际价值： 绿色化学品：如生物基丁二酸、1,3-丙二醇的优化生产菌株构建。 医药与营养品：青蒿素、维生素、多糖类抗生素等复杂天然产物的微生物工厂构建。 生物燃料：新一代先进生物燃料（如萜烯类、脂肪酸衍生物）的高效合成。 第十章：面向未来的挑战与机遇 本章对代谢工程的未来发展方向进行了展望。讨论了如何将人工智能（AI）和机器学习（ML）更深入地整合到代谢网络预测和路径优化中。同时，探讨了将代谢工程扩展到非模式生物（如藻类、真菌）的挑战，以及在生物治疗（如CAR-T细胞代谢重编程）领域中的新兴应用潜力。 --- 本书特色 本书的显著特点在于其严谨的工程学思维与前沿的生物学知识的完美结合。它不仅为生命科学领域的学生和研究人员提供了坚实的理论基础，也为生物化工、制药和农业领域的工程师提供了可立即应用的工程化方法论。通过大量的案例分析和批判性讨论，读者将能够掌握如何科学地识别代谢瓶颈、设计并验证最优的工程策略，最终实现细胞工厂的性能飞跃。 目标读者：生物工程、化学工程、合成生物学、系统生物学、微生物学、药学等相关专业的研究人员、研究生及产业界技术人员。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

内容组织上，本书展现出了一种近乎完美的功能分区和交叉引用系统。目录结构清晰得如同一个设计精良的数据库导航界面，每个章节标题都一目了然，指明了其核心聚焦的代谢网络或改造策略。书的后半部分附带的附录部分尤其值得称赞，它收集了大量高频使用的数据库链接、常用培养基的配方参考，以及用于数据处理的常用脚本语言片段。最让我感到惊喜的是，书中几乎每一项关键的实验技术或计算方法，都有清晰的标注，并附有详细的交叉引用编号，可以快速定位到前文对该方法原理的详细阐述。这意味着，读者可以根据自己的需求，选择性地深入阅读，或者快速检索特定信息，极大地提高了查阅效率。这种高度的“可检索性”和“模块化”设计，使得这本书不仅适合系统学习，更是一个功能强大、随时待命的案头工具书，确保了在实际操作中遇到问题时，能够迅速找到理论支撑和解决方案。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度和广度，完全超出了我对一本专业参考书的预期。它并非仅仅停留在对现有技术和工具的简单罗列上，而是深入挖掘了支撑这些技术背后的底层数学模型和热力学基础。例如，在讨论酶促反应的动力学优化时，作者并未满足于讲解米氏方程本身，而是详细推导了偏微分方程在非稳态条件下的近似解法，并结合了数值模拟的结果进行对比分析。这种对“为什么会这样”的深究，让读者能够真正理解其中的内在逻辑，而非仅仅停留在“是什么”的层面。更难得的是，书中对不同学科交叉点的探讨非常到位，将化学计量学、系统生物学、甚至是工程控制论的原理，巧妙地融入到代谢调控的框架中。每一次阅读，都像是进行了一次跨学科的思维体操，不断拓展着对生命系统复杂性的认知边界。对于那些希望从“应用操作者”晋升为“理论构建者”的读者来说，这本书提供的思维工具箱是无比丰厚的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计简直是一场视觉盛宴，封面采用了一种低饱和度的墨绿色，搭配着烫金的书名和作者信息，散发着一种沉稳而又略带神秘的学究气质。拿到手里，就能感受到纸张的厚重与细腻，那种特有的油墨香气混合着新书的气息，让人忍不住想要立刻沉浸其中。内页的排版也是极其考究，字体选择上偏向于宋体和黑体的结合，既保证了阅读的舒适度，又在专业名词处用粗体或斜体做了清晰的区分。图表的绘制尤为出色，那些复杂的生化通路图和反应动力学曲线，不仅线条流畅，配色也十分合理，即便是初次接触这个领域的读者，也能大致捕捉到关键信息。尤其值得称赞的是，作者在许多关键概念的阐述旁，都配有小小的插图注释，用非常直观的漫画式图形解释了抽象的分子机制，大大降低了入门的门槛。整体来看，这本书的物理形态本身就是一种对知识的尊重和仪式感，绝对是书架上值得珍藏的一件艺术品，光是翻阅欣赏，就足以让人感到心旷神怡，为接下来的深入阅读做好了心理上的铺垫。

评分☆☆☆☆☆

从使用体验的角度来说，这本书的价值不仅仅在于其所承载的知识密度，更在于它成功地建立起了一种积极的学习氛围和社群导向。在每章末尾，作者经常会提出一些当前领域尚未解决的“开放性问题”或“未来挑战”，这些问题往往极具启发性，直接点出了学科的前沿困境，让人读后热血沸腾，产生了强烈的探索欲望。这些内容明显是写给那些有志于投身科研、希望有所建树的年轻学者的，它传递出的信息是：科学研究是一个不断挑战未知的过程，而非知识的终点。此外，书中引用的文献列表详实而权威，涵盖了从经典的综述到近两年的高分论文，构建起了一张可靠的知识网络，让人可以顺着作者的思路继续向更深处挖掘。这本书读完后，我感觉收获的不仅仅是知识点，更是一种面对复杂生物工程问题时的信心和解决问题的系统性思维框架，它像一把钥匙，开启了通往更高级别思考的大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏把握得极为精妙，它没有一上来就抛出那些令人望而生畏的复杂公式和晦涩术语，而是选择了一种循序渐进、层层递进的叙述方式。开篇部分，作者用了一种类似讲故事的口吻，从生命体最基础的新陈代谢现象入手，探讨了“改造”这一概念是如何从自然选择的漫长过程中被人类有意识地借鉴和模仿。语言风格极其流畅自然，仿佛一位经验丰富的导师在与你面对面交流，不时穿插一些历史典故或早期科学家的探索历程，让枯燥的科学史变得生动有趣。随着章节深入，虽然专业性逐渐增强，但作者始终保持着对读者的体贴，总是在关键转折点设置一个“小结”或“思考题”，引导读者回顾并消化前文内容。这种处理方式极大地缓解了深度学习带来的认知压力，让人感觉每一步都是在坚实的基础上前进，而不是在云里雾里摸索。我个人特别欣赏作者在论证某些前沿技术时，那种兼具批判性思维和前瞻性的平衡感，既肯定了现有成就，又不失对未来可能性的审慎探讨。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆