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第一章 总论1

第一节 基因、基因工程与基因工程药学1

一、基因与基因工程1

二、基因工程药学4

第二节 基因工程药学的发展沿革与研究内容5

一、从基因工程技术到基因工程药物5

二、基因工程药学的主要研究内容7

第三节 基因工程药物的类型和临床应用8

一、目前已上市的基因工程药物类型8

二、几种基因工程药物在临床上的应用情况9

第一篇 基因工程药学基础13

第二章 分子克隆工具酶13

第一节 限制性内切酶13

一、限制与修饰13

二、限制性内切酶识别的序列15

三、限制性内切酶产生的末端16

四、DNA末端长度对限制性内切酶切割的影响16

五、位点偏爱17

六、酶切反应条件17

七、星号活性18

八、单链DNA的切割18

九、酶切位点的引入19

十、影响酶活性的因素19

十一、酶切位点在基因组中分布的不均一性19

第二节 甲基化酶19

一、甲基化酶的种类19

二、依赖于甲基化的限制系统20

三、甲基化对限制酶切的影响20

第三节 DNA聚合酶20

一、大肠埃希菌DNA聚合酶21

二、Klenow DNA聚合酶21

三、T4 DNA聚合酶21

四、T7 DNA聚合酶22

五、耐热DNA聚合酶22

六、反转录酶23

七、末端转移酶23

第四节 其他分子克隆工具酶23

一、依赖于DNA的RNA聚合酶23

二、连接酶24

三、T4多核苷酸激酶25

四、碱性磷酸酶25

五、核酸酶26

六、蛋白酶K26

七、琼脂糖酶27

八、DNA结合蛋白27

九、其他酶27

第三章 目的基因的获取与重组DNA技术30

第一节 化学合成法30

一、DNA化学合成的原理30

二、DNA化学合成的应用31

第二节 基因文库法32

一、基因组文库32

二、cDNA文库36

第三节 重组DNA技术40

一、外源DNA与载体的连接40

二、重组DNA与导入受体细胞的方法41

三、重组体的筛选43

第四章 PCR技术及其应用45

第一节 PCR技术的发展45

第二节 PCR技术的原理和操作46

一、PCR的原理46

二、PCR的反应体系47

三、PCR的反应条件49

第三节 几种重要的PCR技术50

一、反转录PCR50

二、反向PCR51

三、不对称PCR51

四、原位PCR52

五、免疫PCR52

六、实时定量PCR53

七、PCR-单链构象多态性54

八、限制性片段长度多态性PCR55

九、序列特异性寡核苷酸多态性PCR55

第四节 PCR技术的应用55

一、在遗传病诊断和研究中的应用55

二、在癌症诊断和研究中的应用56

三、在传染病诊断和研究中的应用57

四、在基因分型中的应用57

五、在法医学中的应用57

第五章 原核细胞表达系统59

第一节 目的基因的来源59

一、化学合成法59

二、基因组DNA59

三、cDNA文库60

四、聚合酶链式反应60

第二节 原核表达载体60

一、载体60

二、常用的原核表达载体60

第三节 DNA分子的体外重组与筛选63

一、DNA分子的体外重组63

二、重组DNA分子导入宿主细胞65

三、转化子的筛选和重组子的鉴定66

第四节 克隆基因在原核细胞中的表达及实现高效表达的基本策略68

一、克隆基因在原核细胞中的表达68

二、克隆基因在原核细胞中的表达形式68

三、实现原核细胞中高效表达的基本策略69

第六章 真核细胞表达系统71

第一节 哺乳动物细胞表达系统71

一、哺乳动物基因表达载体的组成71

二、哺乳动物基因表达载体的类型72

三、哺乳动物基因表达的宿主细胞74

四、提高哺乳动物细胞基因表达效率的策略75

第二节 昆虫细胞表达系统76

第三节 酵母表达系统77

一、酵母菌基因表达载体的组成元件77

二、酵母菌基因表达载体的类型78

三、表达外源基因的常用酵母宿主菌80

第七章 基因的表达和调控83

第一节 真核表达和调控83

一、真核生物表达系统83

二、真核生物中的表达调控87

第二节 原核表达和调控89

一、原核生物表达系统90

二、原核生物中的表达调控93

第三节 翻译后的加工94

一、一级结构的修饰94

二、高级结构的修饰96

第八章 基因工程药物的分离纯化与鉴定98

第一节 基因工程药物分离的原理98

一、蛋白质分子形状、大小和密度98

二、蛋白质分子的酸碱性质和等电点99

三、蛋白质的溶解度100

四、蛋白质分子表面的性质100

五、蛋白质的特异结合力100

六、反常性质101

七、蛋白质折叠与蛋白质分子相互作用力101

第二节 基因工程药物的分离纯化102

一、目标产物初步分离102

二、目标产物精制纯化105

第三节 基因工程药物的鉴定107

一、理化性质的鉴定107

二、蛋白质纯度检查109

三、蛋白质含量测定109

第二篇 DNA特殊技术与细胞因子111

第九章 DNA序列分析111

第一节 经典的DNA序列分析原理及方法111

一、DNA双脱氧链末端终止测序法112

二、DNA化学降解测序法115

三、双脱氧法或化学测序法的选择116

第二节 发展中的DNA序列分析技术116

一、自动测序仪116

二、毛细管凝胶电泳测序技术117

三、杂交测序技术118

四、基因芯片测序技术118

五、Solexa高通量DNA测序技术118

六、cDNA微阵列技术119

第三节 DNA序列的计算机处理和分析119

一、序列数据的录入120

二、DNA序列数据的确证和组装121

三、同源性检索121

第十章 基因芯片124

第一节 基因芯片概述124

第二节 基因芯片原理、类型及相关技术127

一、原理127

二、基因芯片的类型128

三、基因芯片的制备方法129

四、基因芯片的相关技术130

第三节 基因芯片的应用133

一、基因芯片技术在药学方面的应用133

二、基因芯片技术在其他方面的应用135

第十一章 DNA诱变138

第一节 DNA传统诱变138

一、物理因素诱变DNA138

二、化学因素诱变DNA139

三、生物因素诱变DNA140

第二节 DNA定点诱变140

一、盒式诱变140

二、寡核苷酸介导的定点诱变141

三、PCR定点诱变143

第三节 DNA随机诱变145

一、化学诱变剂介导的DNA随机诱变145

二、易错PCR146

三、DNA改组147

四、随机引物体外重组148

五、交错延伸技术148

第十二章 细胞因子151

第一节 概述151

一、细胞因子的命名与分类151

二、细胞因子的作用方式152

三、细胞因子的作用特点152

第二节 干扰素153

一、干扰素的分型和性质153

二、干扰素的分子结构154

三、干扰素的生物学活性154

四、干扰素的生产157

五、干扰素的临床应用159

第三节 白介素159

一、概述159

二、IL-2160

三、其他白细胞介素162

四、白细胞介素受体和融合蛋白163

第四节 肿瘤坏死因子164

一、概述164

二、TNF的分子结构与功能164

三、TNF的生物学活性及临床应用165

四、TNF的制备166

第五节 趋化因子166

一、趋化因子的分子结构与功能166

二、趋化因子的生物学活性168

三、趋化因子的作用特点及临床应用169

第十三章 重组凝血因子和纤溶酶原激活物171

第一节 凝血因子171

一、概述171

二、凝血因子Ⅷ171

三、凝血因子Ⅶ172

第二节 纤溶酶原激活剂173

一、组织型纤溶酶原激活剂173

二、尿激酶179

第十四章 造血生长因子和其他生长因子181

第一节 造血生长因子181

一、集落刺激因子181

二、促红细胞生成素185

第二节 表皮生长因子188

一、基因和蛋白结构188

二、生物学活性188

三、重组人表皮生长因子190

四、临床应用190

第三节 其他生长因子190

一、胰岛素样生长因子191

二、血小板衍生生长因子192

三、成纤维细胞生长因子193

四、转化生长因子194

五、神经营养因子194

第十五章 多肽类药物198

第一节 多肽类药物的分类和优点198

一、多肽的分类198

二、多肽药物的优点200

三、目前多肽类药物的应用范围200

第二节 多肽药物分子设计与人工合成203

一、抗原多肽选择的基本原则203

二、抗原表位预测203

三、抗原多肽设计的原则204

四、多肽药物的合成与改造205

五、目前进行的多肽药物研究热点208

第三节 多肽类药物药代动力学特点及分析方法209

一、多肽类药物药代动力学特点209

二、多肽类药物药代动力学研究的分析方法210

第四节 治疗用酶211

一、治疗用酶的种类211

二、几种主要酶类212

第三篇 其他基因工程药物214

第十六章 基因工程抗体214

第一节 抗体生物学概述214

一、抗体的基本结构214

二、抗体的基因组成217

三、抗原识别特异性的产生217

四、亲和力和结合力218

五、类别转换218

六、抗体代谢动力学219

七、效应功能220

第二节 单克隆抗体222

一、单克隆抗体制备的原理222

二、单克隆抗体的局限性223

三、单克隆抗体的应用223

第三节 基因工程抗体224

一、嵌合型单抗225

二、人源化单抗225

三、人单克隆抗体225

四、抗体衍生物226

五、基因工程抗体连接物228

第四节 抗体的生产230

一、大肠埃希菌表达系统230

二、酵母表达系统230

三、哺乳动物细胞表达系统230

四、植物表达系统230

五、昆虫表达系统231

第十七章 基因工程疫苗232

第一节 传统疫苗技术233

一、活减毒疫苗235

二、灭活疫苗235

三、多糖疫苗236

第二节 现代疫苗技术236

一、基因改良的活疫苗236

二、基因工程亚单位疫苗238

三、核酸疫苗243

四、植物基因工程疫苗244

五、实用疫苗设计245

六、疫苗的相关法规和临床研究247

第十八章 动物基因工程药物249

第一节 转基因动物制备250

一、转基因载体的构建250

二、转基因的受体细胞251

三、实验动物的准备251

四、导入基因的方法252

五、转基因小鼠的鉴定254

六、转基因小鼠的繁育和品系建立255

第二节 转基因动物生物反应器255

一、动物血液生物反应器256

二、动物膀胱生物反应器256

三、动物精液生物反应器256

四、家禽生物反应器256

五、动物乳腺生物反应器256

第十九章 植物基因工程药物259

第一节 植物基因工程259

一、植物表达载体的构建260

二、植物转化268

第二节 植物基因工程药物270

一、植物基因工程重组蛋白药物270

二、植物次生代谢工程273

第二十章 基因诊断277

第一节 概述277

一、基因诊断的含义277

二、基因诊断的对象278

三、基因诊断的特点278

四、基因诊断的意义278

五、基因诊断面临的问题和展望279

第二节 基因诊断的原理及方法279

一、基因诊断的原理279

二、基因诊断的方法279

第三节 基因诊断的应用283

一、遗传疾病283

二、感染性疾病286

三、恶性肿瘤287

四、法医学中的应用288

第二十一章 基因治疗与核酸类药物290

第一节 基因治疗的概念及重要疾病的基因治疗290

一、基因治疗的概念290

二、基因治疗的分子机制290

三、基因治疗的条件及策略292

四、重要疾病的基因治疗292

第二节 基因治疗的基本程序294

一、目的基因的选择和制备294

二、基因治疗载体的选择294

三、基因治疗中的靶向性问题297

四、靶细胞的选择297

五、转移载体的选择与细胞转染297

六、外源基因的表达及检测298

第三节 小分子RNA、反义核酸和核酶298

一、RNAi的作用及其机制298

二、miRNA的基本特征299

三、RNAi试验299

四、miRNA和siRNA的关系299

五、RNAi与药物开发300

六、反义核苷酸300

七、核酶技术301

第二十二章 基因组学和蛋白质组学方法在药物靶点发现中的应用304

第一节 药物靶点及其研究策略304

一、药物靶点304

二、研究药靶的策略305

第二节 基因组学相关技术在药靶发现中的应用308

一、基因芯片技术308

二、代表性差异分析技术等基因分析技术310

第三节 蛋白质组学技术在药靶发现中的应用311

一、蛋白质表达谱技术311

二、亲和色谱法312

三、表达克隆结合亲和色谱法314

四、基于蛋白质活性的蛋白质组学方法317

五、芯片技术318

六、蛋白质相互作用方法319

七、结构蛋白质组学方法320

第四节 药靶的确证方法321

第二十三章 基因工程药物质量控制与安全性323

第一节 质量控制要点323

一、基因工程药物对生产的要求323

二、基因工程药物对产品的要求325

第二节 蛋白质理化性质和生物学活性测定325

一、蛋白质理化性质分析325

二、生物学活性测定331

第三节 微量杂质和其他外源污染物分析333

一、来自宿主细胞的污染333

二、来自动物、微生物的污染333

三、纯化工艺、安全性试验及生物学活性测定的标准品333

后记 我国基因工程药学学科发展的战略构想336

中英文对照索引340