蛋白質工程

蛋白質工程就是通過對蛋白質化學、蛋白質晶體學和蛋白質動力學的研究，獲得有關蛋白質理化特性和分子特性的信息，在此基礎上對編碼蛋白質的基因進行有目的的設計和改造，通過基因工程技術獲得可以表達蛋白質的轉基因生物系統，這個生物系統可以是轉基因微生物、轉基因植物、轉基因動物，甚至可以是細胞系統。

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目錄

詳解

蛋白質是一切生命活動存在的物質基礎和唯一形式，同時也是診斷疾病、治療疾病的物質基礎或藥物。人類蛋白數量不僅遠超過基因數量，而且由於蛋白質的可變性和多樣性導致了蛋白質研究技術遠比核酸技術要複雜和困難的多。因此人類蛋白質構成了後基因組時代最重要的研究內容，具有無限廣闊的研究前景。蛋白質是生命的體現者，離開了蛋白質，生命將不復存在。可是，生物體內存在的天然蛋白質，有的往往不盡人意，需要進行改造。由於蛋白質是由許多氨基酸按一定順序連接而成的，每一種蛋白質有自己獨特的氨基酸順序，所以改變其中關鍵的氨基酸就能改變蛋白質的性質。而氨基酸是由三聯體密碼決定的，只要改變構成遺傳密碼的一個或兩個鹼基就能達到改造蛋白質的目的。蛋白質工程的一個重要途徑就是根據人們的需要，對負責編碼某種蛋白質的基因重新進行設計，使合成的蛋白質變得更符合人類的需要。這種通過造成一個或幾個鹼基定點突變，以達到修飾蛋白質分子結構目的的技術，稱為基因定點突變技術。《蛋白質工程原理與技術》蛋白質工程是在基因重組技術、生物化學、分子生物學、分子遺傳學等學科的基礎之上，融合了蛋白質晶體學、蛋白質動力學、蛋白質化學和計算機輔助設計等多學科而發展起來的新興研究領域。其內容主要有兩個方面：根據需要合成具有特定氨基酸序列和空間結構的蛋白質；確定蛋白質化學組成、空間結構與生物功能之間的關係。在此基礎之上，實現從氨基酸序列預測蛋白質的空間結構和生物功能，設計合成具有特定生物功能的全新的蛋白質，這也是蛋白質工程最根本的目標之一。蛋白質工程尚未有統一的定義。一般認為蛋白質工程就是通過基因重組技術改變或設計合成具有特定生物功能的蛋白質。實際上蛋白質工程包括蛋白質的分離純化，蛋白質結構和功能的分析、設計和預測，通過基因重組或其它手段改造或創造蛋白質。從廣義上來說，蛋白質工程是通過物理、化學、生物和基因重組等技術改造蛋白質或設計合成具有特定功能的新蛋白質。 利用基因工程的手段，在目標蛋白的氨基酸序列上引入突變，從而改變目標蛋白的空間結構，最終達到改善其功能的目的。傳統的蛋白質工程手段大多通過引入隨機突變來改造目標蛋白，隨着計算機技術和生物信息學技術的飛速發展，計算機模擬被越來越多的應用到蛋白質工程中，從而衍生出半合理化設計，合理化設計等多種新的蛋白質工程的手段。例如國內的尚科生物醫藥上海有限公司通過對蛋白質DNA改組，定向進化對酶進行合理化設計，從而提高酶的活性。

研究內容

1. 蛋白質結構分析 ——基礎 2. 結構、功能的設計和預測 ——基礎的應用與驗證 3. 創造和/或改造蛋白質——新蛋白質 ——終目標 意義播報編輯在醫藥、工業、農業、環保等方面應用前景廣泛對揭示生命現象的本質和生命活動的規律具有重要意義是蛋白質結構形成和功能表達的關係研究中不可替代的手段基礎研究、應用開發。