《蛋白质工程》PPT课件

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1、蛋白质工程ProteinengineeringProteinengineering蛋白质工程是应用科学，目的是获得有用或有价值的蛋白质。这是一个年轻的学科，目前，蛋白质工程尚未有统一的定义。一般认为蛋白质工程就是通过基因重组技术改变或设计合成具有特定生物功能的蛋白质。蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学学科基础上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域蛋白质工程进展蛋白质工程是发展较好、较快的分子工程。福什特（Forsht）等在1985年间对酪氨酰tRNA合成酶的分子改造工作。1987年枯草杆菌蛋白酶

2、改造活力提高10倍。佩里（Perry）1984年溶菌酶分子改造使酶热稳定性提高。。。。。。蛋白质工程将蛋白质与酶的研究推进到崭新的时代，为蛋白质和酶在工业、农业和医药方面的应用开拓了诱人的前景。蛋白质工程开创了按照人类意愿改造、创造符合人类需要的蛋白质的新时期。蛋白质工程的前景蛋白质工程取得的进展向人们展示出诱人的前景。例如，科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效型药品。生物材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面。用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有体积小、耗电少和效率高的特点，因此有极为广阔的发展前景。实际应用提高蛋白质的稳定性融合蛋白质蛋白质活性的改变治疗酶的改

3、造嵌合抗体和人缘化抗体蛋白质工程的研究策略蛋白质工程的基本途径蛋白质结构分析结构、功能的设计和预测创造和改造两个战略合理设计蛋白质计算机设计。使用计算机的方法设计蛋白质是最具挑战性的工作。技术：定点突变定向进化。蛋白质结构分析蛋白质工程的核心内容之一就是收集大量的蛋白质分子结构的信息，以便建立结构与功能之间关系的数据库，为蛋白质结构与功能之间关系的理论研究奠定基础。国外有许多研究机构正在致力于研究蛋白质与核酸、酶抑制剂与蛋白质的结合情况，以开发具有高度专一性的药用蛋白质。结构、功能的设计和预测根据对天然蛋白质结构与功能分析建立起来的数据库里的数据，预测一定氨基酸序列肽链空间结构

4、和生物功能；可以根据特定的生物功能，设计蛋白质的氨基酸序列和空间结构。通过基因重组等实验直接考察分析结构与功能之间的关系；通过分子动力学、分子热力学等，根据能量最低、同一位置不能同时存在两个原子等基本原则分析计算蛋白质分子的立体结构和生物功能。虽然这方面的工作尚在起步阶段，但可预见将来能建立一套完整的理论来解释结构与功能之间的关系，用以设计、预测蛋白质的结构和功能。计算机辅助蛋白质设计计算机辅助蛋白质设计（ＣＡＰＤ）是指在蛋白质工程中，应用计算机技术，通过对已知的蛋白质顺序、分子构象、结构与功能关系等数据的分机处理，预测和评估蛋白质改造中各种方案，做出最佳选择，具体地讲，是蛋白

5、质工程中蛋白质设计的软件的研究。ＣＡＰＤ研究的内容也就是应用软件的开发，包括数据分析处理算法的研究，蛋白质设计模拟模型的建立以及计算机程序编写和软件可用性的研究ProteindesignProteindesignisthedesignofnewproteinmoleculesfromscratch,orthedeliberatedesignofanewmoleculebymakingcalculatedvariationsonaknownstructure.Proteindesignrequiresanunderstandingoftheprocessbywhichprotei

6、nsfold.byuseofcomputermodels,Proteindesignisalsoreferredtoasinversefolding.Hence,designinganewproteininvolvestheidentificationofthesequenceswhichhavethechosenstructureasfreeenergyminimum.蛋白质创造和改造蛋白质的改造，从物理、化学法到基因重组。物理、化学法：对蛋白质进行变性、复性处理，修饰蛋白质侧链官能团，分割肽链，改变表面电荷分布促进蛋白质形成一定的立体构像等等；生物化学法：使用蛋白酶选择性地

7、分割蛋白质，利用转糖苷酶、酯酶、酰酶等去除或连接不同化学基团，利用转酰胺酶使蛋白质发生胶连等等。基因重组技术：如定位突变技术，盒式突变，PCR技术定向进化Directedevolution定向进化是一种用在蛋白质工程中的方法利用定向进得到在自然界中未发现发现蛋白质或RNA。定向进化实验步骤多样化，Diversification:在此步骤中常用的技术是易错PCR和DNA改组。突变库选择，Selection:理想突变的扫描或选择。扩增，Amplification:确定的突变复制扩增，了解DNA序