115h第四章蛋白质工程概述

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蛋白质工程的概念原理步骤

蛋白质工程的概念原理步骤蛋白质工程是一种利用基因工程和蛋白质化学技术对蛋白质进行设计、改造和优化的方法。

蛋白质工程的目的是创造新的功能蛋白质或改进已有蛋白质的性能。

下面将介绍蛋白质工程的概念、原理和步骤。

一、蛋白质工程的概念蛋白质工程是一种科学技术，通过改变蛋白质的结构、功能和性能，创造出具有特定功能的新型蛋白质。

蛋白质工程的技术手段主要包括重组蛋白技术、合成蛋白技术和改造蛋白技术等。

蛋白质工程的基本原理是基于对蛋白质结构与功能的深入研究，通过改变蛋白质的氨基酸序列，对蛋白质进行设计、改造和优化，从而实现蛋白质性能的改进和新功能的创造。

二、蛋白质工程的原理蛋白质工程基于对蛋白质的分子结构和生物学功能的深入了解，通过蛋白质的DNA重组、氨基酸序列改变、蛋白质结构预测和模拟等技术手段，对蛋白质进行设计和改造，并通过生物表达、纯化和鉴定等实验手段验证蛋白质性能的改进和新功能的创造。

蛋白质工程的原理主要包括以下几个方面：1. 分子结构与功能的了解：对蛋白质的结构和功能进行深入的研究，包括蛋白质的三维结构、结构域、结构基元、功能位点等。

2. DNA重组技术：通过DNA重组技术，将感兴趣的蛋白质基因与载体进行重组，构建蛋白质表达系统。

这样可以实现对蛋白质氨基酸序列的设计和改变。

3. 氨基酸序列的改变：通过改变蛋白质的氨基酸序列，可以增加、删除或替换氨基酸，从而改变蛋白质的结构和功能。

可以通过点突变、基因片段的插入或删除、全基因组的设计等方式来进行改变。

4. 蛋白质结构预测和建模：通过软件工具和算法，对蛋白质的结构进行预测和模拟。

这能够帮助我们对蛋白质进行结构优化和预测性能变化。

5. 生物表达与鉴定：通过重组蛋白的表达、纯化和鉴定，验证蛋白质工程的效果。

通过比较重组蛋白与野生型蛋白的性能差异，评估蛋白质工程的成功与否。

三、蛋白质工程的步骤蛋白质工程的步骤主要包括以下几个方面：1. 确定研究目标：明确研究的目的和所要改进或创新的蛋白质性能。

蛋白质工程重点

一、名词解释1、蛋白质工程(Protein Engineering)——以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过化学、物理和分子生物学的手段进行基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求的工程技术。

2、结构模体（supersecondary structure,motif）-—介于蛋白质二级结构和三级结构之间的空间结构，指相邻的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，排列形成规则的、在空间结构上能够辨认的二级结构组合体,并充当三级结构的构件(block building），其基本形式有αα、βαβ和βββ等。

3、结构域（domain）——是在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折叠区,它是相对独立的紧密球状实体。

4、蛋白质的折叠(protein folding）—-从体内新生的多肽链或体外变性的多肽链的一维线性氨基酸序列转化为具有特征三维结构的活性蛋白质的过程。

5、分子伴侣（molecular chaperone)-—一大类相互之间没有关系的蛋白质，它们具有的共同功能是帮助其他含蛋白质的结构在体内进行非共价的组装和卸装，但不是这些结构在发挥其正常的生物学功能时的永久组成部分。

6、晶胞（Unit cel l）-—空间点阵的单位（大小和形状完全相同的平行六面体)，是晶体结构的最小单位.7、核磁共振现象(nuclear magnetic resonance ，NMR)--指核磁矩不为零的核,在外磁场的作用下，核自旋能级发生塞曼分裂(Zeeman splitting），共振吸收某一特定频率的射频辐射（radio frequency，RF)的物理过程.8、化学势（位）移( )—-在有机化合物中,各种氢核周围的电子云密度不同（结构中不同位置)共振频率有差异，即引起共振吸收峰的位移,这种现象称为化学位移。

9、耦合常数（J)——由于自旋裂分形成的多重峰中相邻2峰间的距离.用以表征2核之间耦合作用的大小，单位赫兹Hz.10、蛋白质组（proteome）--一个基因组、一种生物或一种细胞/ 组织所表达的全套蛋白质。

蛋白质工程

蛋白质工程一、名词解释：1.蛋白质工程:是研究蛋白质结构和定点改造蛋白质结构的一门学科。

它运用基因工程手段，通过有控制的基因修饰和基因合成，对现有蛋白质进行定向改造，以期获得性能更加优良、更符合人类社会需要的蛋白质分子。

2. 抗体:指机体的免疫系统在抗原刺激下产生的可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。

3. 人-鼠嵌合抗体：用鼠可变区和人恒定区融合形成的抗体。

4.人源化抗体：将鼠杂交瘤抗体的超变区嫁接到人抗体上形成的抗体。

5. 一级结构：是多肽链中氨基酸残基从N-末端到C-末端的排列顺序及二硫键的位置。

6.二级结构：是指多肽链主链借助氢键排列成特有的规则的反复构象。

7.超二级结构（结构模体）：一级顺序上相邻的二级结构在三维折叠中，彼此靠近、按特定的几何排布形成排列规则的、在空间结构上可以辨认的、可以同一结构模式出现在不同蛋白质中的二级结构组合体，称为结构模体。

8.发夹式β模体（或ββ组合单位）：两段相邻的反平行β链被一环链连接在一起构成的组合单位，其形貌与发夹相似，称为发夹式β模体。

9.希腊钥匙模体：四段紧邻的反平行β链以特定的方式来回往复组合，其形貌类似于古希腊钥匙上特有的回形装饰纹，故称为希腊钥匙型模体。

11.结构域：二级结构和结构模体以特定的方式组织连接，在蛋白质分子中形成两个或多个在空间上可以明显区分的三级折叠实体，称为结构域。

12.三级结构：在二级结构、结构模体的基础上，进一步盘曲、折叠形成的，涉及主链、侧链在内的所有原子和基团的空间排布。

13.四级结构：是指在多条肽链组成的一个蛋白质分子中，各亚单位在寡聚蛋白质中的空间排布及亚单位间的互相作用。

14.优势构象：任何氨基酸侧链中的组成基团都可以绕着其间的C-C单键旋转，从而产生各种不同的构象。

AA分子的各种构象异构体并不是平均分布的, 总是以其最稳定的构象为重要的存在形式即为优势构象。

15.交错构象：是能量上最有利的排布，在这种构象中，一个碳原子的取代基正好处在另一个碳原子的两个取代基之间。

蛋白质工程

主要介绍内容：主要介绍内容：
1.蛋白质的合成及结构的基础 1.蛋白质的合成及结构的基础知识。 2.蛋白质分子设计。 2.蛋白质分子设计。 3.蛋白质分子改造。 3.蛋白质分子改造。
概述
蛋白质在自然界中，构成生命最基础的物质有：在自然界中，构成生命最基础的物质有：蛋白质最重要核酸最根本多糖脂类
非天然氨基酸导入
向蛋白质中导入非天然氨基酸的方法有着各种形式的应用: 种形式的应用:
通过导入天然氨基酸类似物研究结构功能的相互关系；通过导入荧光探针进行局部的结构功能分析；创造可对光等外部信号产生应答的蛋白质分子；通过导入荧光标记的氨基酸进行蛋白质的定点标记。当然非天然氨基酸的导入方面也存在着一些问题: 当然非天然氨基酸的导入方面也存在着一些问题:使用无细胞翻译系统表达量低、氨酰-tRNA的制备过程复杂、导入非翻译系统表达量低、氨酰-tRNA的制备过程复杂、导入非天然氨基酸后蛋白质发生形变和失活等。
蛋白质分子改造
随机突变：主要采用羟胺等化学试剂的处理或直接以UV光照射细胞进行人工诱变. 理或直接以UV光照射细胞进行人工诱变.然后选择表现型。实例: 实例:一种在工业生产中广泛应用的枯草杆菌蛋白酶，通过菌体培养和表现型筛选成功获得了适于低温的蛋白酶。
定点突变
定点突变技术是指以蛋白质的功能，结构及折叠机制等的详细研究方法或人为地改变其功能为目的，针对编码该蛋白的基因，在特定的位点引入突变的方法定点突变的引入应遵守下列原则：合成带有需引入突变序列的寡核苷酸，使目的基因的一条链与突变引物退火，然后以该基因为模板，利用有关的合成全长基因，除碱基替换外还可引入缺失插入等效果
胰岛素的三级结构

蛋白质工程

1蛋白质工程概念：蛋白质工程是以蛋白质的结构与功能为基础，利用基因工程技术，对蛋白质编码基因进行改造，以获得具有优良性状的蛋白质的一门现代生物技术。

2构型：是一个分子中各原子的特定空间排布，当一种构型改变为另一种构型时必须有共价键的断裂和重新形成。

分子构型包括L-型D-型。

3构象：是组成分子的原子或基团绕单键旋转而形成的不同空间排布，一种构象转变为另一种构象不会有共价键的断裂和重新形成。

除了Ala外所有的aa侧链中的组成基团都可绕着内部的C_C单链旋转，产生各种不同的构象。

4蛋白质工程的应用：（1）提高酶的产量和创造新型酶（2）新型抗体（3）设计研制多肽、蛋白类药物（4）设计和合成全新的蛋白质5蛋白质的生物学功能：（1）生物催化（2）结构成分（3）贮存（4）运输功能（5）转运蛋白质（6）调节功能（7）信息传递（8）支架作用（9）保护和防御功能（10）其他特定功能如：电子传递、甜味蛋白、节肢弹性蛋白、胶质蛋白等6维系蛋白质空间构象的作用力：二级结构（氢键）三级结构（非共价因素，其中有疏水效应，氢键，范德华力，离子相互作用）寡聚蛋白质亚基（疏水效应，静电引力）7蛋白质氨基酸的分类：按照R基的化学结构：脂肪族(Gly Ala V al Le u)、芳香族(Phe T y r Trp )、杂环族氨基酸（His pro）按照R基的极性性质：疏水氨基酸、不带电荷的极性R基氨基酸、带正电荷的R基氨基酸、带负电荷的R基氨基酸非天然蛋白质氨基酸8二级结构：是指一段连续的肽单位借助于氢键，排列成具有周期性结构的构象。

9超二级结构：即相邻的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，形成规则排列的组合体，以同一结构模式出现在不同的蛋白质中，这些组合体称为超二级结构。

10结构域：是指二级结构和结构模体以特定的方式组织连接，在蛋白质分子中形成两个或多个在空间上可以明显区分的三级折叠实体。

其实是蛋白质三级结构的基本单位，也是蛋白质功能的基本单位。

蛋白质工程的概念高中

蛋白质工程的概念高中生物学知识点之一就是蛋白质工程。

蛋白质工程是一种利用基因重组技术对蛋白质进行改造的方法，能够增强或改变其性质，从而满足不同的应用需求。

下面将从定义、发展历程、应用领域、技术流程和未来发展等方面进行详细介绍。

一、定义蛋白质工程是指利用基因重组技术对蛋白质进行改造的过程，旨在增强或改变其性质，以满足不同的应用需求。

该技术可以通过改变蛋白质的氨基酸序列来实现目标。

二、发展历程20世纪70年代，科学家们开始研究如何利用基因重组技术来制造人工合成的蛋白质。

1982年，第一个人工合成的人类胰岛素被批准上市销售。

此后，随着生物技术的快速发展和进步，蛋白质工程技术也得到了广泛应用和推广。

三、应用领域1. 医药领域：通过蛋白质工程技术可以制造出具有特定功能的蛋白质，如人类胰岛素、生长激素、白介素等，用于治疗疾病。

2. 工业领域：利用蛋白质工程技术可以制造出各种酶，如纤维素酶、淀粉酶等，用于工业生产中的废水处理、食品加工等领域。

3. 农业领域：通过蛋白质工程技术可以制造出抗虫、抗病、耐旱等特性的作物品种，提高农业生产效率和产量。

四、技术流程1. 基因克隆：从目标蛋白质所在的组织或细胞中提取RNA或DNA，并进行PCR扩增和克隆到载体中。

2. 转化表达：将克隆好的基因载体转化到宿主细胞中，并利用表达系统使其高效表达所需的目标蛋白质。

3. 纯化分析：通过离心、层析等技术对目标蛋白质进行纯化和分析。

4. 鉴定验证：对目标蛋白质进行活性测试和结构分析，验证其功能和性质。

五、未来发展随着生物技术的不断发展和进步，蛋白质工程技术也将不断完善和改进。

未来，蛋白质工程技术将更加注重对目标蛋白质的结构和功能进行精准设计，以满足更加复杂多样的应用需求。

同时，随着人工智能、大数据等技术的应用，蛋白质工程技术也将更加高效和智能化。

蛋白质工程

一、概念：
1、蛋白质工程：所谓蛋白质工程就是通过对蛋白质已知结构与功能的了解，借助于计算机辅助系统，利用基因定点突变技术，特异性地对蛋白质结构基因进行改造，产生具有新的特性的蛋白质，并深入研究蛋白质结构与功能的关系。（它是在遗传工程取得的成就的基础上，融合蛋白质结晶学、蛋白质动力学、计算机辅助设计及蛋白质化学等学科迅速发展起来的一个新兴研究领域，它开创了人类按照自己的意愿设计制造符合人类需要的蛋白质的新时代，因此又被称为第二代遗传工程）。
8、蛋白质的变性作用：天然蛋白质受理化因素的作用，使蛋白质的构象发生改变，导致蛋白质的理化性质和生物学特性发生变化，但并不影响蛋白质的一级结构，这种现象叫变性作用。变性的实质是次级键（氢键、离子键、疏水作用等）的断裂，而形成一级结构的主键（共价键）并不受影响。
二、简答：
1、简述蛋白质设计的目的及分类。
14、请回答为什么在利用中性盐盐析法粗提蛋白时主要选用硫酸铵这种中性盐？
答：因为它与其他常用盐类相比有十分突出的优点：
① 溶解度大：尤其是在低温时仍有相当高的溶解度，这是其他盐类所不具备的。由于酶和各种蛋白质通常是在低温下稳定，因而盐析操作也要求在低温下（0～4℃）进行。
② 分离效果好：有的提取液加入适量硫酸铵盐析，一步就可以除去75％的杂蛋白，纯度提高了β型氢键之间的一个凸起区域，一股链上的两个残基对着另一股链上的一个残基。大多数β凸起都连接反平行β链。该结构易于适应一个单氨基酸残基的插入或删除，而不扰动整体结构，能对局部侧链的取向进行严格而专一的调控，常出现在蛋白质的活性位置
8、简述蛋白质疏水内核存在的意义。
③ 不易引起变性，有稳定酶与蛋白质结构的作用。有的酶或蛋白质用2～3mol/L的（NH4）2SO4保存可达数年之久。

蛋白质工程简介

蛋白质工程的策略与技术
蛋白质改造
01
02
03
氨基酸替换
通过改变蛋白质中特定氨基酸的类型，以改善其功能或性质。
肽链剪切
将肽链中的一部分切除或替换，以产生具有更好性能的蛋白质。
基因敲除或敲入
通过基因工程技术，将目标基因从蛋白质编码基因组中删除或插入，以改变蛋白质的结构和功能。
蛋白质从头设计
总结词：实践应用
详细描述：该书不仅介绍了蛋白质工程的基本原理和方法，还详细介绍了其在各个领域的应用和实践，为读者提供了理论与实践相结合的学习体验。
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蛋白质特异性不高等
蛋白质工程中，提高蛋白质特异性和功能是重要挑战之一。解决方案包括合理设计氨基酸序列、引入突变或使用噬菌体展示技术等。
蛋白质工程的发展趋势与前景
发展潜力巨大
蛋白质工程作为生物技术领域的重要分支，具有广泛的应用前景。未来，蛋白质工程将为医药、农业、能源和环境等领域带来更多创新和突破。
特定功能的蛋白质。
优化
通过重复筛选和突变体的产生，逐步优化蛋白质的性能，提高其
与抗体的亲和力。
04
蛋白质工程的应用案例
蛋白质工程用于药物设计
蛋白质工程用于药物设计时，可以针对已知的靶点设计出高活性的药物分子。例如，通过蛋白质工程改造抗体，使其具有更强的抗肿瘤效果或者更低的副作用。
蛋白质工程还可以优化药物的代谢性质，提高药物的生物利用度，降低药物的毒副作用。例如，通过蛋白质工程技术改变药物的代谢途径，减少药物在体内的积累，降低药物的毒副作用。
工业领域
蛋白质工程在工业领域的应用主要包括生物催化、生物材料、生物信息等方面。例如，通过蛋白质工程改造酶类，提高其催化效率和特异性，用于化工、制药等领域。

蛋白质工程技术知识点总结

蛋白质工程技术知识点总结蛋白质是生物体内功能最多样化的大分子，具有多种生物学功能，在生物医学领域有着广泛的应用。

蛋白质工程技术是指利用基因重组、蛋白质工程和蛋白质设计等技术手段，对蛋白质进行人工改造和设计，以获得具有特定功能和性质的蛋白质。

本文将围绕蛋白质工程的基本原理、技术手段和应用领域进行介绍和总结。

一、蛋白质工程的基本原理1. 基因重组技术基因重组技术是蛋白质工程的基础技术，通过将感兴趣的基因分子导入到宿主细胞中，使宿主细胞能够表达这些基因，从而产生感兴趣的蛋白质。

常用的基因重组技术包括质粒转染、病毒载体转染、基因枪转染等。

2. 蛋白质纯化技术蛋白质的产生过程中会伴随很多其他杂质，因此需要对蛋白质进行纯化。

目前常用的蛋白质纯化技术主要包括离子交换、凝胶过滤、亲和纯化、透析、超速离心等。

3. 蛋白质结构分析技术蛋白质工程需要对蛋白质的结构进行分析，以确定蛋白质的二、三维结构，常用的技术包括X射线晶体学、核磁共振、质谱、表面等离子共振等。

4. 蛋白质工程设计和改造技术蛋白质工程的设计和改造技术是指对蛋白质的氨基酸序列进行修改、融合、重组等，以获得更理想的蛋白质性质和功能。

常用的技术手段包括点突变、插入、删除、重组、融合以及改变翻译后修饰等。

二、蛋白质工程的技术手段1. 蛋白质工程中的点突变技术点突变技术是通过对蛋白质基因进行特定的DNA序列改变，使蛋白质的氨基酸序列发生改变，从而改变蛋白质的性质和功能。

常用的点突变技术包括重叠PCR、引物设计、缺失突变和插入突变等。

2. 蛋白质工程中的插入和删除技术插入和删除技术是指在蛋白质的氨基酸序列中直接插入或删除特定的氨基酸残基，从而改变蛋白质的结构和功能。

常用的技术手段包括基因克隆、引物设计、限制性内切酶切割等。

3. 蛋白质工程中的重组和融合技术重组和融合技术是指将两种或多种不同的蛋白质基因进行重组组合，从而产生具有新功能和性质的蛋白质。

常用的重组和融合技术包括PCR扩增、质粒构建、引物设计等。

蛋白质工程概述

蛋白质工程概述
目录
• 蛋白质工程简介 • 蛋白质工程的基本技术 • 蛋白质工程的应用 • 蛋白质工程的挑战与前景 • 蛋白质工程研究进展
01
蛋白质工程简介
定义与特点
定义
蛋白质工程是通过人工设计和改造蛋白质分子，以达到改善或优化其功能、稳定性和亲和力等目的的生物工程技术。
特点
蛋白质工程具有高度定向性，能够针对特定目标进行设计和优化，从而实现蛋白质结构和功能的定向改造。
动物育种
蛋白质工程可以用于动物育种，通过基因编辑技术改变动物的性状，如生长速度、肉质和产奶量等。
生物农药与肥料
蛋白质工程可以用于开发和优化生物农药和肥料，减少化学农药和化肥的使用，提高农业生产的安全性和可持续性。
环保领域的应用
废水处理
蛋白质工程可以用于设计和优化微生物酶，提高废水处理的效率和稳定性。例如，通过蛋白质工程改造微生物的降解酶，可以提高废水处理的效果和降低处理成本。
03
疫苗开发
蛋白质工程可以用于设计和优化疫苗，通过改变抗原的免疫原性，提高
疫苗的保护效果。
工业领域的应用
生物催化
蛋白质工程可以用于设计和优化酶，提高其在工业生产中的催化效率和稳定性。例如，在制药、化学品和燃料的生产中，蛋白质工程改造的酶可以提高生产效率和降低成本。
生物材料
蛋白质工程可以用于设计和开发新型生物材料，如蛋白质基质、纳米纤维和复合材料等。这些材料在医疗、环保和能源等领域有广泛应用。
生物制药的改进
通过蛋白质工程，可以设计和优化药物中的关键蛋白质，提高药物的疗效和降低副作用。
生物能源的开发
利用蛋白质工程可以设计和优化微生物，用于生产生物燃料和生物可降解塑料等。

蛋白质工程课件

04
蛋白质工程的应用
疾病治疗与预防
蛋白质药物设计与优化
疫苗开发
通过蛋白质工程技术，对蛋白质药物的结构进行改造和优化，提高其稳定性和药效，降低副作用。
通过蛋白质工程技术，设计和制备新型疫苗，提高疫苗的免疫原性和保护效果，有效预防传染病的发生。
靶向治疗
利用蛋白质工程技术，设计和开发具有特定靶向功能的蛋白质药物，实现对肿瘤、炎症等疾病的精准治疗。
蛋白质的分离与纯化
总结词
利用各种分离纯化技术，从生物样品中提取和纯化目标蛋白质。
VS
详细描述
分离与纯化技术是蛋白质工程中的重要环节之一，其目的是从复杂的生物样品中提取和纯化目标蛋白质。常用的分离纯化方法包括离心、沉淀、萃取、电泳、色谱等技术。通过选择合适的分离纯化方法，可以获得高纯度、高活性的目标蛋白质，为后续的结构和功能研究提供基础。
蛋白质工程发展历程
自20世纪80年代初蛋白质工程概念提出以来，该领域经历了从实验室研究到实际应用的快速发展，目前已成为生物技术领域的重要分支。
感谢您的观看
THANKS
蛋白质的体外定向进化
总结词
通过模拟自然进化过程，在体外对蛋白质进行选择和优化，以获得具有所需性质和功能的突变体。
详细描述
体外定向进化技术包括体外突变、体外筛选和体外进化三个步骤。通过随机或定点突变产生变异体库，再利用筛选方法从中选择出具有优良性质的突变体，经过多轮进化可获得性能显著提高的蛋白质。该技术广泛应用于酶工程领域，用于改进酶的催化活性、稳
特点
蛋白质工程具有高度定向性、可预测性和可控制性，能够针对特定需求对蛋白质进行改造，提高蛋白质的性能和功能。
蛋白质工程的重要性

h第四章蛋白质工程概述PPT课件

❖
1.重组DNA的快速裂解与鉴定
❖
2.限制性内切酶图谱分析法
❖
3.核酸分子杂交方法进行鉴定
❖
4.PCR扩增方法进行鉴定
23
表:
一、原核表达体系二、真核表达体系
1.酵母表达体系 2.昆虫表达体系 3.哺乳类动物细胞
24
概论
❖ 1.蛋白质工程:崛起的缘由、概念 ❖2.常用技术：定点诱变（概念、意义） ❖ 3.蛋白质改造范围 ❖ 4.改造类型
❖ 分析工作主要有两个方面：一方面—建立正常生理条件下机体、组织、细胞的全部蛋白质
的图谱和数据库，获得蛋白质组群的整体信息，为进一步的分析
工作提供基础；
另一方面—比较分析非生理条件下蛋白质组所发生的变化。7
研究目标的动态性
❖ 组成有机体的所有不同细胞都共享一个基因组，即一个有机体只有一个确定的基因组。
17
人工染色体
酵母人工染色体（yeast artificial chromosome,YAC）
细菌人工染色体（BAC）噬菌体人P1衍生的人工染色体（PAC）哺乳动物人工染色体（MAC）
18
限制性内切酶酶切
切:
酶切
19
接:
目的基因
基因重组
基因载体
重组体(复制子)
20
连接方法
❖ 1.粘性末端的连接
❖ 但基因组内各个基因的表达条件、程度都要随时间、地点、环境的不同而不同。所以，蛋白质组是一个动态的概念。
8
体现生命的复杂性
❖ HGP表明：30亿对碱基，仅编码2.6-3.9万个不同的基因。人类的复杂性体现在表达产物的复杂性，即蛋白质的复杂性。
❖证明
★一个基因并不只存在一个相应的蛋白质，可能有几个或几十个。 ★基因也不能直接决定一个功能蛋白。 ★很多疾病并不完全是因为基因改变所造成，基因的表达方式错综

蛋白质工程的概述

定点诱变的过程和属于什么类型的变异？
4、实例
——速效胰岛素
将胰岛素B链由B28脯氨酸-B29赖氨酸改为B28赖氨酸-B29脯氨酸，获得的单体速效胰岛素，可以避免胰岛素分子形成聚合体以保证它的效能及时发挥。
二、蛋白质工程的应用
1、改造酶的结构，有目的地提高酶的热稳定性。
思考：基因工程与蛋白质工程有什么区别和联系？不同：基因工程：生产自然界已有的蛋白质；蛋白质工程：通过对基因的改造，生产出与自然界不同的蛋白质或新蛋白质。联系：基因工程是蛋白质工程的关键技术。
3、类型（1）大改
——产生全新的蛋白质（2）中改
——替代某一个肽段或一个特定的结构区域（3）小改
思考：有哪些方法可以提高酶的热稳定性？
（1）将肽链的天门冬酰胺和谷氨酰胺转变为其他氨基酸；
（2）在蛋白质分子中引入二硫键。
2、在生物工程制药领域，蛋白质工程也有广泛应用。
实例：
生产出效果良好的鼠-人嵌合抗体；
纤维蛋白溶解酶原激活因子可以用于溶解血栓块，医治心肌梗死等疾病。
练习：
1、科学家将β-干扰素基因进行定点导入大肠杆菌表达，使干扰素第十七位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高了β-干扰素的抗病活性，并且提高了储存稳定性。该生物技术为
实质：改造基因，从而改造蛋白质。
思考：从概念上看，你能说出蛋白质工程的操作过程吗？
2、过程（P35的图解）（1）预期蛋白质功能（2）设计蛋白质结构（3）推测氨基酸序列（4）设计DNA脱氧核苷酸序列（5）基因工程合成新的蛋白质思考：这五步中关键的是哪一步？基因工程，因此蛋白质工程也称为第二代基因工程。
A.基因工程 C.基因突变

蛋白质工程总结

蛋白质工程总结1、名词解释肽键：一个氨基酸的α-羧基（—COOH）与另一个氨基酸的α-氨基（—NH2）脱水缩合形成的键。

超二级结构: 在蛋白质分子中特别是在球状蛋白质分子中，经常可以看到由若干相邻的二级结构元件（主要是α螺旋和β折叠）组合在起，彼此相互作用，形成种类不多的、有规则的二级结构组合或二级结构串，在多种蛋白质中充当三级结构的构件，称为超二级结构结构域（domain）是在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折叠区亚基：四级结构的蛋白质中每个球状蛋白质称为亚基别构效应：当某种小分子物质特异地与某种蛋白质(或酶)结合后(结合部位多在远离活性部位的另一部位，通常称为别位)，能够引起该蛋白质(或酶〕的构象发生微妙而规律的变化，从而使其活性发生变化(活性可以从无到有或从有到无，也可以从低到高或从高到低)，这种现象称为别构效应定点突变：在DNA水平上，产生多肽编码顺序的特异性改变称为基因的定点突变定向进化：进化是有目的的，进化最终朝着一定方向进行。

蛋白质分子设计：是一门新兴的研究领域，是与结构生物学、信息生物学、分子生物学、蛋白质化学、细胞生物学、免疫学等相关的多学科交叉领域。

其本身在不断地发展，其内容也在不断地更新。

蛋白质分子设计就是为有目的的蛋白质工程改造提供设计方案。

小改：部分氨基酸的突变又称小改，是基于对已知蛋白质的改造。

定义是指对已知结构的蛋白质进行少数几个残基的替换，是目前蛋白质工程中最为广泛使用的方法。

中改：天然蛋白质的剪裁又称中改，是指在蛋白质中替换1个肽段或者1个结构域。

大改：是指从氨基酸残基出发，即从一级序列出发，设计制造自然界中不存在的全新蛋白质，使之具有特定的空间结构和预期的功能。

蛋白质组：指“一个基因组、一个细胞或一种生物表达的所有蛋白质及其存在方式”。

肽质量指纹图谱：是指蛋白质被酶切位点专一的蛋白酶水解后得到的肽片段质量图谱。

2、简答题1)何谓蛋白质一、二、三、四结构？说明维持各个结构层次的作用力有哪些？答、一级结构：蛋白质分子中氨基酸残基的种类、数量、连接方式和排列顺序称为一级结构。