酵素利用技術大系

～基礎・解析から改変・高機能化・産業利用まで～

第1編　酵素を知る─酵素科学の現状


第1章　酵素の歴史，一般論

序酵素：一般論
1.生命科学・工学研究の中心であり続ける酵素
2.酵素：一般論
3.本書の構成

第1節　酵素科学の歴史
1.酒造りから酵素学（生化学）へ
2.定常状態の酵素反応速度論（steadystateenzymekinetics）
3.協同性（cooperativity）
4.迅速反応（前定常状態）の解析
5.タンパク質の構造決定
6.酸化還元酵素
7.リボザイム（ribozyme）と抗体触媒（catalyticantibody）
8.おわりに

第2節　酵素工学の歴史

第3節　酵素産業の歴史
1.はじめに
2.酵素を使った物質生産─ハイブリッドプロセス
3.酵素を使ったバイオリアクター
4.酵素を使ったバイオセンサー
5.医療用酵素
6.食品用酵素
7.洗剤用酵素
8.エネルギー，環境用酵素
9.酵素試薬，分析用酵素

第4節　酵素解析
1.理論的背景
2.酵素反応解析
3.基質特異性の解析
4.おわりに


第2編　酵素を視る


第1章　酵素の解析方法

第1節　Ｘ線結晶構造解析
1.原理・金属酵素への応用
　1.X線結晶構造解析の基本原理
　2.位相決定法
　3.金属酵素への応用
2.タンパク質合成酵素関連
　1.翻訳：tRNAと遺伝暗号の正確性
　2.アミノアシルtRNA合成酵素
3.医療関連酵素
　1.はじめに
　2.医療関連酵素のX線結晶構造解析
　3.ウイルスプロテアーゼ
　4.プロテインキナーゼ
　5.シトクロムP450
　6.インフルエンザノイラミニダーゼ
　7.まとめ

第2節　NMR
1.総論
　1.はじめに
　2.酵素分子の静的・動的構造機能解析
　3.酵素の作用対象と産物（原系・生成系）の解析
2.NMRによる速度論解析応用
　1.序論
　2.トランスグルタミナーゼ
　3.αグルコシダーゼ
　4.結論

第3節　速度論的解析─総論
1.はじめに
2.Michaelis－Menten式
3.速度パラメータkcatとKmの求め方
4.前定常状態（遷移相）の速度論
5.酵素活性のpH依存性
6.酵素活性の温度依存性

第4節　QCM法を用いた酵素反応の解析
1.はじめに
2.従来の酵素反応の解析方法（Michaelis－Menten式の限界）
3.糖鎖上での酵素反応
4.タンパク質上での酵素反応
5.おわりに

第5節　EQCMを用いた酵素反応解析
1.酸化還元を伴った酵素反応
2.EQCM測定による解析の必要性
3.EQCM測定の装置
4.酵素ヒドロゲナーゼと基質シトクロムc3との反応

第6節　AFMを用いた酵素反応解析
1.はじめに
2.AFMの動作原理と高速化技術
3.タンパク質の一分子イメージング
4.おわりに

第7節　酵素反応の1分子イメージング
1.反応を検出する技術としての1分子イメージング
2.1分子イメージングの意義
3.イメージング技術の発展
4.1分子イメージングの応用
5.F1－ATPaseの例
6.1分子イメージングの問題点と展望


第2章　酵素活性の発現機構

第1節　酵素の解析例
1.キナーゼ
　1.はじめに
　2.プロテインキナーゼ
　3.セリン／トレオニンキナーゼ
　4.チロシンキナーゼ
　5.ヒスチジンキナーゼ
　6.キナーゼ活性を利用したアプリケーション
　7.キナーゼ活性制御をねらった創薬
　8.キナーゼ結合タンパク質
　9.ENH－PKCβの相互作用
　10.FEZ1－PCKζの相互作用
　11.RBCK1－PKCβの相互作用
2.酵素触媒基の研究：アラニンラセマーゼの場合
　1.はじめに
　2.アラニンラセマーゼとは
　3.細菌アラニンラセマーゼの反応機構
　4.Geobacillusstearothermophilusアラニンラセマーゼの触媒基の解析
　5.おわりに
3.有機ハロゲン化合物代謝関連酵素
　1.はじめに
　2.不飽和脂肪族有機ハロゲン化合物の代謝関連酵素
　3.加水分解的脱ハロゲン反応を触媒する酵素の反応機構
4.遷移状態アナログを利用した酵素解析について
　1.はじめに
　2.アスパラギン合成酵素の遷移状態アナログ阻害剤
　3.γ－グルタミルトランスペプチダーゼの遷移状態アナログ阻害剤
5.計算化学による酵素機能の解析例
　1.はじめに
　2.研究対象とした酵素
　3.理論計算の手順
　4.酵素反応機構の理論化学的検証
　5.計算化学的変異導入によるアミノ酸残基の機能解析
　6.おわりに


第3章　酵素電気化学

第1節　酵素の酵素電気化学的特性評価
1.はじめに
2.酸化還元酵素の酸化還元電位測定
3.酵素触媒電極反応
4.DET型酵素触媒電極反応
5.MET型酵素触媒電極反応

第2節　走査型電気化学顕微鏡による酵素イメージング
1.走査型電気化学顕微鏡（SECM）とは
2.酵素活性のイメージング
3.プロテインチップのイメージング
4.細胞が生産する酵素のリアルタイムイメージング
5.SECMの解像度を上げるためには


第4章　酵素ケミカルバイロジー

第1節　タンパク質リン酸化を可視化する蛍光プローブ
1.タンパク質のリン酸化
2.タンパク質リン酸化を可視化する蛍光プローブ
3.ERKによるタンパク質リン酸化の可視化
4.Aktによるタンパク質リン酸化の可視化
5.おわりに

第2節　活性酸素種可視化プローブ
1.はじめに
2.O2－・蛍光プローブ
3.H2O2蛍光プローブ
4.HO・/OCl－蛍光プローブ
5.可逆的ROS蛍光プローブ
6.おわりに

第3節　一酸化窒素（NO）可視化蛍光プローブ
1.はじめに
2.蛍光イメージング法
3.おわりに

第4節　蛍光タンパク質を利用したデグラトンプローブ
1.はじめに
2.デグラトンプローブによる低分子物質の検出
3.デグラトンタグを用いたより高度な生体イメージング技術
4.おわりに

第5節　HaloTagテクノロジーによるバイオイメージング
1.はじめに
2.HaloTagテクノロジーとは？
3.HaloTagのさまざまな蛍光イメージング技術への応用
4.HaloTagを用いたその他の蛍光イメージング技術
5.おわりに


第5章　ゲノムからのスクリーニング

第1節　ゲノムからの新規酵素のスクリーニング
1.はじめに
2.微生物多様性に基づく比較ゲノムと基質特異性の多様化
3.目的酵素の特性を踏まえた機能未知遺伝子からの探索
4.合成遺伝子クラスターからの探索
5.おわりに

第2節　メタゲノムを利用した新規酵素のスクリーニング
1.芳香族化合物分解酵素
2.カイメン共在微生物
1.はじめに
2.カイメン共在バクテリアへのメタゲノムアプローチ
3.おわりに


第3編　酵素を創る・─生物学的アプローチ

第1章　細胞を用いたタンパク質合成

第1節　大腸菌
1.はじめに
2.大腸菌を用いたタンパク質発現の基本事項
3.実際の操作
4.大腸菌を用いた外来遺伝子発現系の限界

第2節　酵母
1.はじめに
2.酵素遺伝子DNAの導入手法
3.酵素遺伝子導入のためのベクターDNA
4.翻訳後修飾と分泌
5.S.cerevisiaeの発現系
6.H.polymorphaやP.pastorisの発現系
7.Yarrowialipolyticaの発現系

第3節　昆虫培養細胞・バキュロウイルスベクター発現系を用いたタンパク質合成
1.昆虫培養細胞・バキュロウイルスベクター発現系とは
2.昆虫培養細胞・バキュロウイルスベクター発現系の特徴
3.組換えタンパク質の発現・精製・解析の例
4.医療への応用，展開

第4節　カイコ─トランスジェニックカイコを用いたタンパク質生産─
1.はじめに
2.トランスジェニックカイコを用いた有用タンパク質生産系の開発
3.抗体（IgG）の生産
4.ヒト型ゼラチンの生産
5.おわりに

第5節　動物細胞による医薬品タンパク質生産
1.はじめに
2.動物細胞を用いたタンパク質生産の特徴と現在のポテンシャル
3.今後の展望─10?g/lを超えてどこまで生産性が向上するか


第2章　無細胞タンパク質合成系

第1節　大腸菌抽出液を用いた無細胞タンパク質合成
1.はじめに
2.合成量の向上
3.直鎖状DNA鋳型に適した細胞抽出液調製法
4.タンパク質発現の機械化・自動化
5.構造生物学研究のための発現系
6.構造プロテオミクス研究における大規模発現

第2節　コムギ胚芽無細胞タンパク質合成法
1.はじめに
2.コムギ胚芽無細胞タンパク質合成法の確立
3.コムギ胚芽無細胞タンパク質合成法の応用
4.おわりに

第3節　昆虫無細胞タンパク質合成系の開発と応用
1.はじめに
2.無細胞タンパク質合成系
3.昆虫無細胞系の開発
4.昆虫細胞抽出液の有する翻訳後修飾能について
5.おわりに

第4節　大腸菌再構築型無細胞タンパク質合成系
1.はじめに
2.PUREsystemとは
3.フォールディングを誘導可能なPUREsystem
4.膜タンパク質合成用PUREsystem
5.PUREsystemのタンパク質工学への応用
6.おわりに


第3章　リフォールディング技術

第1節　リフォールディング
1.総論
　1.はじめに
　2.封入体の可溶化と凝集形成
　3.小分子とタンパク質の相互作用
　4.リフォールディング方法の種類
　5.リフォールディングが困難な理由
　6.フォールディング中間体と疎水性相互作用
2.リフォールディング添加剤のデザイン
　1.リフォールディング
　2.基本組成
　3.塩
　4.凝集抑制剤
　5.安定化剤
　6.酸化還元剤
　7.リフォールディング液のデザイン

第2節　人工分子シャペロンシステム
1.はじめに
2.シクロデキストリン
3.界面活性剤－シクロデキストリンシステム
4.界面活性剤人工分子シャペロンの機能化
5.シクロデキストリン固定化人工シャペロン
6.ナノゲル－シクロデキストリンシステム
7.おわりに

第3節　β‐ゼオライトを用いるタンパク質のリフォールディング
1.はじめに
2.ゼオライトとは
3.方法の概要
4.適用例
5.おわりに


第4章　極限環境からの検索

第1節　アルカリ酵素
1.アルカリ酵素とは
2.アルカリ酵素の取得方法
3.アルカリ酵素の種類
4.アルカリ酵素の応用
5.アルカリ適応機構
6.おわりに

第2節　耐熱性酵素─超耐熱性酵素の発見とその利用─
1.はじめに
2.超耐熱性セルロース加水分解酵素の発見
3.超耐熱性セルラーゼの構造機能解析
4.自己糖化型エネルギー生産作物の開発
5.今度の展開

第3節　好冷酵素の特性と利用法
1.はじめに
2.好冷酵素の触媒特性
3.好冷酵素の構造的特徴
4.好冷酵素の応用
5.好冷菌・低温菌を宿主とした好冷酵素の生産
6.今後の展望

第4節　高い可溶性と構造可逆性を示す好塩性酵素
1.はじめに
2.高度好塩菌由来の好塩性酵素
3.中度好塩菌由来の好塩性酵素
4.おわりに

第5節　深海微生物から発掘した有用酵素とその利用
1.深海と生物活動
2.アガラーゼ
3.カラギナーゼ
4.酸化剤耐性アミラーゼ
5.トレハロース生成用酵素
6.おわりに

第6節　シロアリ共生微生物酵素
1.はじめに
2.下等シロアリ腸内微生物の多様性と機能解析
3.食材性高等シロアリ腸内細菌の多様性と機能解析
4.シロアリキノコによるフェノール性化合物の分解
5.おわりに


第4編　酵素を創るII─化学的改変と人工酵素

第1章　人工酵素の歴史と将来

　1.はじめに
　2.生体模倣化学（biomimeticchemistry）の勃興
　3.人工酵素の開発
　4.天然酵素の化学修飾
　5.遺伝子操作による天然酵素の改変
　6.なぜ人工酵素が必要なのか？
　7.人工酵素の未来像


第2章　天然酵素の特異的修飾

第1節　所定位置への官能基導入
1.遺伝子操作の活用
　1.はじめに
　2.システイン変異導入を利用した修飾法
　3.Expressedproteinligation法を用いた半合成酵素の構築
　4.アフィニティタグを介した酵素の部位特異的修飾
2.アフィニティラベル化
　1.はじめに
　2.タンパク質のアフィニティラベル化の基本戦略
　3.アフィニティラベル化によるタンパク質・酵素の光活性制御
　4.タンパク質の光アフィニティラベル化後修飾法
　5.タンパク質のone-potアフィニティラベル化後修飾法
　6.タンパク質のtracelessなアフィニティラベル化
　7.おわりに

第2節　コファクターの置換による新機能発現
1.はじめに
2.補酵素・補欠分子族
3.非天然フラボエンザイムの創製
4.補酵素ビオチンを用いた新規有機金属酵素の創製
5.ヘム置換によるヘムタンパク質の機能改変
6.コファクターを用いた超分子タンパク質ポリマーの創製
7.今後の展望

第3節　変異導入による特異性の改変
1.はじめに
2.ジンクフィンガーヌクレアーゼ
3.ホーミングエンドヌクレアーゼ
4.高等生物ゲノムの遺伝子操作への応用
5.おわりに


第3章　天然酵素の非特異的修飾

第1節　表面修飾による酵素機能の向上
1.はじめに
2.タンパク質分子表面の電荷の重要性
3.タンパク質・酵素のカチオン化

第2節　反応場に添加物を用いるリパーゼのエナンチオ選択性の改変
1.はじめに
2.SDS（硫酸ドデシルナトリウム）の添加効果
3.金属イオンの添加効果
4.DMSO（ジメチルスルホキシド）の添加効果
5.おわりに

第3節　酵素への徐放性付与と応用─インテリジェントな徐放性システムを利用した新しい殺菌方法の開発─
1.はじめに
2.酵素を用いた切削加工油の腐敗制御
3.インテリジェントな徐放性システム
4.おわりに

第4節　脂質修飾酵素の作製と非水溶媒中での利用
1.はじめに
2.有機溶媒中での酵素反応
3.脂質修飾酵素の作製
4.脂質修飾酵素を用いた有機溶媒均一系でのエステル合成反応
5.超臨界流体を媒体にした酵素反応
6.おわりに

第5節　酵素のPEG修飾
1.はじめに
2.タンパク質
3.PEG誘導体
4.PEG－修飾酵素：アスパラギナーゼ
5.PEG－修飾酵素：リパーゼ
6.おわりに


第4章　酵素の反応場の制御

第1節　非水溶性
1.逆ミセル
　1.逆ミセルの特性
　2.非水溶液系のナノ空間に酵素を溶かす
　3.非水溶液中のナノ空間で酵素を利用する
　4.逆ミセルによるタンパク質のリフォールディング
　5.イオン液体中における逆ミセル形成と酵素反応
2.超臨界流体
　1.はじめに
　2.超臨界CO2中での加水分解酵素の反応
　3.その他の酵素による超臨界CO2を用いる反応
　4.超臨界フルオロホルム中での酵素反応
　5.おわりに

第2節　イオン液体による酵素反応の新展開
1.はじめに
2.イオン液体を用いる酵素リサイクル反応
3.減圧条件によるリパーゼ触媒反応の効率化
4.イオン液体による動的光学分割（DKR）
5.イオン液体コーティングによる酵素反応活性化
6.おわりに

第3節　メソポーラスシリカ内包酵素
1.はじめに
2.酵素－無機ハイブリッド
3.おわりに


第5章　人工酵素

第1節　酵素機能の模倣
1.はじめに
2.生体機能分子の模倣
3.天然酵素の構造および機能解析に基づく人工酵素の設計指針
4.人工酵素の基本骨格としてのホスト化合物
5.シクロデキストリンを用いた人工酵素の構築
6.人工酵素の展望

第2節　人工ホストを用いた不斉合成─人工キラルホストを活用した超分子不斉光化学反応による環境調和型不斉合成法の創成─
1.はじめに
2.キラル修飾ゼオライトなどを不斉反応場とする超分子不斉光化学反応
3.シクロデキストリンや生体分子であるタンパク質などキラルな本来キラルなホストを超光化学反応
4.結語

第3節抗体酵素　現状と今後
1.抗体酵素の原理
2.抗体酵素反応
3.現状と今後
4.おわりに

第4節　Invitroセレクション法による人工リボザイムの創製
1.はじめに
2.アミノアシル化反応を触媒するリボザイム
3.酸化還元反応を触媒するリボザイム
4.まとめ

第5節　スーパー人工制御酵素
1.はじめに
2.スーパー人工制限酵素の構築
3.スーパー人工制限酵素の応用
4.これからのバイオテクノロジーにおけるスーパー人工制限酵素の役割

第6節　モレキュラーインプリント法による人工酵素
　1.はじめに
　2.非共有結合および共有結合を用いる分子インプリンティング
　3.化学量論的非共有結合型分子インプリンティング
　4.2003年度以降の報告例
　5.まとめ：分子インプリント触媒の問題点と可能性

第7節　人工金属酵素─ポルフィリン含有ペプチド
　1.はじめに
　2.人工金属酵素としてのポルフィリン含有ペプチド
　3.共有結合法による人工ヘム酵素の創製
　4.キレート法による人工ヘム酵素の創製
　5.おわりに


第5編　酵素を操る


第1章　酵素を使った物質合成

第1節　自動糖鎖合成装置
　1.はじめに
　2.糖鎖自動合成装置“Golgi”
　3.糖鎖調製技術─水溶性高分子プライマー開発
　4.糖転移酵素反応のモニタリング
　5.おわりに

第2節　細胞内糖鎖合成装置による糖脂質合成
　1.糖転移酵素
　2.細胞内糖鎖合成装置
　3.細胞を利用する糖鎖生産
　4.糖鎖プライマー
　5.バイオコンビナトリアル合成

第3節　糖鎖分解酵素を用いた糖鎖合成
　1.はじめに
　2.グリコシダーゼを利用する糖鎖合成
　3.加リン酸分解酵素の利用
　4.おわりに

第4節　翻訳後修飾酵素を利用したタンパク質の架橋
　1.緒言
　2.ペプチドタグ選択的なタンパク質の架橋
　3.タンパク質架橋反応を利用したタンパク質固定化法
　4.結言

第5節　有用物質合成
　1.酵素法によるキラルアルコールの生産
　　1.はじめに
　　2.微生物菌体を触媒とするキラルアルコール生産の問題点
　　3.組換え微生物菌体を触媒とするキラルアルコール生産システムの開発
　　4.キラルアルコール生産のための「汎用型バイオ還元システム」への展開
　2.酵素法によるキラルアルコールの生産
　　1.はじめに
　　2.不斉還元に適したアルコール脱水素酵素（ADH）の探索と諸性質および光学活性アルコールの生産
　　3.LSADHを補酵素再生系酵素に利用する（R）－3－キヌクリジノール（quinuclidinol）の生産
　　4.進化分子工学的手法による極性有機溶媒耐性PARの創製と生産性の向上
　　5.E.coli触媒の固定化と（R）－1,3－butanediolの連続生産
　　6.おわりに
　3.有用脂肪酸の生産
　　1.緒言
　　2.高度不飽和脂肪酸の生産
　　3.共役脂肪酸の生産
　4.生体触媒によるカルボン酸の変換反応と光学活性体調製
　　1.はじめに
　　2.加水分解酵素を利用した速度論的光学分割
　　3.加水分解酵素を利用した動的速度論的光学分割
　　4.デラセミ化反応（deracemizationreaction）
　　5.アシル－CoAシンセターゼ（ACS）を用いた速度論的光学分割とチオエステルの利用展開
　　6.おわりに
　5.リパーゼを使った有用物質合成
　　1.はじめに
　　2.工業的なレベルでの有用物質合成
　　3.1級アルコールの光学分割を利用した有用物質合成
　　4.天然物および生理活性物質の合成
　6.クルクミノイド合成酵素を用いたクルクミノイドの微生物生産
　　1.クルクミノイド
　　2.・型ポリケタイド合成酵素（polyketidesynthase）
　　3.イネ由来クルクミノイド合成酵素（CUS）
　　4.ウコンにおけるクルクミンの生合成
　　5.天然型クルクミノイドの生産
　　6.非天然型クルクミノイドの生産
　　7.総括

第6節　異常アミノ酸を合成する酵素（ランチビオティック酵素）
1.はじめに
2.ランチビオティック酵素の種類
3.ランチビオティック酵素の応用（ランチビオティック工学）
4.ランチビオティック酵素応用へ向けた今後の課題と展望


第2章　酵素を使ったリアクタ

第1節　バイオリアクタ
1.酵素を用いたバイオリアクタの設計指針
2.生物を用いたバイオリアクタ

第2節　マイクロリアクタ活用
1.酵素
2.酵素とマイクロリアクタ
3.おわりに

第3節　超微小溶液チャンバー内での酵素反応
1.はじめに
2.ATP合成酵素・F1－ATPase・ATP
3.F1の外力による操作
　4.合成実証実験
5.おわりに

第4節　リポソームを利用したマイクロバイオリアクションシステム
1.はじめに
2.酵素担持リポソームの作製法とその特徴
3.酵素担持リポソームの利用
4.高内包率・サイズ制御可能な新規リポソーム作製法の開発
5.おわりに


第3章　酵素バイオセンサー

1.はじめに
2.酵素電気化学バイオセンサー
3.SMBG酵素バイオセンサー


第4章　酵素の機能改変─方法論

第1節　部位特異的変異導入法による酵素の機能改変
1.はじめに
2.部位特異的塩基置換および短い領域の欠失または挿入
3.長い領域の欠失または挿入
4.おわりに

第2節　進化分子工学による酵素の高機能化
1.はじめに
2.サチライシンの耐熱化
3.有機溶媒耐性の向上
4.生産性の向上

第3節　モジュール構造に着目した新規酵素の分子設計
1.モジュール置換法とは？
2.ヒトNgbの神経細胞死抑制メカニズム
3.ゼブラフィッシュNgbの「細胞膜貫通特性」の発見
4.細胞の外から細胞質内へ移行し神経細胞保護作用のある「モジュール置換タンパク質」の創出
5.今後の展望

第4節　L/F?転移酵素による機能性非天然アミノ酸のタンパク質N末端への導入
1.野生型L/F－転移酵素を用いたタンパク質N末端への機能性非天然アミノ酸導入
2.変異L/F－転移酵素を用いたタンパク質N末端の蛍光修飾
3.NEXT－A反応
4.おわりに


第5章　酵素の機能改変─実践例


第1節　ホロ酵素の機能改変
1.はじめに
2.サレン，サロフェン錯体とアポタンパク質との安定な複合体形成
3.天然補欠分子族との構造類似性は複合体形成に必須か？─ヘムとは，似ても似つかない人工補欠分子族とアポミオグロビンの複合体形成─
4.多様な金属イオン，金属錯体のタンパク質への取り込みをめざして─鉄イオン貯蔵タンパク質，フェリチンの利用─
5.おわりに

第2節　超好熱菌ゲノム情報に基づいた新規代謝酵素・経路の解明
1.はじめに
2.始原菌特有のpentose代謝
3.始原菌特有のcoenzymeA生合成経路
4.おわりに

第3節　耐熱酵素のさらなる安定性向上
1.はじめに
2.耐熱性の向上
3.おわりに

第4節　アルカリ酵素の機能向上
1.はじめに
2.キシラナーゼの触媒機構
3.新規アルカリキシラナーゼの発見
4.反応至適pHのアルカリシフト
5.おわりに

第5節　有機溶媒耐性酵素の開発
1.はじめに
2.有機溶媒耐性酵素を生産する有機溶媒耐性微生物
3.有機溶媒耐性微生物が産生する有機溶媒耐性酵素
4.有機溶媒耐性酵素の特徴
5.有機溶媒耐性酵素を用いた有機溶媒存在下での反応
6.おわりに

第6節　汎用酵素のエナンチオ選択性の合理的制御

第7節　耐熱性T7RNAポリメラーゼの創製
1.はじめに
2.変異導入によるT7?RNAポリメラーゼ遺伝子ライブラリーの作製
3.スクリーニング
4.変異点の最適化
5.耐熱性T7?RNAポリメラーゼの評価
6.まとめ

第8節　バイオセンサー用酵素の機能改変
1.はじめに
2.PQQグルコース脱水素酵素
3.フルクトシルアミノ酸酸化酵素
4.結合タンパク質
5.展望

第9節　酵素の細胞表層ディスプレイ─アーミング技術
1.はじめに
2.細胞表層移行シグナル情報
3.細胞表層ディスプレイからコンビナトリアル・バイオエンジニアリングの創成
4.実用的タンパク質の細胞表層ディスプレイ
5.新しいタンパク質工学への展開
6.おわりに


第6編　酵素を使うI─医薬応用


第1章　医薬用酵素

第1節　医薬用酵素の現状
1.はじめに
2.消化酵素
3.消炎酵素
4.その他の酵素

第2節　抗がん酵素：L‐メチオニンγ‐リアーゼ

第3節　EnzymeReplacement
1.はじめに
2.ゴーシェ病に対する酵素補充療法
3.ファブリー病に対する酵素補充療法
4.ポンペ病に対する酵素補充療法
5.ムコ多糖症I型に対する酵素補充療法
6.ムコ多糖症II型に対する酵素補充療法
7.ムコ多糖症VI型に対する酵素補充療法

第4節　ダイエタリーサプリメント
1.ダイエタリーサプリメントとは
2.消化酵素について


第2章　診断用酵素

第1節　血糖測定用酵素
1.はじめに
2.血糖測定用酵素
3.glucoseoxidase
4.glucosedehydrogenase
5.今後の展望

第2節　診断薬用酵素
1.はじめに
2.診断薬用酵素の特徴
3.診断薬用酵素のグループ化
4.最後に

第3節コレステロール診断薬とコレステロールオキシダーゼ
1.はじめに
2.コレステロールの酵素的測定法と診断薬
3.コレステロールオキシダーゼの性質と役割
4.コレステロールオキシダーゼの機能改変


第3章　期待分野

第1節　シトクロムP450
1.はじめに
2.大腸菌などの過剰発現系の合成化学への利用
3.P450RNAi植物を使った害虫の駆除とP450発現植物を使った爆薬の分解
4.人工的な電子供与システムとナノディスク
5.基質のプロファイリングとスクリーニング
6.まとめ

第2節　水酸化資源としてのシトクロムP450
1.シトクロムP450とは
2.微生物P450の利点
3.微生物P450の産業利用
4.P450水酸化酵素資源の探索基盤
5.医薬分野への応用
6.水酸化バイオプロセス構築への課題と期待


第7編　酵素を使うII─産業応用

第1章　化成品

第1節　医薬中間体の合成
　1.医薬中間体製造用としての生体触媒
　　1.はじめに
　　2.生体触媒としての酵素
　　3.加水分解酵素の利用
　　4.酵素の固定化
　　5.利用が期待される酵素
　2.酵素ライブラリーを利用した光学活性化合物の製造
　　1.はじめに
　　2.ライブラリーの構築
　　3.酵素多段階反応
　　4.おわりに

第2節　アミノ酸･ペプチドの合成
　1.L‐アミノ酸の酵素的合成
　　1.はじめに
　　2.酵素的合成法の特徴
　　3.アミノ酸の酵素的合成
　　4.おわりに
　2.D‐アミノ酸の酵素的合成
　　1.はじめに
　　2.ヒダントイン誘導体にD‐ヒダントイナーゼなどを作用させる方法
　　3.N－アシル－D－アミノ酸にD－アミノアシラーゼを作用させる方法
　　4.α－ケト酸を基質とする方法
　　5.脱ラセミ化反応による合成
　　6.D－アミノペプチダーゼなどのD－立体選択的アミノ酸アミダーゼを用いる方法
　　7.おわりに
　3.アスパルテームの合成
　　1.はじめに
　　2.アスパルテーム
　　3.サーモライシン(TLN)によるアスパルテームの合成
　　4.サーモライシン（TLN）によるZDFM合成・分解反応
　　5.おわりに
　4.新規ジペプチド合成酵素のクローニングとジペプチド生産
　　1.はじめに
　　2.新規ジペプチド合成酵素の探索
　　3.ジペプチド合成酵素を用いた新規ジペプチド生産プロセス
　　4.おわりに
　5.新規酵素を用いるオリゴペプチド工業新製法の開発
　　1.はじめに
　　2.新製法開発の考え方
　　3.新規酵素を用いるオリゴペプチド工業製法の開発

第3節　糖ヌクレオチドの合成

第4節　アクリルアミドの生産
1.はじめに
2.アクリルアミドとは
3.ニトリルヒドラターゼ
4.アクリルアミド製造技術
5.おわりに


第2章　食品

第1節　タンパク質関連物質の製造・加工

1.タンパク質の機能改変
　1.トランスグルタミナーゼ
　　1.はじめに
　　2.TGaseによる食品タンパク質の機能改変
　　3.微生物TGaseの発見と量産化
　　4.微生物TGaseの食品加工への応用
　　5.おわりに
　2.プロテイングルタミナーゼ
　　1.はじめに
　　2.発見
　　3.性質
　　4.構造と作用機序
　　5.作用と効果
　　6.応用
　　7.食品用酵素としての安全性
2.タンパク質分解酵素による食肉の肉質改善
　1.はじめに
　2.食肉の硬さにかかわるタンパク質
　3.プロテアーゼによる食肉の軟化
　4.おわりに
3.緑豆ペプチドおよびその応用
　1.はじめに
　2.緑豆ペプチドの製造
　3.緑豆ペプチドの機能性研究
　4.まとめ
4.ラクトトリペプチドの製造
　1.はじめに
　2.乳酸菌発酵における酵素分解
　3.酵素法の開発
5.プロテアーゼを用いる調味料の製造
　1.はじめに
　2.天然調味料製造に使用されるプロテアーゼ
　3.天然調味料製造への利用
6.プロテアーゼを用いる調味料の製造（醸造関連）
　1.はじめに
　2.本醸造こいくちしょうゆの製造法
　3.米味噌の製造法
　4.麹菌プロテアーゼ群の醸造における役割
　5.大豆タンパク分解に関する研究
　6.遺伝子からのアプローチ
　7.まとめ
7.チーズ製造とレンネット
　1.はじめに
　2.レンネット概説
　3.チーズ製造とレンネット
　4.おわりに

第2節　糖質関連物質の製造・加工
1.デンプン加工
　1.ブドウ糖・水飴・麦芽糖の製造
　　1.デンプン糖化の歴史
　　2.国内デンプン需給量
　　3.ブドウ糖の製造
　　4.水飴・麦芽糖（マルトース）の製造
　2.異性化糖の製造
　　1.異性化糖
　　2.デンプンの液化工程
　　3.デキストリンの糖化工程
　　4.ブドウ糖の異性化工程
　　5.今後
　3.分岐オリゴ糖
　　1.はじめに
　　2.物理化学的性質
　　3.生理学的性質
　　4.製造方法
　　5.分岐オリゴ糖の生成機構
　　6.トランスグルコシダーゼL「アマノ」の使用条件
　　7.パノースの製造方法
　　8.分岐オリゴ糖の用途

2.機能性糖質
　1.フラクトオリゴ糖
　　1.フラクトオリゴ糖とは
　　2.フルクトース転移酵素について
　　3.フラクトオリゴ糖生産用酵素の探索
　　4.β－フルクトフラノシダーゼの性質
　　5.酵素の固定化の検討
　　6.フラクトオリゴ糖の工業的製法
　　7.フラクトオリゴ糖の特徴
　2.キシロオリゴ糖
　　1.はじめに
　　2.原料
　　3.前処理
　　4.酵素分解
　　5.バイオリアクターによる生産
　3.ガラクトオリゴ糖
　　1.ガラクトオリゴ糖とは
　　2.GOSの製法
　　3.GOSの生理学的特長とビフィズス菌のもつ酵素系の関係
　　4.GOSの物理化学的特性と食品への利用
　　5.おわりに
　4.乳果オリゴ糖（ラクトスクロース）の製造とその性質
　　1.はじめに
　　2.新規フラクトフラノシダーゼ（β－FFase）生産菌の検索
　　3.新規β－FFaseの性質
　　4.ラクトスクロースの工業的生産
　　5.ラクトスクロースの特性
　5.トレハロース5
　　1.トレハロース生成酵素の発見
　　2.トレハロース生成酵素の製造
　　3.トレハロース生産
　6.高度分岐環状デキストリン
　　1.はじめに
　　2.ブランチングエンザイムの作用
　　3.まとめ
　7.機能性配糖体の合成─糖転移ヘスペリジン
　　1.ヘスペリジンについて
　　2.糖転移ヘスペリジン（α‐グルコシルヘスペリジン）について
　　3.今後の展望
　8.全希少糖合成戦略イズモリング
　　1.はじめに
　　2.生産原料と用いる酵素について
　　3.全希少糖生産戦略イズモリングの構築
　　4.まとめ

第3節　脂質関連物質の製造・加工
　1.リパーゼによる油脂加工
　　1.リパーゼ反応
　　2.リパーゼ反応の利用例
　2.中鎖脂肪酸トリアシルグリセロール(MCT)および植物ステロール含有油脂の製造
　　1.はじめに
　　2.粉末リパーゼによるエステル交換
　　3.中鎖脂肪酸含有汎用食用油への応用
　　4.植物ステロール含有汎用食用油への応用
　　5.おわりに
　3.高度不飽和脂肪酸（PUFA）含有油脂の製造
　　1.はじめに
　　2.PUFA含有油脂の産業応用
　　3.PUFA含有油脂の生合成にかかわる酵素系
　　4.PUFA含有油脂を生成する微生物
　　5.PUFA含有油脂の発酵生産
　　6.PUFA含有油脂製造の将来的な技術開発
　4.酵素を用いた機能性グリセロリン脂質の製造
　　1.グリセロリン脂質
　　2.ホスホリパーゼ
　　3.グリセロリン脂質の機能性
　　4.ホスホリパーゼDを用いた機能性グリセロリン脂質の製造
　　5.機能性グリセロリン脂質製造の工業化
　5.ホスホリパーゼを用いたリゾレシチンの製造
　　1.ホスホリパーゼ
　　2.リゾレシチン
　　3.リゾレシチンの製造

第4節　その他の食品加工
　1.醸造・清酒・ビール
　　1.清酒製造における酵素剤の利用
　　2.ビール製造における酵素剤の利用
　2.ビール醸造における産業用酵素の利用：低カロリービール
　　1.ビール醸造における酵素の役割
　　2.低カロリービール製造における酵素の利用
　　3.まとめ
　3.パン製造への酵素利用
　　1.はじめに
　　2.酵素の組合せによるパンのボリュームアップと品質改善
　　3.酵素によるパンの老化防止
　　4.新規リパーゼの製パンへの応用
　　5.おわりに
　4.乳フレーバーの製造
　　1.乳フレーバーについて
　　2.チーズフレーバー
　　3.バターフレーバー
　　4.その他
　5.乳糖分解乳の製造
　　1.はじめに
　　2.乳糖について
　　3.乳糖不耐症について
　　4.ラクターゼについて
　　5.乳糖分解乳の製造について
　　6.おわりに
　6.酵母エキスの製造
　　1.酵母エキスについて
　　2.酵素による酵母エキス製造法
　　3.おわりに
　7.果汁の清澄化（ペクチナーゼ）
　　1.はじめに
　　2.ペクチンとペクチナーゼ
　　3.ペクチナーゼを利用した果汁の清澄化
　　4.おわりに
　8.餅の老化防止
　　1.餅とは
　　2.餅の保存性
　　3.糊化と老化
　　4.デンプン老化の原因
　　5.老化防止法
　　6.β－アミラーゼ
　　7.β－アミラーゼを用いた餅の老化防止
　9.苦味の除去（ナリンギナーゼ，タンナーゼ，クロロゲン酸エステラーゼ）
　　1.苦味の成分
　　2.柑橘類の苦味
　　3.柑橘果汁中の苦味の除去
　　4.酵素処理による柑橘果汁中の苦味の除去
　　5.ナリンギナーゼを利用した柑橘果汁中の苦味の除去
　　6.茶の苦味
　　7.タンナーゼを利用した茶の苦味の除去
　　8.クロロゲン酸エステラーゼを利用した苦味の除去
　10.ホスホリパーゼによる油の脱ガム
　　1.脱ガムとは？
　　2.脱ガムへのホスホリパーゼの応用
　　3.おわりに


第3章　洗剤・日用品

第1節　洗剤用酵素
　1.プロテアーゼ
　　1.はじめに
　　2.プロテアーゼの特性，洗浄効果および種類
　3.おわりに
　2.アミラーゼ
　　1.はじめに
　　2.洗剤用アミラーゼに求められる性質
　　3.洗剤用アミラーゼ
　　4.アミラーゼの衣料用洗剤への応用と洗浄力向上効果
　　5.最後に
　3.リパーゼ
　　1.はじめに
　　2.衣料汚れ
　　3.洗剤用リパーゼに求められる特性
　　4.洗剤用リパーゼの探索
　　5.新規リパーゼの開発
　　6.おわりに
　4.セルラーゼ
　　1.はじめに
　　2.セルラーゼの特性と洗剤への応用
　　3.洗濯におけるセルラーゼのカラーケア効果と再汚染防止効果
　　4.おわりに

第2節　繊維・紙パルプ
　1.繊維加工における糊抜き
　　1.タテ糸糊とデンプン
　　2.酵素糊抜き剤
　　3.酵素糊抜き剤利用上のポイント
　　4.糊抜き装置と糊抜き法
　　5.糊抜き度合いの判定
　　6.市場の動向
　2.製紙分野での酵素の利用
　　1.はじめに
　　2.製紙工程での酵素の使用
　　3.リパーゼによる機械パルプのピッチコントロール
　　4.リサイクルパルプ製造時の粘着性異物問題
　　5.セルラーゼによるリサイクルパルプのろ水性向上
　　6.クラフトパルプの叩解エネルギー削減
　　7.脱インク
　　8.キシラナーゼによる漂白促進

第3節　トイレタリー
　1.歯垢分解酵素「デキストラナーゼ」の歯磨剤への応用
　　1.デキストラナーゼの概要
　　2.デキストラナーゼの歯磨剤への安定配合技術と有効性
　2.入れ歯・コンタクトレンズ
　　1.コンタクトレンズ洗浄剤
　　2.義歯洗浄剤

第4章　農林水産

第1節　花の色素の生合成酵素と花色改変技術
　1.はじめに
　2.花色と色素
　3.フラボノイドの生合成経路と花色
　4.赤～青の花色とアントシアニンの構造の関係
　5.カロテノイドの生合成経路と花色
　6.花色の青色化
　7.赤みを帯びた花色にする試み
　8.黄色花の作出
　9.おわりに

第2節　グリコシルトランスフェラーゼによる植物二次代謝産物の機能改善
　1.はじめに
　2.インドジャボク由来グリコシルトランスフェラーゼによるアルブチン合成
　3.ダイズ由来グリコシルトランスフェラーゼによるイソフラボンの配糖体化
　4.クコ由来グリコシルトランスフェラーゼによるカテキンの配糖体化
　5.ヨウシュヤマゴボウ由来グリコシルトランスフェラーゼによるカプサイシンの配糖化

第3節　酵素農薬（バイオ農薬）
　1.はじめに
　2.キチナーゼ
　3.キチナーゼのバイオ農薬としての応用例
　4.終わりに

第4節　フィターゼ
　1.はじめに
　2.フィチン態リン
　3.フィターゼの飼料添加とリンの利用性
　4.フィターゼの添加と無機リン添加量との関係
　5.フィターゼ添加と2価の陽イオンおよびタンパク質の利用性
　6.フィターゼ添加と飼料の加水処理
　7.おわりに

第5節　魚肉の物性改善
　1.はじめに
　2.練り製品へのトランスグルタミナーゼの利用
　3.プロテアーゼによる加熱魚肉の硬化防止

第5章　エネルギー

第1節　バイオマス
　1.はじめに
　2.バイオマス利用プロセス
　3.エネルギーを生み出す有用バイオマス資源
　4.デンプンの利用
　5.セルロースの利用
　6.ヘミセルロースの利用
　7.リグニンの利用
　8.おわりに

第2節　バイオエタノール生産のための酵素開発
　1.はじめに
　2.セルロース系バイオエタノール生産のための酵素
　3.セルラーゼの機能強化
　4.CBPプロセスとアーミング酵母
　5.おわりに

第3節　バイオマス利用のための酵素技術
　1.セルロース系バイオマスの構造および利用
　2.セルラーゼ
　3.ヘミセルラーゼ
　4.セルロース系バイオマス糖化酵素

第4節　スーパー酵母を用いたセルロースからのバイオエタノール生産
　1.はじめに
　2.清酒醸造とバイオエタノール製造
　3.スーパー酵母によるエタノール生産
　4.バイオマスからエタノール生産
　5.おわりに

第5節　水素生産酵素
　1.はじめに
　2.生物におけるヒドロゲナーゼの役割
　3.ヒドロゲナーゼの物理化学的研究
　4.ヒドロゲナーゼを用いた水素生産研究

第6節　光合成の効率化のための酵素開発
　1.光合成
　2.光合成にかかわる酵素の調節
　3.光合成をさらに効率化するために何が必要か
　4.総括

第7節　酵素を用いた燃料電池
　1.はじめに
　2.グルコースで発電する酵素燃料電池
　3.デンプンを燃料とし光で発電する酵素燃料電池

第6章　環境

第1節　リパーゼを用いたグリーン・サステイナブルポリマーの合成
　1.はじめに
　2.グリーン・サステイナブルポリマーとリパーゼ
　3.リパーゼによるポリマー合成の特徴：PBSを代表例に
　4.植物油由来ポリエステル：ポリリシノール酸および関連のコポリマー
　5.ポリチオエステル
　6.ポリカーボネート
　7.おわりに

第2節　バイオポリマーPHAと酵素進化分子工学
　1.はじめに
　2.バイオポリマーPHAとは？
　3.PHA生合成経路
　4.PHA重合酵素の進化分子工学研究
　5.乳酸重合酵素の発見により実現した乳酸ポリマー生産微生物工場
　6.おわりに

第3節　共重合バイオポリエステルの微生物合成
　1.ポリヒドロキシアルカン酸（PHA）
　2.植物油を原料としたP（3HB－co－3HHx）の微生物合成
　3.糖質を原料としたポリ（3－ヒドロキシブタン酸－co－3－ヒドロキシプロピオン酸）共重合体の微生物合成
　4.今後の展望

第4節　環境汚染物質の分解
1.排水処理（フェノール廃液）
　1.はじめに
　2.酸化還元酵素
　3.ペルオキシダーゼの触媒サイクルとフェノール除去の原理
　4.実用化に向けた課題と対策
　5.処理排水の有害性評価
　6.まとめ
2.アルデヒド分解
3.脱ハロゲン酵素
　1.環境中の有機ハロゲン化合物
　2.細菌由来の脱ハロゲン酵素
　3.ハロアルカンデハロゲナーゼ
　4.ハロアルカンデハロゲナーゼの機能改良
　5.未開拓遺伝子資源からの脱ハロゲン酵素遺伝子の取得と解析
　6.脱ハロゲン酵素研究の今後の課題
4.ニトリル化合物の分解・代謝
5.PCB分解酵素
　1.PCB分解にかかわる酵素系
　2.ビフェニル代謝酵素系によるビフェニルおよびPCB分解経路
　3.ジオキシゲナーゼ
6.ポリマーを分解する酵素
　1.はじめに
　2.ポリヒドロキシアルカノエート分解酵素
　3.ポリウレタン分解酵素
　4.クチナーゼとハイドロフォビン
　5.その他のポリマー分解酵素
　6.ポリマー分解酵素の応用
　7.おわりに
7.ラッカーゼの利用
　1.はじめに
　2.ラッカーゼによる酸化の対象となる環境汚染物質
　3.ラッカーゼによる環境汚染物質分解研究の現状
　4.Trametessp.Ha1株由来ラッカーゼ
　5.Trametessp.Ha1株由来ラッカーゼを用いた環境汚染物質の脱色
　6.おわりに

第7章　試薬分野

第1節　耐熱性DNAポリメラーゼとそのPCR試薬への応用
　1.はじめに
　2.TaqDNAポリメラーゼの特徴とそのPCR試薬への応用
　3.TthDNAポリメラーゼの特徴とそのPCR試薬への応用
　4.KODDNAポリメラーゼの特徴とそのPCR試薬への応用
　5.まとめと将来展望

第2節　核酸関連酵素の基礎と応用
　1.高性能PCR酵素の開発へ向けて
　2.invivoでの超高速かつ正確なDNA複製をinvitroで再現する
　3.PrimeSTARRHSDNAポリメラーゼを長鎖やGCリッチターゲットに反応するよう改変する
　4.高性能逆転写酵素の開発へ向けて
　5.おわりに

第3節　ルシフェラーゼ
　1.はじめに
　2.ホタルルシフェラーゼ試薬を用いた微生物検査
　3.他酵素と組み合せた試薬による測定
　4.酵素免疫測定法（enzymeimmunoassay;EIA）へのホタルルシフェラーゼの利用
　5.合成基質を利用した試薬
　6.おわりに


第8編　酵素の未来を考える

第1章　国菌と酵素

　1.国菌
　2.コウジキン
　3.酵素工業の黎明からタンパク質科学へ
　4.遺伝子発現の特色
　5.ユニークな酵素の探索
　6.安全なコウジキンを工場に
　7.グルコースの大量生産法の確立とエネルギー変換
　8.むすび

第2章　酵素研究への期待

　1.はじめに
　2.生命の誕生前の酵素とキラル選択性
　3.複雑系と界面の酵素反応
　4.補酵素と酵素
　5.補酵素科学の新展開
　6.水と酵素
　7.酵素反応と化学
　8.方法論と実験生物試料

第3章　酵素利用産業への期待