蛋白质工程知识点
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 cell)——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。
蛋白质工程复习要点
1:蛋白质工程与基因工程的区别基因工程:把外源基因转入适当的生物体内,从而表达出蛋白质蛋白质工程:对蛋白质的基因进行改造,从而改造其编码的蛋白质2创造和改造蛋白质的方法改造1活性部位2结构顺序方法:物理化学法_通过变性复性,修饰蛋白质侧链基团,分割肽链,改变表面电荷分布。
生物化学法_利用蛋白酶选择性分割蛋白质;用转糖苷酶,酯酶,酰酶等改变化学集团;用转酰胺酶是蛋白质发生胶连。
基因重组法。
3:氨基酸分类,蛋白质结构分类①氨基酸分类依据一:R基结构,分为脂肪族氨基酸、芳香族、杂环族、杂环亚依据二:R基极性,分为非极性中性氨基酸(甘丙缬亮蛋色苯丙异亮)与极性氨基酸②1极性中性_R基不解离(丝苏酪半胱谷氨天门冬)2酸性3碱性(组赖精)蛋白质结构分类:按结构域分类1α型(α螺旋含量>60%)2β型(桶状或柱状)3α/β型(α包围β,αβα样式)4α+β,α与β空间分离,位于分子不同部位4:蛋白质折叠过程动力学有哪些障碍动力学途径指导折叠过程,避免大量无规则构象的筛取.但会对正确折叠产生障碍:1中间体通过外漏疏水集团结合2不正确的二硫键形成3脯氨酸残基的异构化(分子伴侣等消除此不利)5:蛋白质二级结构,结构域,超二级结构,疏水内核二级结构:多肽链借助氢键形成的局部结构,有α螺旋,β折叠等。
超二级结构:邻近的二级结构在空间折叠上靠近,形成的二级结构聚合体(αα,βββ,βαβ)。
结构域:蛋白质亚基中明显分开的紧密球状结构。
疏水内核:蛋白质结构共同特征,在分子内部,都有一个由疏水侧链堆积形成的结构。
有稳定结构的作用。
6:蛋白质结构测定方法,分子伴侣,增加蛋白质结构稳定性的途径①结构测定方法:X-ray,核磁共振,荧光转移法_纤维衍射法_理论建模法②帮助蛋白质和正确折叠然后离开的蛋白质分子③降低折叠态与非折叠态的熵差,以减少非折叠态的构象(引入二硫键;增加Pro,替换Ala);稳定α螺旋(通过残基替换抵消电荷);填充疏水内核7:蛋白质设计目标及怎样解决1热稳定性(引入二硫桥增加氢键数目与表面盐桥改善内部疏水堆积)2对氧化的稳定性(把Cys-Ala、Ser_Met-Val_Trp-Phe)3对重金属的稳定性(Cys-Ala、Ser_ Met-Val_替换表面羧基)4PH稳定性(替换表面电荷基团_内离子对置换_内His,Cys,Tyr的置换)5提高酶学的性质(增加逆转数_改变酸碱度)热氧化金属PH酶目的:为蛋白质工程提供指导性信息与探索蛋白质折叠机理。
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。
蛋白质工程复习资料整理版
蛋白质工程复习资料整理版一.名词解释:1.自由界面扩散法:它是根据蛋白质在不同溶剂中的溶解度不同,选择两种溶解性差别大的溶剂,将溶有待结晶蛋白质的溶液小心地放在另一种溶液的上层,首先在界面区域达到瞬间的过饱和,随着两层溶液互相扩散,各自形成一个浓度梯度,当扩散趋向平衡时,蛋白质的溶液达到一定的过饱和度,便形成了晶核。
2.丝素蛋白:是从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白,含量约占蚕丝的70%~80%,含有18种氨基酸,其中甘氨酸(gly)、丙氨酸(ala)和丝氨酸(ser)约占总组成的80%以上3.大豆分离蛋白(SPI):是以大豆为原料经过加工制成的,大豆分离蛋白等电点4. 5~5 ,4.PAGE:聚丙烯酰胺凝胶电泳,是一种以聚丙烯酰胺凝胶为支持介质的区带电泳,它是在恒定的、非解离的缓冲系统中分离蛋白质,属于非解离电泳。
5.角蛋白:是非水溶性蛋白质,存在于皮肤、毛发、羽毛、指甲、爪和蹄中。
角蛋白中含有大量胱氨酸,二硫键的形成是非水溶性的主要原因。
6.蛋白质纤维:是指基本组成物质为蛋白质一类的纤维,按来源分有天然的和人造的和再生的两种。
7.结构域:二级结构和结构模式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。
8.胶原蛋白:是构成细胞外基质的主要成分之一, 广泛存在于哺乳动物体内。
其良好的生物相容性, 稳定的理化性质使其成为生物工程和生物制药中的重要载体。
9.蛋白质工程:按人们意志改变蛋白质的结构和功能或创造新的蛋白质的过程。
包括在体外改造已有的蛋白质,化学合成新的蛋白质,通过基因工程手段改造已有的或创建新的编码蛋白质的基因去合成蛋白质等。
为获得的新蛋白具备有意义的新性质或新功能,常对已知的其他蛋白质进行模式分析或采取分子进化等手段。
10.热塑性挤出:指含水量低的粉状原料在剪切场中同时受压受热,形成塑块,迫使其通过成型模具。
11.固定化酶:水溶性酶经物理或化学方法处理后,成为不溶于水的但仍具有酶活性的一种酶的衍生物。
蛋白质工程复习要点
1.定点突变技术:它以单链的克隆基因为模板在一段含有一个或几个错配碱基的寡核苷酸引物存在下合成双链闭环DNA分子。
用该双链闭环DNA分子转入宿主细胞,可解链成两条单链,各自可进行复制,合成自己的互补链,从而可得到野生型和突变型两种环状DNA,分离出突变型基因, 并引入到表达载体中就可经转化利用宿主细胞获得突变型的目的蛋白质。
2.杂合蛋白技术:原理:将不同来源的功能结构域经过组合,产生具有新的生物学功能的杂合多肽举例:鼠源scFv+大肠杆菌β-半乳糖苷酶N-末端3.易错PCR(error prone PCR, EP PCR):利用低保真度TaqDNA 聚合酶,或者改变PCR 反应体系的条件,在新链DNA 聚合过程中随机引入错配碱基,经多轮PCR 扩增,构建序列多种多样的突变库。
特点:不改变基因长度,突变频率控制在适度范围,能有效地获得有益突变体举例:厌氧菌N. patriciarum 中,木聚糖酶4.DNA 改组技术(DNA shuffling):原理:先切割产生随机大小的DNA 片段,再用无引物PCR 将其连接成为接近目的基因长度的DNA分子,最后进行扩增得全长基因举例:α-干扰素5.交错延伸( Stagger extension process):原理:a.在PCR 反应中把常规的退火和延伸合并为一步,并大大缩短其反应时间(55 →5s),从而只能合成出非常短的新生链,b.经变性的新生链再作为引物与体系内同时存在的不同模板退火而继续延伸。
c.此过程反复进行,产生间隔的含不同模板序列的新生DNA 分子。
酯酶KCTC1767稳定性和底物耐受性。
6.酶工程:是酶学基本原理与化学工程相结合而形成的一门新兴的技术科学。
研究酶制剂大规模生产及应用所涉及的理论与技术方法。
7.蛋白质工程:通过对蛋白质已知结构和功能的了解,借助计算机辅助设计,利用基因定位诱变等技术,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的技术,并由此深入研究蛋白质的结构与功能的关系,并使蛋白质更好地造福于人类。
蛋白质工程知识点
蛋白质工程
1.蛋白质工程崛起的缘由
(1)基因工程的实质:将一种生物的基因转移到另一种生物体内,后者可以产生它本不能产生的新的性状。
(2)基因工程的不足:在原则上只能产生自然界已经存在的蛋白质。
2.蛋白质工程的基本原理
(1)基本途径:从预期的蛋白质功能出发,设计预期的蛋白质结构,推测应有的氨基酸序列,找到相对应的脱氧核苷酸序列。
(2)概念:蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,铜过基因修饰或基因合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活。
3.蛋白质工程的进展
(1)科学家通过对胰岛素的改造,已使其成为速效型药品。
(2)生物和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、效率高的特点。
4.蛋白质工程的前景
蛋白质工程前景是诱人的,但难度却很大,尤其是目前科学家对大多数蛋白质的高级结构的了解还很不够。
蛋白质工程重点
可以说分子伴侣能“治病救人”,但并无“起死回生”
的绝招。
蛋白质二硫键异构酶(PDI)
• 催化新生肽链的巯基氧化形成二硫键。 • PDI 首先和含有巯基的肽链结合。 PDI 对含有二硫键蛋白折叠的 底物特异性不高。 • 通过二硫键的交换, PDI 可帮助蛋白快速找到可以达到的热力学 上最稳定状态的二硫键对。
β-折叠(β-sheet)
折叠的几种形式
1.平行型 2.反平行型 3.混合型
扭转的肽链twisted strand:
链都是沿其前进方向不断扭转,从而使实际蛋白质结构中 出现的层都不是平直的,而是一种扭转层。
右手扭转
环肽链(loop)
1.回折(reverse turn) (1) β转折(转角)(-turn) • 在-转角部分,由四个氨基酸残基组成; • 弯曲处的第一个氨基酸残基的 -C=O 和第四个残基的 –N-H 之间形成 氢键,形成一个不很稳定的环状结构。 • 这类结构主要存在于球状蛋白分子中 (2)γ转折(γ-turn):由3个氨基酸残基构成的转折 2.β发夹 (1)β发夹(β-hairpin) • 通过一段短的环链将2条相邻的链连接在一起 • 环链可具有不同的长度(1~4,2)
分子伴侣在蛋白质分子折叠中的作用
• 识别折叠过程中形成的折叠中间物的非天然结构。与
这些中间物结合,生成复合物,防止过早的或者错误
的相互作用而阻止不正确的无效的折叠途径,抑制不 可逆的聚合物的产生,促进折叠向正确的有效的途径
进行。
• 分子伴侣首先会识别折叠过程中形成的折叠中间物的 非天然构象,而不会去理会天然构象。 • 分子伴侣与早期形成的中间物相互作用而防止它们之 间的聚合;一旦聚合形成,分子伴侣就无能为力了。
• ——无规型/富含二硫键和金属离子型
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。
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。
高中生物蛋白质工程知识点
高中生物蛋白质工程知识点基因工程是生物工程技术的一个重要分支,它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。
接下来店铺为你整理了高中生物蛋白质工程知识点,一起来看看吧。
高中生物蛋白质工程知识点:概念蛋白质工程是指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,以满足人类的生产和生活的需求。
高中生物蛋白质工程知识点:基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。
(2)功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。
(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)两种DNA连接酶(E•coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶)的比较:①相同点:都缝合磷酸二酯键。
②区别:E•coliDNA连接酶来源于T4噬菌体,只能将双链DNA 片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶能缝合两种末端,但连接平末端的之间的效率较低。
(2)与DNA聚合酶作用的异同:¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端,形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——载体(1)载体具备的条件:①能在受体细胞中复制并稳定保存。
②具有一至多个限制酶切点,供外源DNA片段插入。
③具有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。
《蛋白质工程是基因工程的延伸》 知识清单
《蛋白质工程是基因工程的延伸》知识清单一、蛋白质工程的定义与概念蛋白质工程,简单来说,就是在深入了解蛋白质的结构与功能关系的基础上,通过基因修饰或基因合成等手段,对现有蛋白质进行改造,或者设计制造出全新的蛋白质。
它是一门综合了分子生物学、结构生物学、生物化学和计算机科学等多学科知识的新兴领域。
二、基因工程的原理与应用基因工程,又称为重组 DNA 技术,是指按照人们的意愿,在体外将不同来源的 DNA 分子进行重组,然后导入受体细胞,使其在细胞中复制、转录和翻译,表达出人们所需要的产物。
基因工程的应用非常广泛。
在农业领域,通过基因工程可以培育出抗病虫害、抗逆境的作物品种,提高农作物的产量和质量。
在医药领域,基因工程可以用来生产胰岛素、生长激素等药物,为治疗疾病提供了有力的手段。
在工业领域,基因工程可以用于生产生物酶,提高工业生产的效率和降低成本。
三、蛋白质工程与基因工程的关系蛋白质工程是基因工程的延伸,这两者有着密切的联系。
基因工程为蛋白质工程提供了基础。
通过基因工程技术,我们能够获取特定的基因,并将其导入到合适的宿主细胞中进行表达,从而获得所需的蛋白质。
然而,基因工程所得到的蛋白质往往是自然界中已经存在的,其性质和功能可能并不能完全满足人们的需求。
而蛋白质工程则是在基因工程的基础上,进一步对蛋白质进行改造和优化。
它不仅仅是对基因进行简单的操作,而是根据对蛋白质结构和功能的深入理解,有针对性地对基因进行改造,从而实现对蛋白质性质和功能的精确调控。
例如,我们知道某种蛋白质具有一定的功能,但在某些特定条件下其活性不够高。
通过蛋白质工程,我们可以分析该蛋白质的结构,找出影响其活性的关键部位,然后通过基因改造来改变这些关键部位的氨基酸序列,从而提高蛋白质的活性。
四、蛋白质工程的操作步骤蛋白质工程的操作通常包括以下几个主要步骤:1、目标蛋白质的结构和功能分析首先,需要对目标蛋白质的结构和功能进行深入的研究。
这包括确定蛋白质的三维结构、活性位点、与其他分子的相互作用等。
蛋白质工程-复习提纲
蛋白质工程第一章——绪论一、蛋白质工程的定义?狭义定义: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广义定义:蛋白质工程是通过物理、化学、生物和基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质(简单来说:蛋白质工程就是一门改造设计蛋白质的学科)二、蛋白质工程的基本研究内容?研究内容总体可分为四大部分:(1)蛋白质的基础知识——结构、理化性质、生物功能、功能与结构的关系(2)蛋白质的物质准备——表达、纯化(3)蛋白质的研究方法——结构解析、分析鉴定、蛋白质组学研究(4)蛋白质的改造应用——设计改变、功能应用、蛋白质生物信息学或者可分为三大部分:(1)蛋白质结构分析——基础(关系学)(2)结构、功能的设计和预测——基础的应用与验证(实验科学)(3)创造和/或改造蛋白质——新蛋白质——终目标(工程学)三、蛋白质工程的应用(1)蛋白质工程应用蛋白质多肽药物、新型疫苗、工业用酶……(2)蛋白质工程意义1)在医药、工业、农业、环保等方面应用前景广泛2)对揭示生命现象的本质和生命活动的规律具有重要意义3)是蛋白质结构形成和功能表达的关系研究中不可替代的手段(3)蛋白质工程的支持技术定点突变等遗传操作技术;蛋白质结构解析技术;生物信息学分析技术;蛋白质的设计、表达、生产技术第二章——蛋白质结构与功能一、蛋白质的生物学功能调节功能、防御/攻击、支架作用、信息传递、运动功能、转运功能、储存功能、催化功能、结构成分二、蛋白质基本化学组件(1)氨基酸(amino)1)氨基酸种类:二十种天然氨基酸、稀有氨基酸、非天然蛋白质氨基酸2)氨基酸的化学组成与结构:①均含有C 、H 、O 、N 、S,以一定比例存在。
有些含有微量的金属元素(如铁、锌、钼、镍等)②易被酸、碱和蛋白酶催化水解为胨、肽。
共同的化学结构(除脯氨酸)3)氨基酸的性质极性氨基酸:Ser、Thr、Cys、Asn、Gln、His、Tyr——二硫键疏水氨基酸:Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Pro、Met、Trp——疏水内核荷电氨基酸:Arg、Lys、His(+);Asp、Glu(-)——PI,蛋白分离谱特性、紫外线吸收特性——检测(3)肽单位、多肽链1)肽键定义:由一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基脱水缩合而形成的化学键。
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。
《蛋白质工程概述》 讲义
《蛋白质工程概述》讲义一、什么是蛋白质工程在生命科学的领域中,蛋白质工程是一项极其重要且富有创新性的学科分支。
那到底什么是蛋白质工程呢?简单来说,蛋白质工程就是通过对蛋白质的结构和功能进行深入研究,然后运用现代生物技术手段,对天然蛋白质进行改造和设计,以获得具有特定功能或性质的新型蛋白质。
我们都知道,蛋白质是生命活动的主要承担者,它们在生物体内发挥着各种各样至关重要的作用,比如催化化学反应、运输物质、免疫防御、构成细胞结构等等。
然而,天然存在的蛋白质往往不能完全满足我们的需求,这时候蛋白质工程就派上用场了。
它并非是对蛋白质进行简单的修饰或加工,而是从分子水平上对蛋白质的基因进行改造,从而改变蛋白质的结构和功能。
这需要我们对蛋白质的结构与功能关系有清晰的认识,同时掌握一系列先进的生物技术工具和方法。
二、蛋白质工程的理论基础要深入理解蛋白质工程,就不得不提到它的理论基础。
首先,蛋白质的结构决定其功能,这是蛋白质工程的核心原则之一。
蛋白质的结构包括一级结构(氨基酸的序列)、二级结构(如α螺旋、β折叠等)、三级结构(整个多肽链的空间构象)和四级结构(多个亚基形成的复合物)。
不同的结构层次相互影响,共同决定了蛋白质的功能。
比如,酶的催化活性部位通常由特定的氨基酸残基组成,它们的空间排列和相互作用对于催化反应的效率和特异性起着关键作用。
其次,遗传密码的通用性和可操作性为蛋白质工程提供了重要的手段。
我们可以通过改变蛋白质对应的基因序列,来实现对蛋白质氨基酸序列的改造,进而影响其结构和功能。
再者,对蛋白质折叠和稳定性的研究也是蛋白质工程的理论基础之一。
了解蛋白质如何正确折叠形成有活性的构象,以及哪些因素影响其稳定性,有助于我们设计出更稳定、更有效的蛋白质。
三、蛋白质工程的基本步骤蛋白质工程的实施通常包括以下几个主要步骤:第一步是目标蛋白质的选择。
这需要根据实际需求,确定要改造或设计的蛋白质。
比如,如果我们想要开发一种更高效的工业用酶,就需要选择相关的酶作为目标蛋白质。
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蛋白质工程知识点
1.蛋白质结构相关:
PDB、NCBI、二级结构、结构域、拉氏构象图、多肽链、蛋白质结构解析、分子伴侣2.蛋白理化性质及应用:
变性、复性、电泳、SDS-PAGE、等电点电泳、双向电泳
3.蛋白分子设计:
融合蛋白、报告因子、定位突变目标、解决方案、基本程序、改造方法(大、中、小)4.蛋白分离、纯化、鉴定
亲和层析、透析、蛋白纯化与鉴定
5.蛋白质模拟
蛋白质结构模拟、分子对接、氨基酸虚拟突变、分子动力学模拟
6.蛋白工程应用
抗体、抗体酶、单链抗体、单克隆抗体、多克隆抗体。