1.4 蛋白质工程的崛起 (5)_第1页
1.4 蛋白质工程的崛起 (5)_第2页
1.4 蛋白质工程的崛起 (5)_第3页
1.4 蛋白质工程的崛起 (5)_第4页
1.4 蛋白质工程的崛起 (5)_第5页
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文档简介

1、科学家面临新的问题,在已研究过的几千种酶中,只有极少数可以应用于工业生产,绝大多数酶都不能应用于工业生产,这些酶虽然在自然状态下有活性,但在工业生产中没有活性或活性很低。,蛋白质工程的崛起,提高蛋白质的稳定性是工业生产中一个非常重要的课题。一般来说,提高蛋白质的稳定性包括:延长酶的半衰期,提高酶的热稳定性,延长药用蛋白的保存期,抵御由于重要氨基酸氧化引起的活性丧失等,因此就需要对蛋白质加以改造。,1983年Ulmer首先提出蛋白质工程这个名词。什么叫蛋白质工程?它同基因工程有何区别和联系?又是如何设计和施工的?,例如:,玉米中赖氨酸含量比较低,天冬氨酸激酶 (352位的苏氨酸),二氢吡啶二羧酸

2、合成酶(104位的天冬酰胺),天冬氨酸激酶(异亮氨酸),二氢吡啶二羧酸合成酶(异亮氨酸),玉米中赖氨酸含量可提高数倍,蛋白质工程的概念,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,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,以满足人类对生产和生活的需求。,前提:,了解蛋白质的结构和功能,原理:,改造基因(基因修饰或基因合成),目的:,定向改造或制造蛋白质,二、蛋白质工程的基本原理,1、目标:根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质的结构进行分子设计。 2、原理:改造基因(基因修饰或基因合成)。 3、流程: 预期蛋白质功能设计预期的蛋白质推测应有的氨基

3、酸序列找到对应的脱氧核苷酸序列。,蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不同?,答:基因工程是遵循中心法则,DNAmRNA蛋白质折叠产生功能,基本上是生产出自然界已有的蛋白质。 蛋白质工程是按照以下思路进行的: 确定蛋白质的功能蛋白质应有的高级结构蛋白质应具备的折叠状态应有的氨基酸序列应有的碱基排列,可以创造自然界不存在的蛋白质,基因 DNA,氨基酸序列 多肽链,蛋白质 三维结构,预期功能,生物功能,mRNA,转录,翻译,折叠,DNA合成,分子设计,流程:,蛋白质工程的主要步骤通常包括: (1)从生物体中分离纯化目的蛋白; (2)测定其氨基酸序列; (3)借助核磁共振和X射线晶体衍射等手段,尽可能地了解蛋白质的二维重组和三维晶体结构;,(4)设计各种处理条件,了解蛋白质的结构变化,包括折叠与去折叠等对其活性与功能的影响; (5)设计编码该蛋白的基因改造方案,如定点突变; (6)分离、纯化新蛋白,功能检测后投入实际使用。,蛋白质工程的概念,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,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,以满足人类对生产和

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