生物质抗降解屏障：解构植物细胞壁产生物能

生物质抗降解屏障：解构植物细胞壁产生物能
出版时间：2010年版
内容简介
　　利用现代生物技术，大规模开发和利用可再生性的非粮木质纤维素类生物质资源，将其降解转化为液体燃料和大宗化学品，既可减缓石油等不可再生资源的消耗，有效缓解能源资源紧缺，又能在保护生态环境和减缓温室效应的同时，开拓新的经济增长点。《生物质抗降解屏障：解构植物细胞壁产生物能》是由美国再生能源国家实验室首席科学家ME Himmell尊士主编，针对纤维素类生物质是如何抗生物降解的科学问题，从生物炼制过程中遇到的需“解铃”的困难出发，指出要解决这一科学问题，须深入研究绿色植物在进化过程中是如何“系铃”的。《生物质抗降解屏障：解构植物细胞壁产生物能》系统介绍植物生物质的化学组成、超微结构、合成酶系及其调控机制，强调了提高纤维素酶催化效率的相关基础研究应从以下方面展开：植物中的纤维素超分子结构纤维素酶在天然生境中的多样性纤维素酶活性位点的构架纤维素酶的持续性降解纤维素的去晶体过程等《生物质抗降解屏障：解构植物细胞壁产生物能》可供从事生物能源研究、开发的研究人员、企业技术人员参考阅读。
目录
第1章 深入研究生物质降解屏障与生物转化的困难是当前的挑战
1.1 现代木质纤维素的生物炼制
1.2 生物质抗降解屏障
1.3 植物在抵御微生物侵袭与酶解过程中的演化/演变
1.4 生物质降解的相关酶类工作效率达到最大了吗
1.5 化学预处理仍是暴露细胞壁纤维素的有效方法
1.6 细胞壁糖类的发酵：系统/合成生物学时代
参考文献
第2章 生物炼制
2.1 引言
2.2 第Ⅲ代生物炼制——木质纤维素的生物炼制
2.2.1 原料
2.2.2 生化转化
2.3 热化学生物炼制
2.3.1 概述
2.3.2 实现经济可行性的研发
2.4 高级生物炼制
2.4.1 高级大吨位原料供给系统
2.4.2 研究系统生物学以改进工艺
2.4.3 利用特定传热技术改进热化学工艺
2.4.4 技术集成、规模经济和工艺优化的演化
参考文献
第3章 能源作物——玉米的细胞壁解剖结构及超微结构
3.1 引言
3.2 细胞壁解剖结构
3.2.1 植物组织
3.3 细胞壁的合成及分子结构
3.3.1 生物合成
3.3.2 细胞壁片层（cell walll amellae）
3.3.3 宏纤丝与基元纤丝
3.3.4 微纤丝
3.3.5 纤维素
3.3.6 基质聚合物
3.4 用于表征细胞壁结构的新技术
3.4.1 原子力显微镜
3.4.2 生物光子和非线性显微镜
3.4.3 单分子方法
3.4.4 计算机模拟
3.5 小结
参考文献
第4章 植物细胞壁的化学和分子结构
4.1 引言
4.2 细胞壁聚合物化学
4.2.1 细胞壁多糖化学
4.2.2 细胞壁蛋白质化学
4.3 细胞壁聚合物的分子缔合
4.3.1 细胞壁聚合物的非共价相互作用
4.3.2 细胞壁聚合物的共价作用
4.3.3 细胞壁聚合物间共价交联阻碍多糖的利用
4.4 植物细胞壁的分子架构
4.4.1 初生壁
4.4.2 木质化的次生壁
4.5 不同细胞壁的酶解过程
参考文献
第5章 细胞壁多糖的合成
5.1 引言
5.2 纤维素
5.2.1 酶学
5.2.2 纤维素沉积
5.2.3 纤维素合成酶的调节
5.3 半纤维素
5.3.1 甘露聚糖
5.3.2 木葡聚糖
5.3.3 木聚糖
5.3.4 混合糖苷键葡聚糖
5.4 果胶物质
5.4.1 果胶合成场所
5.4.2 合成果胶的糖基转移酶
5.4.3 甲基转移酶
5.4.4 乙酰基转移酶
5.4.5 其它果胶修饰酶
5.4.6 同聚半乳糖醛酸合成
5.4.7 木糖半乳糖醛酸聚糖的合成
5.4.8 芹菜糖半乳糖醛酸聚糖的合成
5.4.9 鼠李糖半乳糖醛酸聚糖Ⅱ（RG-Ⅱ）的合成
5.4.10 鼠李糖半乳糖醛酸聚糖I（RG-I）的合成
5.5 细胞壁合成的细胞生物学及其区域化
5.6 核苷酸糖
5.6.1 发酵过程与核苷酸糖：悠久的研究历史
5.6.2 糖激酶：NDP一糖合成的焦磷酸化酶途径
5.6.3 NDP一糖的直接合成
5.6.4 NDP一糖的相互转换途径
5.6.5 StOPIYUDP-糖通用的焦磷酸化酶
5.6.6 UDP-a一D_葡萄糖（UDP-GlC）
5.6.7 ADP-a-D_葡萄糖（ADP-GlC）
5.6.8 UDP-a-D-乳糖（UDP-Gal）
5.6.9 UDFL-鼠李糖（UDP-Rha）
5.6.10 UDP-a一D-葡萄糖醛酸（UDP-GIcA）
5.6.11 UDP-a-D-乳糖醛酸（UDP-GalA）
5.6.12 UDP-a-D一木糖（UDP-Xyl）
5.6.13 UDP-D-芹菜糖（UDP-Api）
5.6.14 UDP-阿拉伯吡喃糖（UDP——Ara）
5.6.15 UDP-阿拉伯呋喃糖（UDF-Ara）
5.6.16 GDP-a-D-甘露糖（GDP-Man）
5.6.17 GDP-Pl-岩藻糖（GDP-Fuc）
5.6.18 GDP-pL半乳糖（GDP-Gal）GDP-pL古洛糖（GDP-Gul）
5.6.19 CMP-pKD（CMP-KDO）
5.6.20 参与NDP-糖代谢的其它酶类
5.6.21 今后的问题与方向
5.7 展望
参考文献
第6章 植物细胞壁纤维素结构
6.1 引言
6.2 背景
6.3 纤维素微纤丝
6.3.1 分子模建
6.3.2 拉曼光谱
6.3.3 聚集体模式的变化
6.4 解决结晶问题的新方法
参考文献
第7章 要质素：一个21世纪的挑战
7.1 木质素：从水生到陆生生物演化的分子基础及作用
7.2 维管束结构发育过程中木质素代谢途径的进化、木质素沉积及功能
7.2.1 维管植物的多样性及木质化
7.2.2 心材及应力（应压/应拉）木材组织
7.3 木质素单体的生物合成前体、最新进展及其代谢流分析
7.3.1 苯丙氨酸的合成
7.3.2 代谢流分析及木质素单体途径的转录谱
7.3.3 苯丙氨酸及酪氨酸的解氨酶
7.3.4 细胞色素P一450s及羟基肉桂酰CoA：莽草酸/奎宁酸羟基肉桂酰基转移酶
7.3.5 4一香豆酰CoA连接酶（4CL）
7.3.6 肉桂酰CoA还原酶及肉桂醇脱氢酶
7.3.7 COMTs及CMTs
7.3.8 木质素单体代谢途径中生理/生化功能尚不清楚的蛋“CADl”与“芥子醇脱氢酶SAD”
7.4 最新进展：拟南芥中木质素单体/木质素形成途径的代谢网络及目前数据库的注释/限制——机遇与挑战
7.5 木质素分析中的固有难点：关键问题及迫切需求
7.5.1 木质素分离程序
7.5.2 木质素亚基及木质素结构的NMR谱分析
7.5.3 木质素含量的确定、木质素降解方法及人工脱氢聚合物
7.6 在木质素模板聚合过程中木质素单体途径及过氧化物酶步骤的调节对维管结构和有限底物简并性的影响
7.6.1 PAL、C4H、pC3H、HCT及4CL的下调/突变
7.6.2 CCR、CAD、F5H和COMT下调与突变，以及木质素单体自由基生成之谜
7.6.3 转录控制下次生壁纤维的形成：对木质化及维管完整性的影响
7.7 天然木质素大分子的结构
7.7.1 早期研究：木质素的Freudenberg（随机偶合）和Forss（有规律重复单位）模型
7.7.2 木质素结构模型进一步细化（20世纪70年代至今）：重新评估
7.7.3 全新开端：全面准确地确定天然木质素大分子构象
7.8 展望：木质素大分子组装/构型、木质素复制模板及细胞壁的全合成研究中仍然存在的
问题
参考寸献
第8章 研究纤维素水解的计算方法
8.1 引言
8.2 分子力学
8.2.1 力场方程
8.2.2 原子间相互作用势能（interatomic potentials）
8.2.3 非键作用的截断距离与长程静电相互作用
8.2.4 分子模型的类型
8.3 力场
8.3.1 糖力场
8.3.2 溶剂化模型
8.4 分子动力学
8.4.1 动力学方法
8.4.2 有限差分法
8.4.3 体系大小的限制
8.4.4 量子力学/分子动力学
8.5 分析方法
8.6 增强取样和自由能方法
……
第9章 要糖及要糖低聚物在酸预处理中的降解机制
第10章 酶对植物细胞壁半纤维素的解聚作用
第11章 好氧微生物的纤维素酶系统
第12章 廇胃和大肠中厌氧微生物的纤维素酶系统
第13章 纤维小结：细菌克服生物质抗降解的策略
第14章 预处理提高原料降解效率
第15章 认识生物质降解群落
第16章 新一代生物质转化：统合生物工艺
索引