蛋白质工程 (2)精选课件.ppt

关于蛋白质工程(2)课件第一页，本课件共有44页想一想想一想要想让一种生物的性状在另一种生物中要想让一种生物的性状在另一种生物中表达表达,在种内可以进行什么办法实现在种内可以进行什么办法实现?要使有生殖隔离的种间生物实现基因交要使有生殖隔离的种间生物实现基因交流应用什么方法流应用什么方法?第二页，本课件共有44页一、蛋白质工程崛起的缘由一、蛋白质工程崛起的缘由 通过基因工程能够大规模生产生物体内微量存通过基因工程能够大规模生产生物体内微量存在的活性物质，并借助转基因而改变动植物性状，在的活性物质，并借助转基因而改变动植物性状，得以在人类医疗保健中进行基因诊断和基因治疗。得以在人类医疗保健中进行基因诊断和基因治疗。然而在广泛利用自然界各种蛋白质的过程中就发现，然而在广泛利用自然界各种蛋白质的过程中就发现，这些蛋白质只是适应生物自身的需要，而对它们进这些蛋白质只是适应生物自身的需要，而对它们进行产业化开发往往不合意，需要加以改造。行产业化开发往往不合意，需要加以改造。19831983年年UlmerUlmer首先提出蛋白质工程，它是指按照特定的需首先提出蛋白质工程，它是指按照特定的需要，对蛋白质进行分子设计和改造的工程。自此以要，对蛋白质进行分子设计和改造的工程。自此以后，蛋白质工程迅速发展，已成为生物工程的重要后，蛋白质工程迅速发展，已成为生物工程的重要组成部分。组成部分。第三页，本课件共有44页基因工程在原则上只能生产自然界已存基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，这些天然蛋白质是生物在在的蛋白质，这些天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们的结构和长期进化过程中形成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。定完全符合人类生产和生活的需要。一、蛋白质工程崛起的缘由一、蛋白质工程崛起的缘由第四页，本课件共有44页基因工程在原则上只能生产自然界基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。已存在的蛋白质。蛋白质工程就是为了生产出符合人类生产蛋白质工程就是为了生产出符合人类生产和生活需要的蛋白质，甚至是自然界不存在和生活需要的蛋白质，甚至是自然界不存在的蛋白质。的蛋白质。第五页，本课件共有44页满足人类满足人类生产和生生产和生活的需要活的需要改造改造干扰素（半胱氨酸）干扰素（半胱氨酸）体外很难保存体外很难保存干扰素（丝氨酸）干扰素（丝氨酸）体外可以保存半年体外可以保存半年玉米中赖氨酸含量比较低玉米中赖氨酸含量比较低天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶（352位的苏氨酸）位的苏氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶二氢吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺）位的天冬酰胺）改造改造改造改造天冬氨酸激酶（异亮氨酸）天冬氨酸激酶（异亮氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶二氢吡啶二羧酸合成酶（异亮氨酸）（异亮氨酸）玉米中赖氨酸含量可提高数倍玉米中赖氨酸含量可提高数倍改造改造第六页，本课件共有44页例如胰岛素改造例如胰岛素改造天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体和六聚体，延天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体和六聚体，延缓胰岛素从注射部位进入血液，从而延缓了其降血糖作缓胰岛素从注射部位进入血液，从而延缓了其降血糖作用，也增加了抗原性，这是胰岛素用，也增加了抗原性，这是胰岛素B23-B28氨基酸残氨基酸残基结构所致。利用蛋白质工程技术改变这些残基，则基结构所致。利用蛋白质工程技术改变这些残基，则可降低其聚合作用，使胰岛素快速起作用。该速效胰可降低其聚合作用，使胰岛素快速起作用。该速效胰岛素已通过临床实验。岛素已通过临床实验。第七页，本课件共有44页 你知道人类基因组计划吗你知道人类基因组计划吗?由美国科学家于由美国科学家于19851985年率先提出，于年率先提出，于19901990年正式启动年正式启动的。美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、的。美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本和我国科学家共同参与了这一计划。日本和我国科学家共同参与了这一计划。20002000年完成年完成了人类基因组了人类基因组“工作框架图工作框架图”。20012001年公布了人类基因年公布了人类基因组图谱及初步分析结果。组图谱及初步分析结果。它是指对人类基因组进行碱基对的测序。它是指对人类基因组进行碱基对的测序。因为人类体细胞中有因为人类体细胞中有2222对常染色体，每对染色体中的两个对常染色体，每对染色体中的两个DNADNA分子结构基本相同，又由于分子结构基本相同，又由于X X和和Y Y这两个性染色体中这两个性染色体中DNADNA分子结构有较大差异，需要各自单独测序；所以分子结构有较大差异，需要各自单独测序；所以对人类基因组测序实际上是指对人类体细胞中一套对人类基因组测序实际上是指对人类体细胞中一套常染色体（常染色体（2222个）和个）和X X、Y Y这两个性染色体中共这两个性染色体中共2424个个DNADNA分子的测序。分子的测序。第八页，本课件共有44页你知道国际人类蛋白质组计划吗？你知道国际人类蛋白质组计划吗？人类蛋白质组计划是继人类基因组人类蛋白质组计划是继人类基因组计划之后，生命科学乃至自然科学领域计划之后，生命科学乃至自然科学领域中的一项重大的科学命题。中的一项重大的科学命题。20012001年，年，国际人类蛋白质组组织宣告成立。国际人类蛋白质组组织宣告成立。之后，该组织正是提出启动两项重大国之后，该组织正是提出启动两项重大国际合作行为：一项是有中国科学家牵头际合作行为：一项是有中国科学家牵头执行的执行的“人类肝脏蛋白质组计划人类肝脏蛋白质组计划”；另一；另一项是以美国科学家牵头执行的项是以美国科学家牵头执行的“人类血浆人类血浆蛋白质组计划蛋白质组计划”。第九页，本课件共有44页温故知新温故知新蛋白质的结构及其多样性蛋白质的结构及其多样性第十页，本课件共有44页第十一页，本课件共有44页氨基酸种类不同，肽链结构不同氨基酸种类不同，肽链结构不同-蛋白质多样性原因蛋白质多样性原因氨基酸数目成百上千，肽链结构不同氨基酸数目成百上千，肽链结构不同氨基酸排列顺序千变万化，肽链结构不同氨基酸排列顺序千变万化，肽链结构不同-肽链空间结构千差万别，蛋白质种类不同肽链空间结构千差万别，蛋白质种类不同第十二页，本课件共有44页蛋白质的功能蛋白质的功能1 1、构成细胞和生物体结构的重要物质、构成细胞和生物体结构的重要物质2 2、绝大多数酶是蛋白质，催化细胞内的、绝大多数酶是蛋白质，催化细胞内的化学反应化学反应3 3、有些具有运输载体功能、有些具有运输载体功能4 4、信息传递作用，调节机体的生命活动、信息传递作用，调节机体的生命活动5、免疫功能第十三页，本课件共有44页二、蛋白质工程的概念二、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。生产和生活的需求。前提前提：原理原理：目的：目的：了解蛋白质的结构和功能了解蛋白质的结构和功能改造基因（基因修饰或基因合成）改造基因（基因修饰或基因合成）定向改造或制造蛋白质定向改造或制造蛋白质第十四页，本课件共有44页二、蛋白质工程的基本原理二、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。求，对蛋白质的结构进行分子设计。对天然蛋白质进行改造，对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质你认为应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？对基因的操作来实现？第十五页，本课件共有44页蛋白质的功能是蛋白质的功能是DNA决定的，那么要制决定的，那么要制造出新的蛋白质，就要改造造出新的蛋白质，就要改造DNA，所以蛋白质，所以蛋白质工程的原理应该是中心法则的逆推。工程的原理应该是中心法则的逆推。蛋白质工程是在基因工程的基础蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。上，延伸出来的第二代基因工程。第十六页，本课件共有44页联系旧知识：DNA转录转录RNA翻译翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录复复制制复复制制中心法则：中心法则：第十七页，本课件共有44页天然的蛋白质合成过程按照中心法则进行：天然的蛋白质合成过程按照中心法则进行：基因基因表达（转录和翻译）表达（转录和翻译）形成氨基酸序列的多肽链形成氨基酸序列的多肽链形成具有高级结构的蛋白质形成具有高级结构的蛋白质行使生物功能行使生物功能第十八页，本课件共有44页2.原理：原理：中心法则的逆推中心法则的逆推3.基本途径：基本途径：从预期的蛋白质功能出发从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）第十九页，本课件共有44页 蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的基本原理基因基因DNA氨基酸序列氨基酸序列多肽链多肽链蛋白质蛋白质三维结构三维结构 预期功能预期功能 生物功能生物功能mRNA转录转录翻译翻译折叠折叠DNA合成合成分子设计分子设计第二十页，本课件共有44页蛋白质工程流程图蛋白质工程流程图基因基因DNA氨基酸序列氨基酸序列多肽链多肽链蛋白质三蛋白质三维结构维结构预期蛋白预期蛋白质功能质功能分子设计分子设计DNA合合成成第二十一页，本课件共有44页蛋白质工程的主要步骤通常包括：蛋白质工程的主要步骤通常包括：蛋白质工程的主要步骤通常包括：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；）从生物体中分离纯化目的蛋白；（2）测定其氨基酸序列；）测定其氨基酸序列；（3）借借助助核核磁磁共共振振和和X射射线线晶晶体体衍衍射射等等手手段段，尽尽可可能能地地了了解解蛋蛋白白质的二维重组和三维晶体结构质的二维重组和三维晶体结构;（4）设设计计各各种种处处理理条条件件，了了解解蛋蛋白白质质的的结结构构变变化化，包包括括折折叠叠与与去去折折叠叠等等对对其其活活性与功能的影响；性与功能的影响；（5）设设计计编编码码该该蛋蛋白白的的基基因因改改造造方方案案，如点突变；如点突变；（6）分分离离、纯纯化化新新蛋蛋白白，功功能能检检测测后后投投入实际使用。入实际使用。第二十二页，本课件共有44页蛋白质结构测定蛋白质结构测定一级结构测定：一级结构测定：直接法：直接法：直接测定多肽链的氨基酸顺序。直接测定多肽链的氨基酸顺序。间接法：间接法：从编码蛋白质的基因的核苷酸顺序来推导从编码蛋白质的基因的核苷酸顺序来推导蛋白质的氨基酸顺序。蛋白质的氨基酸顺序。三级结构测定：三级结构测定：X-X-射线晶体衍射射线晶体衍射研究处在研究处在晶体状态晶体状态下的蛋白质的下的蛋白质的空间结构空间结构核磁共振核磁共振(NMR)(NMR)光谱光谱研究处在研究处在溶液状态溶液状态的蛋白质的的蛋白质的结构。结构。第二十三页，本课件共有44页X-X-射线衍射技术：射线衍射技术：用用于于蛋蛋白白质质及及核核酸酸三三维维结结构构的的确确定定，至至今今已已有有数数百百种种蛋白质的结构被确定。蛋白质的结构被确定。第二十四页，本课件共有44页蛋白质工程的主要手段蛋白质工程的主要手段 以重组以重组DNADNA技术为核心的基因工程技术改造蛋白质。技术为核心的基因工程技术改造蛋白质。位点特异性突变位点特异性突变基于结构生物学、信息生物学基于结构生物学、信息生物学基因突变基因突变 随机突变随机突变基于高通量筛选法基于高通量筛选法 基因内部的剪接基因内部的剪接基因剪接基因剪接 55或或33端的剪接端的剪接第二十五页，本课件共有44页基因定点诱变技术的常用方法是基因定点诱变技术的常用方法是PCR法。法。突变点：突变点：人工合成的引物上人工合成的引物上手段：手段：PCRPCR技术技术目的：目的：获得定点突变的基因获得定点突变的基因位点特异性突变：通过特异地改变编码核苷酸；而替代蛋位点特异性突变：通过特异地改变编码核苷酸；而替代蛋白质中的某个氨基酸。可高效、准确地得到蛋白质突变体。白质中的某个氨基酸。可高效、准确地得到蛋白质突变体。但这种方法得到的突变体数量有限，因此在操作技但这种方法得到的突变体数量有限，因此在操作技术的带动下，发现了随机突变法。术的带动下，发现了随机突变法。第二十六页，本课件共有44页高通量筛选法：高通量筛选法：从巨大数目的突变体库中从巨大数目的突变体库中筛选到具有期望功能的突变体。筛选到具有期望功能的突变体。基因剪接：基因剪接：在酶分子的编码基因上剪去或接在酶分子的编码基因上剪去或接上一段核苷酸。上一段核苷酸。第二十七页，本课件共有44页讨论讨论某多肽链的一段氨基酸序列是某多肽链的一段氨基酸序列是:-丙氨酸丙氨酸-色氨酸色氨酸-赖氨酸赖氨酸-甲硫氨酸苯丙氨酸甲硫氨酸苯丙氨酸讨论、怎样得出决定这一段肽链的脱讨论、怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？请把相应的碱基序列写氧核苷酸序列？请把相应的碱基序列写出来。出来。、确定目的基因的碱基序列后，怎样才、确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目的基因（）能合成或改造目的基因（）第二十八页，本课件共有44页三、蛋白质工程的进展与前景三、蛋白质工程的进展与前景蛋白质工程目前的现状：成功的例子不蛋白质工程目前的现状：成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的空间结构，而科学家目前依赖于正确的空间结构，而科学家目前对大多数蛋白质的空间结构了解很少。对大多数蛋白质的空间结构了解很少。第二十九页，本课件共有44页你知道酶工程吗？绝大多数酶都是蛋白质，你知道酶工程吗？绝大多数酶都是蛋白质，酶工程与蛋白质工程有什么区别？酶工程与蛋白质工程有什么区别？酶工程就是指将酶所具有的生物催化作用，借酶工程就是指将酶所具有的生物催化作用，借助工程学的手段，应用于生产、生活、医疗诊助工程学的手段，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术。概括地断和环境保护等方面的一门科学技术。概括地说，酶工程是由酶制剂的生产和应用两方面组说，酶工程是由酶制剂的生产和应用两方面组成的。酶工程的应用主要集中于食品工业、轻成的。酶工程的应用主要集中于食品工业、轻工业以及医药工业中。工业以及医药工业中。通常所说的酶工程是用工程菌生产酶制剂，而通常所说的酶工程是用工程菌生产酶制剂，而没有经过由酶的功能来设计酶的分子结构，然没有经过由酶的功能来设计酶的分子结构，然后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序列后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序列等步骤。因此，酶工程的重点在于对已存酶的等步骤。因此，酶工程的重点在于对已存酶的合理充分利用，而蛋白质工程的重点则在于对合理充分利用，而蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造。当然，随着蛋白已存在的蛋白质分子的改造。当然，随着蛋白质工程的发展，其成果也会应用到酶工程中，质工程的发展，其成果也会应用到酶工程中，使酶工程成为蛋白质工程的一部分使酶工程成为蛋白质工程的一部分。第三十页，本课件共有44页 异想天开异想天开能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，导入能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，导入合适的细菌中，让细菌生产人类所需要的蛋白质食合适的细菌中，让细菌生产人类所需要的蛋白质食品呢？品呢？理论上讲可以，但目前还没有真正成功的例子。一些理论上讲可以，但目前还没有真正成功的例子。一些报道利用细菌生产人类需要的蛋白质往往都是自然界已经报道利用细菌生产人类需要的蛋白质往往都是自然界已经存在的蛋白质，并非完全是人工设计出来而自然不存在的存在的蛋白质，并非完全是人工设计出来而自然不存在的蛋白质。主要原因是蛋白质的高级结构非常复杂，人类对蛋白质。主要原因是蛋白质的高级结构非常复杂，人类对蛋白质的高级结构和在生物体内如何行使功能知之甚少，蛋白质的高级结构和在生物体内如何行使功能知之甚少，很难设计出一个崭新而又具有生命功能作用的蛋白质，而很难设计出一个崭新而又具有生命功能作用的蛋白质，而且一个崭新的蛋白质会带来什么危害也是人们所担心的。且一个崭新的蛋白质会带来什么危害也是人们所担心的。第三十一页，本课件共有44页四、蛋白质工程改造的实际应用四、蛋白质工程改造的实际应用 1.1.枯草杆菌蛋白酶枯草杆菌蛋白酶 1 1）增强抗氧化性）增强抗氧化性枯草芽胞杆菌蛋白酶已被发展为商用的纺织品洗涤剂，枯草芽胞杆菌蛋白酶已被发展为商用的纺织品洗涤剂，但实践中发现早期生产的枯草芽胞杆菌蛋白酶的洗涤剂无但实践中发现早期生产的枯草芽胞杆菌蛋白酶的洗涤剂无法与漂白剂共同使用。法与漂白剂共同使用。因为漂白剂会使蛋白酶失活。造成这种失活的因为漂白剂会使蛋白酶失活。造成这种失活的分子本质是，枯草芽孢杆菌蛋白酶的第分子本质是，枯草芽孢杆菌蛋白酶的第222222位的甲硫氨酸位的甲硫氨酸残基（残基（MetMet222222）发生了氧化作用，它可使该酶的活性）发生了氧化作用，它可使该酶的活性丧失丧失90%90%。第三十二页，本课件共有44页 为解决这一问题，科学家用其它为解决这一问题，科学家用其它1919种氨基酸置种氨基酸置换第换第222222位的甲硫氨酸，得到位的甲硫氨酸，得到1919种蛋白质工程蛋白种蛋白质工程蛋白酶。蛋白酶活性检测显示，以酶。蛋白酶活性检测显示，以CysCys取代取代MetMet，其活性，其活性超过野生型，遗憾的是它同样会被漂白剂所氧化，若以超过野生型，遗憾的是它同样会被漂白剂所氧化，若以AleAle取代取代Met-222Met-222，虽然其活性仅为野生型的，虽然其活性仅为野生型的53%53%，但其抗氧化性大大增强，可以同漂白剂联合使用。但其抗氧化性大大增强，可以同漂白剂联合使用。第三十三页，本课件共有44页2 2）改变底物特异性）改变底物特异性 作为洗衣粉蛋白酶，其分解蛋白的种作为洗衣粉蛋白酶，其分解蛋白的种类无疑是多多益善，通过改变枯草芽胞杆类无疑是多多益善，通过改变枯草芽胞杆菌蛋白酶两个特异性口袋菌蛋白酶两个特异性口袋S S及及S4S4，能够提高，能够提高酶的底物特异性。酶的底物特异性。第三十四页，本课件共有44页2.2.溶菌酶（溶菌酶（LysozymeLysozyme）1)1)抗菌范围的扩大抗菌范围的扩大溶菌酶只对溶菌酶只对G+有抗菌作用，而对大多数有抗菌作用，而对大多数G-无抗菌无抗菌作用，因为作用，因为G-外膜阻碍溶菌酶接触底物。在溶菌外膜阻碍溶菌酶接触底物。在溶菌酶的酶的C端融合疏水性短肽片段可提高抗菌能力。因端融合疏水性短肽片段可提高抗菌能力。因疏水性短肽能瞄定到细菌外膜，提高接触肽聚糖的疏水性短肽能瞄定到细菌外膜，提高接触肽聚糖的机会。机会。2)2)热稳定性的提高热稳定性的提高第三十五页，本课件共有44页作业作业:蛋白质工程操作程序的基本思路与基蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不同因工程有什么不同?蛋白质工程与基因工程相比蛋白质工程与基因工程相比,合成的蛋白合成的蛋白质有何特点质有何特点?第三十六页，本课件共有44页 酶的稳定性酶的稳定性 1.1.酶稳定的分子原因酶稳定的分子原因 1 1）共价键：）共价键：肽键肽键（peptide bondpeptide bond）稳定蛋白质和酶主链的核心力量。稳定蛋白质和酶主链的核心力量。二硫键二硫键（disulfide bonddisulfide bond）由两个由两个CysCys的侧链的侧链-SH-SH氧化而成，是某些蛋白质氧化而成，是某些蛋白质维持结构稳定性的主要因素。维持结构稳定性的主要因素。第三十七页，本课件共有44页2 2）非共价键：）非共价键：疏水相互作用疏水相互作用（hydrophobic interactionhydrophobic interaction）:是维持蛋白质分子稳定的主要的作用力。是维持蛋白质分子稳定的主要的作用力。氢键氢键（hydrogen bondhydrogen bond）：）：是稳定蛋白质分子的空间结构，特别是二级结构的重是稳定蛋白质分子的空间结构，特别是二级结构的重要力量。要力量。第三十八页，本课件共有44页静电相互作用静电相互作用（electrostatic interactionelectrostatic interaction）：）：又称离子键、盐键、盐桥，是正负电荷间的作用力。又称离子键、盐键、盐桥，是正负电荷间的作用力。对酶分子稳定性有关的盐键大部分形成于分子表面上。对酶分子稳定性有关的盐键大部分形成于分子表面上。范德华力：范德华力：在电中性分子之间的非共价结合。分子间形成的在电中性分子之间的非共价结合。分子间形成的范德华力越大越稳定。范德华力越大越稳定。金属离子：金属离子：CaCa2+2+、MgMg2+2+和和ZnZn2+2+等高价阳离子与多肽链不稳定的弯等高价阳离子与多肽链不稳定的弯曲部分结合，可显著增加酶分子的稳定性。曲部分结合，可显著增加酶分子的稳定性。第三十九页，本课件共有44页途径途径方法方法优点优点不足不足酶酶分分子子改改造造核酸水核酸水平平蛋白质工蛋白质工程程从根本上提高酶从根本上提高酶分子稳定性分子稳定性操作复杂，操作复杂，周期长周期长蛋白质蛋白质水平水平化学修饰化学修饰适应所有酶，操适应所有酶，操作简单经济作简单经济修饰过程破修饰过程破坏酶分子坏酶分子剂型剂型固定化固定化适应所有酶，稳适应所有酶，稳定性高，可重复定性高，可重复利用和连续生产利用和连续生产载量较低，载量较低，易失活易失活交联酶晶交联酶晶体体稳定性好，载量稳定性好，载量高，催化效率高高，催化效率高成本高成本高微环境改良微环境改良稳定剂稳定剂简单、经济简单、经济工作量大工作量大反应介质反应介质适用于特殊反应适用于特殊反应体系和酶类体系和酶类适合的酶类适合的酶类还不普遍还不普遍2.稳定酶的方法稳定酶的方法第四十页，本课件共有44页1 1）改造酶分子）改造酶分子n酶的稳定性从本质上讲是氨基酸组成和各种作酶的稳定性从本质上讲是氨基酸组成和各种作用力综合的结果。用力综合的结果。n蛋白质工程：用蛋白质工程：用DNADNA水平上设计酶分子水平上设计酶分子 n化学修饰：通过化学试剂特异性修饰酶分子的化学修饰：通过化学试剂特异性修饰酶分子的某个氨基酸，从而稳定蛋白质的构象，提高耐某个氨基酸，从而稳定蛋白质的构象，提高耐热性或其它稳定性。热性或其它稳定性。第四十一页，本课件共有44页n固定化：通过化学或物理方法，将溶解性固定化：通过化学或物理方法，将溶解性的酶与不溶性的固体支持物结合或用固体的酶与不溶性的固体支持物结合或用固体包埋。包埋。n交联酶晶体：无载体稳定酶的技术。交联酶晶体：无载体稳定酶的技术。n稳定性增加的主要原因：酶分子的晶体结构稳定性增加的主要原因：酶分子的晶体结构及共价交联。及共价交联。n制备的两个步骤：酶的分批结晶和晶体的化制备的两个步骤：酶的分批结晶和晶体的化学交联。学交联。第四十二页，本课件共有44页2）微环境改良（1)1)添加添加稳定剂稳定剂 A A、防腐剂和蛋白酶抑制剂、防腐剂和蛋白酶抑制剂 添加防腐剂可抑制微生物的生长，起到稳定添加防腐剂可抑制微生物的生长，起到稳定酶的作用。酶的作用。添加蛋白酶抑制剂是通过抑制蛋白酶的活性添加蛋白酶抑制剂是通过抑制蛋白酶的活性来保护与之共存的酶。来保护与之共存的酶。B B、缓冲溶液、缓冲溶液 极端极端PHPH是酶分子不稳定的重要原因。是酶分子不稳定的重要原因。第四十三页，本课件共有44页感感谢谢大大家家观观看看第四十四页，本课件共有44页