《蛋白质工程》PPT课件.ppt
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《《蛋白质工程》PPT课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《蛋白质工程》PPT课件.ppt(58页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、蛋白质工程蛋白质工程Protein engineering Protein engineering蛋白质工程是应用科学,蛋白质工程是应用科学,目的是获得目的是获得有用或有价有用或有价值的蛋白质。值的蛋白质。这是一个年轻的学科,这是一个年轻的学科,目前,蛋白质工程尚未有目前,蛋白质工程尚未有统一的定义。统一的定义。一般认为蛋白质工程就是通过基因重组技术改变一般认为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。或设计合成具有特定生物功能的蛋白质。蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学学科基础上,融合了蛋白质生物
2、学、分子遗传学学科基础上,融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域蛋白质工程进展蛋白质工程进展蛋白质工程是发展较好、较快的分子工程。蛋白质工程是发展较好、较快的分子工程。福什特(福什特(ForshtForsht)等在)等在19851985年间对酪氨酰年间对酪氨酰tRNAtRNA合成合成酶的分子改造工作。酶的分子改造工作。19871987年枯草杆菌蛋白酶改造活年枯草杆菌蛋白酶改造活力提高力提高1010倍。倍。佩里(佩里(PerryPerry)19841984年溶菌酶
3、分子改造使酶热稳定年溶菌酶分子改造使酶热稳定性提高。性提高。蛋白质工程将蛋白质与酶的研究推进到崭新的时代,蛋白质工程将蛋白质与酶的研究推进到崭新的时代,为蛋白质和酶在工业、农业和医药方面的应用开拓为蛋白质和酶在工业、农业和医药方面的应用开拓了诱人的前景。蛋白质工程开创了按照人类意愿改了诱人的前景。蛋白质工程开创了按照人类意愿改造、创造符合人类需要的蛋白质的新时期造、创造符合人类需要的蛋白质的新时期。蛋白质工程的前景蛋白质工程的前景蛋白质工程取得的进展向人们展示出诱人蛋白质工程取得的进展向人们展示出诱人的前景。的前景。例如,科学家通过对胰岛素的改造,已使例如,科学家通过对胰岛素的改造,已使其成为
4、速效型药品。其成为速效型药品。生物材料科学家正积极探索将蛋白质工程生物材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面。应用于微电子方面。用蛋白质工程方法制成的电子元件,具有用蛋白质工程方法制成的电子元件,具有体积小、耗电少和效率高的特点,因此有体积小、耗电少和效率高的特点,因此有极为广阔的发展前景。极为广阔的发展前景。实际应用实际应用提高蛋白质的稳定性提高蛋白质的稳定性 融合蛋白质融合蛋白质蛋白质活性的改变蛋白质活性的改变治疗酶的改造治疗酶的改造嵌合抗体和人缘化抗体嵌合抗体和人缘化抗体 蛋白质工程的研究策略蛋白质工程的研究策略蛋白质工程的基本途径蛋白质工程的基本途径蛋白质结构分析蛋白质结构分
5、析 结构、功能的设计和预测结构、功能的设计和预测创造和改造创造和改造 两个战略两个战略合理设计合理设计 蛋白质计算蛋白质计算机机设计。使用计算设计。使用计算机机的方的方法设计蛋白质是最具挑战性的法设计蛋白质是最具挑战性的工作工作。技技术术:定点突变定点突变定向进化。定向进化。蛋白质结构分析蛋白质结构分析 蛋白质工程的核心内容之一就是收集大量的蛋白质工程的核心内容之一就是收集大量的蛋白质分子结构的信息,以便建立结构与功蛋白质分子结构的信息,以便建立结构与功能之间关系的数据库,为蛋白质结构与功能能之间关系的数据库,为蛋白质结构与功能之间关系的理论研究奠定基础。之间关系的理论研究奠定基础。国外有许多
6、研究机构正在致力于研究蛋白质国外有许多研究机构正在致力于研究蛋白质与核酸、酶抑制剂与蛋白质的结合情况,以与核酸、酶抑制剂与蛋白质的结合情况,以开发开发 具有高度专一性的药用蛋白质。具有高度专一性的药用蛋白质。结构、功能的设计和预测结构、功能的设计和预测 根据对天然蛋白质结构与功能分析建立起来的数根据对天然蛋白质结构与功能分析建立起来的数据库里的数据,预测一定氨基酸序列肽链空间结据库里的数据,预测一定氨基酸序列肽链空间结构和生物功能;可以根据特定的生物功能,设计构和生物功能;可以根据特定的生物功能,设计蛋白质的氨基酸序列和空间结构。通过基因重组蛋白质的氨基酸序列和空间结构。通过基因重组等实验直接
7、考察分析结构与功能之间的关系;等实验直接考察分析结构与功能之间的关系;通过分子动力学、分子热力学等,根据能量最低、通过分子动力学、分子热力学等,根据能量最低、同一位置不能同时存在两个原子等基本原则分析同一位置不能同时存在两个原子等基本原则分析计算蛋白质分子的立体结构和生物功能。虽然这计算蛋白质分子的立体结构和生物功能。虽然这方面的工作尚在起步阶段,但可预见将来能建立方面的工作尚在起步阶段,但可预见将来能建立一套完整的理论来解释结构与功能之间的关系,一套完整的理论来解释结构与功能之间的关系,用以设计、预测蛋白质的结构和功能。用以设计、预测蛋白质的结构和功能。计算机辅助蛋白质设计计算机辅助蛋白质设
8、计计算机辅助蛋白质设计()是指在计算机辅助蛋白质设计()是指在蛋白质工程中,应用计算机技术,通过对已蛋白质工程中,应用计算机技术,通过对已知的蛋白质顺序、分子构象、结构与功能关知的蛋白质顺序、分子构象、结构与功能关系等数据的分机处理,预测和评估蛋白质改系等数据的分机处理,预测和评估蛋白质改造中各种方案,做出最佳选择,具体地讲,造中各种方案,做出最佳选择,具体地讲,是蛋白质工程中蛋白质设计的软件的研究。是蛋白质工程中蛋白质设计的软件的研究。研究的内容也就是应用软件的开发,研究的内容也就是应用软件的开发,包括数据分析处理算法的研究,蛋白质设计包括数据分析处理算法的研究,蛋白质设计模拟模型的建立以及
9、计算机程序编写和软件模拟模型的建立以及计算机程序编写和软件可用性的研究可用性的研究Protein design Protein design is the design of new protein molecules from scratch,or the deliberate design of a new molecule by making calculated variations on a known structure.Protein design requires an understanding of the process by which proteins fold.by
10、 use of computer models,Protein design is also referred to as inverse folding.Hence,designing a new protein involves the identification of the sequences which have the chosen structure as free energy minimum.蛋白质创造和改造蛋白质创造和改造 蛋白质的改造,从物理、化学法到基因重组。蛋白质的改造,从物理、化学法到基因重组。物理、化学法:对蛋白质进行变性、复性处物理、化学法:对蛋白质进行变性、
11、复性处理,修饰蛋白质侧链官能团,分割肽链,改理,修饰蛋白质侧链官能团,分割肽链,改变表面电荷分布促进蛋白质形成一定的立体变表面电荷分布促进蛋白质形成一定的立体构像等等;构像等等;生物化学法:使用蛋白酶选择性地分割蛋白生物化学法:使用蛋白酶选择性地分割蛋白质,利用转糖苷酶、酯酶、酰酶等去除或连质,利用转糖苷酶、酯酶、酰酶等去除或连接不同化学基团,利用转酰胺酶使蛋白质发接不同化学基团,利用转酰胺酶使蛋白质发生胶连等等。生胶连等等。基因重组技术基因重组技术:如:如定位突变技术定位突变技术,盒式突变盒式突变,PCR技术技术定向进化定向进化Directed evolution 定向进化是一种用在蛋白质工
12、程定向进化是一种用在蛋白质工程中的方法中的方法利用定向进利用定向进得到得到在自然界中在自然界中未发现未发现发现蛋发现蛋白质或白质或RNARNA。定向进化定向进化实验步骤实验步骤多样化多样化,Diversification:Diversification:在此步骤中常用的在此步骤中常用的技术技术是是易错易错PCRPCR和和DNADNA改组。突变改组。突变库库选择选择,Selection:Selection:理想突变理想突变的扫描的扫描或选择。或选择。扩增,扩增,Amplification:Amplification:确定的突变复制确定的突变复制扩增扩增,了解了解DNADNA序列序列的的突变。突变
13、。这三个步骤称为一个这三个步骤称为一个“回合回合”定向进化。大多定向进化。大多数实验结果将执行一个以上的回合。上一轮的数实验结果将执行一个以上的回合。上一轮的结果结果供下供下轮创建一个新轮创建一个新库库。在实验结束,蛋白。在实验结束,蛋白质或质或RNARNA突变采用生化方法突变采用生化方法鉴定鉴定。定向进化定向进化与与自然进化自然进化自然进化自然进化自然进化自然进化是是环境压力下物种朝着适应生存环境压力下物种朝着适应生存 环境的方向发展环境的方向发展自然进化自然进化是是漫长时间里通过漫长时间里通过DNADNA复制发生突复制发生突变或通过重组,变或通过重组,自然进化自然进化是是产生了遗传多样性产
14、生了遗传多样性自然进化自然进化是是自发、非常缓慢、自然选择自发、非常缓慢、自然选择定向进化定向进化定向进化定向进化在实验室中模仿自然进化在实验室中模仿自然进化定向进化定向进化的关键步骤:突变、重组和筛选,的关键步骤:突变、重组和筛选,在较短时间内完成漫长的自然进化过程,在较短时间内完成漫长的自然进化过程,定向进化定向进化有效改造蛋白质,使之适于人类有效改造蛋白质,使之适于人类的需要。的需要。定向进化与自然进化的差别定向进化与自然进化的差别定向进化的一般过程定向进化的一般过程酶定向进化的意义定向进化的意义酶作为生物催化剂其专一性和高效性是一酶作为生物催化剂其专一性和高效性是一般催化剂所不能比拟的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 蛋白质工程 蛋白质 工程 PPT 课件
![提示](https://www.taowenge.com/images/bang_tan.gif)
限制150内