蛋白质工程名解和问答

名解蛋白质工程：蛋白质工程是在生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科基础上融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、基因工程技术以及计算机辅助技术等手段的新兴研究领域。是以蛋白质的结构和功能为基础通过基因修饰或基因合成而改造现存蛋白质或组建新型蛋白质的现代生物技术，是基因工程的深化和发展。蛋白质结构域：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。结构域是蛋白质折叠中的一个结构层次，介于超二级结构和三级结构之间，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。蛋白质超二级结构：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，或结构模体。蛋白质芯片：也叫蛋白质微阵列，是将大量蛋白质有规则地固定到某种介质载体上，利用蛋白质与蛋白质、酶与底物、蛋白质与其他小分子之间的相互作用检测分析蛋白质的一种芯片。基因芯片:把大量已知或未知序列的DNA片段点在尼龙膜或玻璃片上，再经过物理吸附作用达到固定化。也可以直接在玻璃或金属表面进行化学合成，得到寡聚核苷酸芯片。将芯片与待研究l的cDNA或其他样品杂交，经过计算机扫描和数据处理，便可以观察到成千上万个基因在不同组织或同一组织不同发育时期或不同生理条件下的表达模式。酵母双杂交系统：利用真核生物转录调控因子的组件式结构特征，进行DNA-蛋白质之间的相互作用的研究。噬菌体展示技术：将基因表达产物与亲和选择相结合的技术，将编码“诱饵”蛋白的DNA片段插入噬菌体基因组，并与之与噬菌体外壳蛋白编码基因相结合。最终通过富集噬菌体外壳，得到大量靶基因的表达产物。该技术的主要特点是将特定分子的基因型和表型统一在同一病毒颗粒内，即在噬菌体的表面展示特定蛋白质，而在噬菌体核心DNA中则含有该蛋白的结构基因。蛋白质组学：蛋白质组学值在蛋白质组水平上研究蛋白质特征，包括蛋白质的表达水平、翻译与修饰、蛋白质与蛋白质相互作用等，并由此获得关于疾病发生、发展与细胞代谢等过程的整体认识。蛋白质修饰：蛋白质修饰作为改善蛋白质物理化学和生物学特性的有效手段。主要有化学途径和分子生物学途径。凡通过活性集团的引入或去除，而使蛋白质一级结构发生改变的过程统称为蛋白质的化学。蛋白质分子生物学的改造主要有基因突变、基因融合和掺入非天然氨基酸的方法等来根据人的意愿改造蛋白质的结构和功能。多克隆抗体:用抗原免疫动物后得到的动物血清（抗血清），是由体内分别针对抗原物质上的多个抗原决定簇的多个B细胞克隆发生应答后产生的，因此叫多克隆抗体单克隆抗体：由单个B细胞克隆或其杂交瘤细胞克隆产生的，只针对一种抗原决定簇的抗体。蛋白质的变性：是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被改变，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失，这种现象称为蛋白质变性。蛋白质折叠：蛋白质的基本单位为氨基酸，而蛋白质的一级结构指的就是其氨基酸序列，蛋白质会由所含氨基酸残基的亲水性、疏水性、带正电、带负电……等等特性通过残基间的相互作用而折叠成一立体的三级结构1、什么是蛋白质的分子设计及分子设计的程序和原则？蛋白质的分子设计就是为有目的的蛋白质工程改造提供设计方案，确保获得比天然蛋白质性能更加优越的新型蛋白质。主要目的有两个：一是为有目的的蛋白质工程改造提供设计方案和指导性信；；二是探索蛋白质的折叠机理。分子设计的分类：定点突变或化学修饰法、拼接组装设计法、从头设计全新蛋白质。蛋白质分子设计的程序：1.收集相关蛋白质的结构信息2.建立所研究蛋白质的结构模型3.结构模型的生物信息分析4.选择设计目标5.序列设计6.预测结果7.获得新蛋白质8.新蛋白质的检验9.完成新蛋白质设计蛋白质分子设计的原则：1活性设计2对专一性的设计3Scaffold设计4疏水集团与亲水基团需合理分布5最优的氨基酸侧链集合排列2、 定位突变中的2种，并详细介绍其中一种进行基因定位突变，改^DNA核苷酸序列，方法有很多种，如基因的化学合成、基因直接修饰法、盒式突变技术等。定点突变蛋白质中的氨基酸是由基因中的三联密码子决定的，只要改变其中的一个或两个碱基就可以改变氨基酸的种类，从而产生新的蛋白质。通常是改变功能区域某个位置的氨基酸，以研究蛋白质的结构、稳定性或催化特性。盒式突变一次可以在一个位点上产生20种不同氨基酸的突变体，可以对蛋白质分子中重要氨基酸进行“饱和性”分析。利用定位突变在拟改造的氨基酸密码两侧添加两个原载体和基因上没有的内切酶切点，用该内切酶消化基因，再用合成的发生不同变化的双链DNA片段替代被消化的部分。这样一次处理就可以得到多种突变型基因。3、 蛋白质的分离纯化方法(根据蛋白质的性质)理化性质，几种分离原理蛋白质的分子大小：透析、超过滤、分子筛层析、变性聚丙烯酰胺凝胶电泳等就是依据蛋白质分子大小进行分离纯化蛋白质的；蛋白质的带电特性：，等电点沉淀、离子交换层析、等电聚焦电泳等都是以此为依据来分离纯化蛋白质；蛋白质的溶解特性：硫酸铵分级沉淀、有机溶剂分级分离等均依据此原理蛋白质的变性与复性：尿素变性复性蛋白质的结晶：蛋白质分子表面的特性：吸附层析蛋白质的分子形状：亲和层析蛋白质的紫外吸收：蛋白质中的芳香性氨基酸，主要是苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸，它们的芳香侧链在紫外区域(200〜300nm)具有较的紫外吸收，据此可以测定蛋白质含量；蛋白质的颜色反应：具有特殊侧链的氨基酸残基与一些化学试剂反应呈现特定的颜色，如精氨酸胍基的坂口反应、酪氨酸酚羟基的米伦反应等。据此可以鉴定蛋白质的存在SDS的原理：聚丙烯酰胺凝胶电泳常用垂直板电泳装置，即将聚丙烯酰胺凝胶灌装在双层玻璃板之间，在凝胶顶端［样，然后分别在凝胶的底部和顶端接上正负电极，在凝胶中形成电场，在电场的作用下，蛋白质由凝胶顶端向下移动，移动的速度与蛋白质所带电荷、分子大小和分子形状有关，从而把不同的蛋白质分开。在SDS中，大量的SDS与蛋白质结合，由于SDS带有负电，导致蛋白质带有大量负电荷，掩盖了蛋白质本身所带电荷的差异，在电场作用下，SDS-蛋白质复合物由负极像正极移动，移动速度与蛋白质本身电荷差异无关。这样的SDS-蛋白质复合物在凝胶中的迁移率不再受蛋白质原有电荷和形状的影响，而只与蛋白质的分子质量有关系。双向电泳的原理：双向凝胶电泳的原理是第一向基于蛋白质的等电点不同用等电聚焦分离，第二向则按分子量的不同用SDS分离，把复杂蛋白混合物中的蛋白质在二维平面上分开。离子交换层析原理：蛋白质是两性分子，在一定的pH条件下带有电荷，不同的蛋白质所带有电荷的种类和数量不同，它们与带电的凝胶颗粒间的电荷相互作用不同。这样，当蛋白质混合物流经带电凝胶时，电荷吸引作用小的蛋白质先流过，而电荷吸引作用大的蛋白质后流过凝胶，从而把不同的蛋白质分开4、 基因融合技术的简介和运用P82DNA重组技术的发展与应用使不同基因或基因片段的融合可以方便地进行，融合蛋白经合适的表达系统表达后，既可获得由不同功能蛋白拼合在一起而形成的新兴多功能蛋白。构建融合蛋白的基本原则：将第一个蛋白基因的终止密码子删除，再接上带有终止秘密子的第二个蛋白或多肽基因，即可实现两个基因的融合表达，融合蛋白具有衍生因子的双重活性。利用基因融合技术表达外源基因的缘由是：1)通过与一切特异性蛋白质或其特异的结构域形成融合蛋白，可使表达产物得到有效的回收、纯化。