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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