목차
역자서문 = xiii
저자서문 = xv
1부 서론
1장 생물공정공학도란? = 1
1.1 서언 = 1
1.2 생물공학과 생물공정공학 = 2
1.3 생물학자와 공학자는 연구 접근방법이 다르다 = 3
1.4 페니실린이야기 : 어떻게 생물학자와 생물공학자가 협력하였는가 = 4
1.5 생물공정 : 규제조항 = 10
참고문헌 = 12
연습문제 = 12
2부 생물학의 기초 : 공학적 관점
2장 생물학 기초원리의 개관 = 13
2.1 모든 세포는 동일한가? = 13
2.1.1 미생물의 다양성 = 13
2.1.2 명명법 = 14
2.1.3 바이러스 = 165
2.1.4 원핵세포 = 18
2.1.5 진핵세포 = 21
2.2 세포구조 = 30
2.2.1 서론 = 30
2.2.2 아미노산과 단백질 = 31
2.2.3 탄수화물 : 단당류와 다당류 = 40
2.2.4. 지질, 지방, 스테로이드 = 44
2.2.5 핵산, RNA, DNA = 48
2.3 세포 영양소 = 55
2.3.1 서론 = 55
2.3.2 다량영양소 = 58
2.3.3 미량영양소 = 58
2.3.4 생장배지 = 60
2.4 요약 = 60
참고문헌 = 63
연습문제 = 63
3장 효소 = 65
3.1 서론 = 65
3.2 효소의 작용 = 66
3.3 효소 속도론 = 68
3.3.1 서론 = 68
3.3.2 단순효소속도론의 수식적 모형 = 69
3.3.3 Michaelis-Menten 속도식의 실험에 의한 속도상수의 결정 = 72
3.3.4 보다 복잡한 효소속도론의 모델 = 76
3.3.5 pH와 온도의 영향 = 85
3.3.6 난용해성 기질 = 89
3.4 고정화 효소 시스템 = 90
3.4.1 고정화 방법 = 90
3.4.2 고정화된 효소계의 확산제한 = 95
3.4.3 고정화 효소계에서의 정전기 및 입체 효과 = 102
3.5 효소의 대규묘 생산 = 103
3.6 효소의 의학 및 산업적 활용 = 104
3.7 요약 = 109
참고문헌 = 110
연습문제 = 111
4정 세포의 작용 = 121
4.1 서론 = 121
4.2 불변의 원리 = 121
4.3 DNA 복제 : 세포신호의 보존과 전파 = 123
4.4 전사 : 신호의 전달 = 126
4.5 번역 : 유전신호로부터 단백질까지 = 130
4.5.1 유전암호 : 공통 유전신호 = 130
4.5.2 번역 : 단백질 번역장치의 작동방법 = 132
4.5.3 번역 후의 과정 : 단백질을 유용하게 만듦 = 134
4.6 대사조절 = 137
4.6.1 유전전 수준의 제어 : 어떤 단백질들이 합성되는가? = 138
4.6.2 대사경로 제어 = 142
4.7 세포는 어떻게 세포 밖의 환경을 감지하는가 = 144
4.7.1 세포막을 통한 작은 분자들의 수송기작 = 144
4.7.2 대사와 세포분화에서 세포 수용체의 역할 = 147
4.8 요약 = 149
4.9 부록 : 복잡한 경로조절의 예 = 149
참고문헌 = 152
연습문제 = 152
5장 주요 대사 경로 = 155
5.1 서론 = 155
5.2 생체 에너지론 = 156
5.3 포도당 대사 : 해당과정 및 TCA회로 = 158
5.4 호흡 = 164
5.5 호기성 포도당 대사에서의 제어 부위 = 166
5.6 질소계 화합물의 대사 = 167
5.7 질소 고정화 = 168
5.8 탄화수소의 대사 = 168
5.9 생합성 개관 = 169
5.10 혐기성 대사 개관 = 172
5.11 독립영양 대사 개관 = 176
5.12 요약 = 177
참고문헌 = 178
연습문제 = 180
6장 세포의 생장 = 181
6.1 서론 = 181
6.2 회분식 생장 = 182
6.2.2 회분식 배양에서의 생장 형태 및 반응과정 = 187
6.2.3 환경 조건이 생장 반응과정에 미치는 영향 = 197
6.2.4 미생물 생장에 따른 열 발생 = 202
6.3 증식 반응과정의 정량화 = 204
6.3.1 서론 = 204
6.3.2 비성장 속도 예측을 위한 비구조 비분별 모델의 사용 = 205
6.3.3 과도기적 거동에 대한 모델 = 214
6.3.4 사이버네틱 모델 = 220
6.4 연속 배양에서의 세포 생장 = 221
6.4.1 서론 = 221
6.4.2 연속 배양을 위한 특정 장치 = 222
6.4.3 이상적 키모스탯 = 223
6.4.4 도구로서의 키모스탯 = 231
6.4.5 이상상태와의 차이 = 232
6.5 요약 = 233
참고문헌 = 234
연습문제 = 234
7장 미생물 생장과 산물 생성에 관한 양론 = 243
7.1 서론 = 243
7.2 몇 가지의 용어의 정의 = 243
7.3 양론 계산 = 246
7.3.1 원소 수지 = 246
7.3.2 환원도 = 246
7.4 수율 계수의 이론적 예측 = 252
7.5 요약 = 253
참고문헌 = 253
연습문제 = 254
8장 세포 정보의 변경 = 257
8.1 서론 = 257
8.2 돌연변이와 선별 과정을 통한 원하는 생화학적 특성의 진화 = 257
8.2.1 돌연변이가 일어나는 과정 = 258
8.2.2 원하는 돌연변이주의 선별 = 260
8.3 유전자 전달 및 재배열의 자연발생적 메커니즘 = 263
8.3.1 유전자 재조합 = 263
8.3.2 형질변환 = 265
8.3.3 형질도입 = 267
8.3.4 에피솜과 접합 = 268
8.3.5 트랜스포존 : 세포 내부의 유전자 전달 = 270
8.4 세포의 유전공학적 처리 = 270
8.4.1 유전공학의 기본 요소 = 271
8.4.2 고등 생물의 유전공학적 처리 = 277
8.5 유전체학 = 278
8.5.1 실험기술 = 279
8.5.2 연산기술 = 283
8.6 요약 = 284
참고문헌 = 285
연습문제 = 286
3부 생물공정에서의 공학적 원리
9장 현탁배양과 고정화배양을 위한 생물반응기 운전에 대한 고찰 = 289
9.1 서론 = 289
9.2 배양방법의 선택 = 289
9.3 회분식과 연속식 반응기의 변형 = 292
9.3.1 재순환이 있는 키모스탯 = 292
9.3.2 다단 키모스탯 시스템 = 295
9.3.3 유가식 운전 = 302
9.3.4 관류 시스템 = 309
9.4 고정화 세포계 = 310
9.4.1 서론 = 310
9.4.2 세포의 능동적 고정화 = 311
9.4.3 수동적 고정화 : 생물학적 막 = 315
9.4.4 고정화 세포계에서의 확산제한 = 317
9.4.5 고정화 세포계에서의 생물반응기에 대한 고찰 = 323
9.5 고상발효 = 326
9.6 요약 = 329
참고문헌 = 330
연습문제 = 331
10장 생물반응기의 선택, 대규모화, 운전, 그리고 제어 = 337
10.1 서론 = 337
10.2 대규모화와 문제점 = 337
10.2.1 서론 = 337
10.2.2 반응기 형태에 대한 개관 = 338
10.2.3 통기, 교반, 그리고 열 전달에 대한 몇 가지 고찰 = 345
10.2.4 대규모화 = 351
10.2.5 소규모화 = 356
10.3 생물반응기의 계장과 제어 = 362
10.3.1 선론 = 362
10.3.2 능동적 발효의 측정을 위한 계장 = 363
10.3.3 얻어진 정보의 이용 = 367
10.4 공정유체의 멸균 = 371
10.4.1 서론과 사멸속도론 = 371
10.4.2 액체의 멸균 = 373
10.4.3 기체의 멸균 = 378
10.5 요약 = 381
참고문헌 = 382
연습문제 = 383
11장 생성물의 회수와 정제 = 387
11.1 생성물의 회수와 정제 방안 = 387
11.2 불용성 생성물의 분리 = 389
11.2.1 여과 = 390
11.2.2 원심분리 = 395
11.2.3 응고와 응집 = 399
11.3 세포 파쇄 = 400
11.3.1 기계적 방법 = 401
11.3.2 비기계적 방법 = 402
11.4 가용성 생성물의 분리 = 403
11.4.1 액체 - 액체 추출 = 403
11.4.2 수성 이성분계 추출 = 408
11.4.3 침전 = 410
11.4.4 흡착 = 412
11.4.5 투석 = 417
11.4.6 역삼투 = 418
11.4.7 한외여과와 미세여과 = 420
11.4.8 교차흐름 한외여과와 미세여과 = 423
11.4.9 크로마토그래피 = 428
11.4.10 전기영동 = 441
11.4.11 전기투석 = 442
11.5 정제의 마무리 단계 = 443
11.5.1 결정화 = 443
11.5.2 건조 = 444
11.6 반응과 분리의 결합 = 445
11.7 요약 = 447
참고문헌 = 448
연습문제 = 449
4부 비전통적 생물계로의 응용
12장 동물세포 배양시의 생물공정에 대한 고찰 = 453
12.1 동물세포의 구조와 생화학 = 453
12.2 동물세포 배양에 사용되는 방법들 = 457
12.3 동물세포 배양을 위한 생물반응기의 고찰 = 466
12.4 동물세포 배양의 생산물 = 472
12.4.1 단일군 항체 = 472
12.4.2 면역생물학적 조절인자 = 472
12.4.3 바이러스 백신 = 473
12.4.4 호르몬 = 473
12.4.5 효소 = 473
12.4.6 살충제 = 474
12.4.7 전체 세포 및 조직 배양 = 474
12.5 요약 = 474
참고문헌 = 475
연습문제 = 476
13장 식물세포 배양시의 생물고정에 대한 고찰 = 477
13.1 식물세포를 왜 배양하는가? = 477
13.2 배양시 미생물과 비교한 식물세포 = 479
13.3 생물반응기의 고찰 = 484
13.3.1 현탁 배양을 위한 생물반응기 = 484
13.3.2 세포 고정화를 사용한 반응기 = 486
13.3.3 기관화된 조직을 위한 생물반응기 = 488
13.4 식물세포 조직배양의 경제성 = 491
13.5 요약 = 491
참고문헌 = 492
연습문제 = 493
14장 유전자 조작된 생체의 이용 = 495
14.1 서론 = 495
14.2 생산물은 공정 결정에 어떤 영향을 미치는가 = 495
14.3 숙주 - 운반체 시스템의 선정 지침 = 498
14.3.1 개관 = 498
14.3.2 대장균 = 499
14.3.3 그람양성 박테리아 = 501
14.3.4 하등 진핵세포 = 502
14.3.5 포유동물 세포 = 503
14.3.6 곤충세포 - 배큘로바이러스 시스템 = 505
14.3.7 형질전환 동물 = 508
14.3.8 형질전환 식물과 식물세포 배양 = 508
14.3.9 전략의 비교 = 509
14.4 공정상의 제약 : 유전자 불안정성 = 511
14.4.1 분리에 의한 유실 = 511
14.4.2 플라스미드의 구조적 불안정성 = 514
14.4.3 숙주세포 돌연변이 = 514
14.4.4 생장속도에 지배되는 불안정성 = 515
14.5 공정상의 문제를 피하기 위한 플라스미드 디자인에서 고려할 점 = 516
14.6 숙주 - 운반체 상호작용 및 유전자 불안정성의 예측 = 520
14.7 유전공정상의 제한규정 = 533
14.8 대사공학 = 536
14.9 단백질 공학 = 539
14.10. 요약 = 541
참고문헌 = 542
연습문제 = 544
15장 생물공정 공학의 의학적 응용 = 547
15.1 서론 = 547
15.2 조직공학 = 547
15.2.1 조직공학이란? = 547
15.2.2 산업적 조직배양 공정 = 549
15.3 바이러스 운반체를 이용한 유전자 치료 = 551
15.3.1 바이러스 감염의 모델 = 552
15.3.2 레트로바이러스의 대량생산 = 556
15.4 생물반응기 = 557
15.4.1 줄기세포와 혈액생성 = 557
15.4.1 체외 인공간 = 559
15.5 요약 = 559
참고문헌 = 560
연습문제 = 560
16장 혼합배양 = 563
16.1 서론 = 563
16.2 혼합배양에서 상호작용의 주요 종류 = 564
16.3 혼합배양의 상호작용을 기술하는 간단한 모델 = 568
16.4 자연상의 혼합배양 = 575
16.5 혼합배양의 산업적 이용 = 577
16.6 생물학적 폐기물 처리 : 혼합배양의 산업적 이용 예 = 579
16.6.1 개관 = 579
16.6.2 생물학적 폐기물 처리 공정 = 582
16.6.3 진보된 폐수처리 공정 = 597
16.6.4 폐수의 유용 생산물로의 전환 = 601
16.7 요약 = 603
참고문헌 = 604
연습문제 = 604
17장 끝맺음말 = 609
