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高等生物催化工程

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Overview

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‌         所属专业学位:

本课程隶属于药学硕士专业学位,聚焦工业生物技术领域生物催化工程核心技能培养,对接生物制药、绿色化学等产业需求。

‌        教学内容‌:

课程以生物催化与生物转化为核心,构建“基础理论-前沿技术-产业应用”三位一体知识体系。‌理论模块,涵盖微生物学与酶学基础、手性化学原理、非水相酶催化;‌技术模块,重点解析酶催化动力学拆分、不对称合成等关键技术;‌应用模块,以L-氨基酸、手性药物(如2-芳基丙酸类)等生产案例为载体,剖析工艺开发与产业化实践。课程通过强化技术应用与创新实践,助力学生成为兼具工程思维、创新能力与社会使命的行业骨干。

‌        教学方法与内容组织‌:

教学方法:采用理论精讲、案例驱动和文献研讨多元化教学方法。通过产教融合,使教学内容与产业技术发展同频,培养学生实践应用能力;通过科教融合,紧贴领域前沿技术。培养学生创新思维与创新能力;通过思政融合,培养学生解决应用生物催化技术解决实际问题时的社会责任与使命感。

内容组织:教学内容采用分层递进式设计,从基础理论→技术方法→工程应用逐步深化。‌案例驱动式教学,引入企业真实项目作为教学载体,通过“问题分析-方案设计-综合评价”流程培养学生解决实际问题的能力。将科研课题融入教学,开展探究式学习,培养科研创新能力。

 ‌适用对象‌:

面向药学、生物与医药专业学位硕士研究生,尤其适合具有生物化学、有机合成基础,致力于生物制药、绿色化工等领域研发与生产的高层次应用型人才。



Syllabus

  • 1.绪论
    • 1.1生物催化的基本既念
    • 1.2生物催化的研究内容
    • 1.3生物催化典型应用实例
    • 1.4生物催化的发展趋势
  • 2.手性化学基础
    • 2.1手性的概念及意义
    • 2.2有机分子的三维结构与手性
    • 2.3手性与不对称性
    • 2.4对映体组成的测定
    • 2.5生物催化的手性化学
  • 3.手性化合物制备的一般方法
    • 3.1天然手性化合物的提取、半合成与发酵
    • 3.2外消旋体的拆分(1)
    • 3.3外消旋体的拆分(2)
    • 3.4手性合成
  • 4.非水介质体系
    • 4.1生物催化中典型的非水介质系统(上)
    • 4.2生物催化中典型的非水介质系统(下)
    • 4.3非水溶剂的影响及其选择原则
    • 4.4水活度的影响及其控制方法
    • 4.5添加剂对非水相生物催化反应的影响
    • 4.6非水介质中酶的活化方法
  • 5.非水介质中的典型生物催化反应
    • 5.1酶催化的酯化和酰基转移反应
    • 5.2酶催化的酯合成反应的应用
    • 5.3酶催化的酰胺化反应
    • 5.4非水相酶催化的应用
  • 6.重要的生物催化反应
    • 6.1水解酶及酯的类型
    • 6.2微生物酯酶、脂肪酶催化的立体选择性反应
    • 6.3辅酶循环
    • 6.4脱氢酶及酵母细胞催化酮的还原
    • 6.5单加氧酶催化的氧化反应
    • 6.6双氧酶催化的氧化反应
    • 6.7 氧化酶和脱氢酶催化的反应
  • 7.文献研讨
    • 7.1Optimization of enantioselective resolution of racemic ibuprofenby native lipase from Aspergillus niger(上)
    • 7.2Optimization of enantioselective resolution of racemic ibuprofenby native lipase from Aspergillus niger(下)
    • 7.3 A novel method to resolve(R,S)-3-n-butylphthalide catalyzed by Novozyme(上)
    • 7.4 A novel method to resolve (R,S)-3-n-butylphthalide catalyzed by Novozyme(下)
  • 8.案例研讨
    • 8.1酶催化的α-芳基丙酸类手性药物的制备案例(上)
    • 8.2酶催化的α-芳基丙酸类手性药物的制备案例(下)
    • 8.3酶催化的聚己内酯合成案例
    • 8.4 酶法制备阿斯巴甜案例
  • 9.课程思政案例
    • 9.1培养科学精神—沙利度胺事件的启示
    • 9.2弘扬社会主义核心价值观念—生物催化剂的千年传承与时代价值
    • 9.3科学探索中的辩证思维—酶在非水介质中的"破局"智慧
  • 期末考试

    Taught by

    Qingdao University of Science and Technology

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