代谢工程的途径分析与优化

　　1目标——实用模型1
　　11模型选择的标准3
　　12生物化学过程模型7
　　121热力学8
　　122动力学11
　　123MichaelisMenten速度定律13
　　124化学计量系统19
　　125简化的表达21
　　126波德分析22
　　127幂定律近似法23
　　128S系统27
　　129综合质量作用系统28
　　1210代谢控制分析29
　　1211丰富的结构32
　　13总结33
　　14参考文献34
　　2生化系统理论方法41
　　21模型设计43
　　22生化系统理论中的方程设计46
　　23参数估计49
　　231基于流量的估计49
　　232根据动态数据估算53
　　24动态分析55
　　241系统特征的变化56
　　242蒙特卡罗模拟57
　　25稳态分析59
　　26稳定性分析63
　　27评价和说明68
　　28参考文献69
　　3黑曲霉生产柠檬酸模型73
　　31引言75
　　32柠檬酸基本的化学及生物化学性质76
　　33基础数学模型79
　　331质量平衡和S系统方程79
　　332参数估计和S系统表示法81
　　333基础数学模型89
　　334稳态89
　　335局部稳定性90
　　336鲁棒性90
　　337动态行为99
　　338最初模型的局限性和缺点99
　　34修订模型101
　　341新的过程和生化数据101
　　342质量平衡和S系统方程103
　　343局部稳定性和稳态的描述109
　　344鲁棒性109
　　35修订模型的性能评价119
　　36附录——修订模型中约束条件的数学表达式120
　　37参考文献122
　　4优化方法127
　　41解析方法130
　　411单变量函数的极值点130
　　412单变量非线性函数极值点的解析计算132
　　413多变量非线性函数极值点的解析计算135
　　414约束非线性函数的优化139
　　42搜索算法145
　　421单变量函数145
　　422多变量非线性函数的搜索148
　　423遗传算法151
　　43参考文献152
　　5生化系统的优化153
　　51引言155
　　52非线性优化的必要性159
　　53搜索多变量线性函数的极值161
　　54化学计量学网络的优化167
　　55S系统的优化169
　　56GMA 系统的优化171
　　57多目标优化173
　　571向量优化177
　　572目标规划178
　　58结构优化179
　　59参考文献181
　　6黑曲霉生产柠檬酸的优化187
　　61引言189
　　62用黑曲霉进行柠檬酸生产的最优线性规划190
　　621目标函数191
　　622约束条件191
　　63最优解197
　　64系统搜索最优解的最佳步骤序列200
　　65操作过程中的误差影响分析205
　　651输出分布的形态206
　　652柠檬酸的生产207
　　653约束违例208
　　66结论210
　　67参考文献212
　　7用酿酒酵母生产乙醇的最大化215
　　71概述217
　　72研究背景218
　　73Galazzo 和Bailey模型220
　　731物料平衡方程220
　　732动力学模型221
　　74S系统模型223
　　75模型的质量评估224
　　751稳态的局部稳定性225
　　752模型的刚性225
　　753动力学行为227
　　76优化——间接优化方法227
　　761直接的S系统优化228
　　762目标函数229
　　763约束条件230
　　77结果 232
　　771乙醇生产的最大化 232
　　772甘油及糖生产的最大化235
　　78间接优化方法的品质评价239
　　781直接优化方法的简洁陈述240
　　782乙醇生产的直接优化方法实施242
　　783乙醇生产的非直接优化和直接优化解242
　　79多目标优化245
　　791间接多目标优化方法246
　　792单目标优化247
　　793多目标优化248
　　794与糖酵解酶同时过量表达的观测值的比较 250
　　710讨论253
　　711参考文献254
　　8结论259
　　81大肠杆菌高密度培养生产L肉碱262
　　82大肠杆菌中色氨酸的生物合成264
　　83途径分析的趋势及基因技术和基因组学的作用266
　　831代谢流分析268
　　832基因组信息和生化系统理论269
　　84展望273
　　85参考文献274
　　人名索引277
　　主题索引285

　　功能基因组学和蛋白质组学的快速发展，为解决生物技术中的众多迫切问题搭建了一个平台。对生物体的基因和代谢途径进行方便的目的性操作，与计算能力的空前提高相结合，为生物技术的新领域——代谢工程的发展打开了方便之门。这个新兴的研究领域以代谢途径和基因网络为研究对象，最终的目标则是最优化。
　　本书原著由代谢工程领域从事多年研究工作的国外专家撰写，是剑桥大学的权威参考书之一，现在由国内从事相关工作的学者翻译成中文。系统介绍代谢工程的建模方法与优化技术，检验了代谢途径操作的研发策略，验证了系统模型有效的必要性，讨论了模型的设计和分析，重点则是在优化上。作者还阐述了生化系统理论中的幂定律模型和方法，由基本原理导出概念，汇集了大量的图片与研究实例。
　　本书的读者首推生物工程、生化工程、发酵工程、生物科学和生物技术等专业的高年级本科学生和研究生，可以成为他们了解代谢工程和从事相关研究时的参考书或教材，也可供从事代谢工程研究的相关领域专家、学者阅读和参考。