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1绪论1

1.1蛋白质工程概论2

1.1.1蛋白质工程含义2

1.1.2蛋白质工程的发展历史与研究进展3

1.1.3蛋白质工程与其他学科的关系4

1.2蛋白质工程的研究内容与技术5

1.2.1蛋白质表达与分离纯化5

1.2.2蛋白质多肽的研究5

1.2.3蛋白质改性的研究6

1.2.4蛋白质固定化的研究6

1.2.5蛋白质结构分析、功能设计与预测7

1.2.6蛋白质设计与合成8

1.3蛋白质工程的应用领域9

1.3.1医药工业领域9

1.3.2食品工业领域11

1.3.3轻工业领域11

2蛋白质的结构与功能13

2.1蛋白质氨基酸与多肽链14

2.1.1常见蛋白质氨基酸的结构特征14

2.1.2蛋白质氨基酸的分类15

2.1.3肽和多肽链16

2.2蛋白质的结构17

2.2.1蛋白质的一级结构和空间结构17

2.2.2维持蛋白质空间构象的作用力20

2.3蛋白质结构与功能的关系21

2.3.1蛋白质一级结构与功能的关系21

2.3.2蛋白质空间结构与功能的关系21

2.4蛋白质的折叠22

2.4.1蛋白质折叠的驱动力22

2.4.2蛋白质的正确折叠23

2.4.3蛋白质内稳态的调控24

2.4.4蛋白质错误折叠与疾病24

3蛋白质结构分析与预测27

3.1蛋白质结构解析技术28

3.1.1蛋白质氨基酸测序技术28

3.1.2 X射线晶体结构分析技术31

3.1.3核磁共振结构解析技术35

3.1.4三维电镜重构技术39

3.2蛋白质结构预测40

3.2.1蛋白质常用数据库40

3.2.2蛋白质的序列分析42

3.2.3蛋白质二级结构预测44

3.2.4蛋白质三级结构预测46

4蛋白质的重组表达49

4.1蛋白质重组表达的一般流程50

4.1.1目的基因的获得50

4.1.2目的基因与载体的连接52

4.1.3重组载体导入细胞55

4.1.4克隆子的筛选与鉴定58

4.2微生物表达系统63

4.2.1原核生物表达系统63

4.2.2酵母表达系统68

4.2.3丝状真菌表达系统72

4.3其他表达系统75

4.3.1昆虫细胞表达系统75

4.3.2哺乳动物细胞表达系统79

4.3.3植物表达系统80

5蛋白质的化学修饰85

5.1功能基团的添加87

5.1.1体内酶作用下的添加87

5.1.2体内非酶作用下的添加91

5.1.3体外非酶作用下的添加91

5.2其他蛋白质或多肽修饰92

5.3氨基酸的化学修饰93

5.4蛋白质侧链基团的修饰94

5.4.1氧化还原反应94

5.4.2芳香环取代反应94

5.5蛋白质修饰的反应部位94

5.5.1巯基的化学修饰94

5.5.2氨基的化学修饰95

5.5.3羧基的化学修饰96

5.5.4蛋白质位点专一性修饰96

5.6蛋白质结构改变99

5.7实例99

5.7.1胰岛素生产中二硫键的切割与形成99

5.7.2肽链切割是蛋白质特异性的关键所在100

5.7.3蛋白质侧链基团的化学修饰100

5.8蛋白质的化学交联100

5.8.1蛋白质的交联方法及交联剂100

5.8.2蛋白质的固定化101

5.9蛋白质化学修饰的应用101

5.10蛋白质化学修饰的局限性103

6蛋白质的分子改造105

6.1蛋白质分子改造技术106

6.1.1基因突变技术106

6.1.2定向进化技术111

6.1.3基因融合技术128

6.2蛋白质分子改造设计133

6.2.1蛋白质结构预测133

6.2.2蛋白质分子理性设计策略135

6.2.3蛋白质设计实例141

7蛋白质分子全新设计144

7.1蛋白质分子设计原理145

7.1.1蛋白质分子设计概述145

7.1.2分类和原则146

7.1.3蛋白质分子设计的程序147

7.2全新设计148

7.2.1全新蛋白质的设计方案148

7.2.2结构的从头设计150

7.2.3功能的从头设计153

8蛋白质工程的应用157

8.1蛋白质工程在医药工业中的应用158

8.1.1蛋白质工程在抗体生产中的应用158

8.1.2蛋白质工程在病毒疫苗中的应用159

8.1.3蛋白质工程在药用蛋白质中的应用160

8.2蛋白质工程在食品工业中的应用161

8.2.1蛋白质工程在食品原料品质改良中的应用161

8.2.2蛋白质工程在食品生产工艺改进中的应用162

8.2.3蛋白质工程在食品添加剂生产中的应用162

8.2.4农作物品质改良与转基因食品163

8.3蛋白质工程在轻工业中的应用163

8.3.1蛋白质工程在酿造与发酵中的应用163

8.3.2蛋白质工程在纺织与日化中的应用165

8.3.3蛋白质工程在环保与监测中的应用166