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第1章 蛋白质化学基础 1

1.1蛋白质的重要功能、组成和分类 1

1.2氨基酸 3

1.2.1氨基酸的结构 3

1.2.2氨基酸的分类 5

1.2.3氨基酸的性质 6

1.3肽 21

1.3.1肽键及肽链 21

1.3.2肽的命名 22

1.3.3肽的物理和化学性质 22

1.3.4天然的活性肽 23

1.4蛋白质 25

1.4.1蛋白质的两性电离及等电点 25

1.4.2蛋白质的胶体性质 27

1.4.3蛋白质的沉淀作用 28

1.4.4蛋白质的颜色反应 30

1.4.5蛋白质的分子量测定 31

1.4.6蛋白质的分离纯化方法 33

1.4.7蛋白质的含量测定和纯度鉴定 39

思考题 42

第2章 蛋白质分子结构基础 44

2.1蛋白质结构的层次体系 44

2.2蛋白质的一级结构 45

2.3蛋白质的二级结构 46

2.3.1常见二级结构 46

2.3.2超二级结构 53

2.3.3结构域 57

2.4蛋白质的三级结构 58

2.5蛋白质的四级结构 60

2.6蛋白质结构分类和三类主要的蛋白质结构 61

2.7蛋白质结构与功能的关系 68

2.7.1蛋白质结构与功能的复杂性 68

2.7.2结构相同的蛋白质具有不同的功能 69

2.7.3不同结构的蛋白质具有相同的功能 69

2.7.4蛋白质结构与功能复杂性对蛋白质研究的影响 71

思考题 71

第3章 蛋白质结构的测定与预测 72

3.1蛋白质一级结构的确定 72

3.1.1蛋白质的氨基酸组成测定 72

3.1.2蛋白质或多肽链的裂解或部分裂解 72

3.1.3蛋白质的末端测定 75

3.1.4亚基拆离、二硫键断裂以及二硫键位置的确定 77

3.2蛋白质晶体结构分析 79

3.2.1蛋白质结晶和晶体生长 79

3.2.2衍射数据的收集 81

3.2.3位相的确定 82

3.2.4电子密度图的诠释 85

3.2.5结构模型修正 85

3.3蛋白质溶液三维结构的解析 86

3.3.1蛋白质的结构信息 86

3.3.2核磁共振的波谱信息 87

3.3.3蛋白质结构信息与波谱信息之间的对应关系 87

3.3.4基本的多维核磁共振技术 88

3.3.5多维核磁共振波谱的解析要点 88

3.3.6蛋白质溶液三维结构的计算 91

3.4紫外-可见差光谱与蛋白质溶液构象 92

3.4.1溶剂微扰差光谱 92

3.4.2 pH差光谱及滴定 92

3.4.3温度微扰差光谱 94

3.4.4浓度微扰差光谱 94

3.5荧光分析法与蛋白质溶液构象 95

3.5.1蛋白质的内源荧光与蛋白质溶液的构象 95

3.5.2蛋白质的外源荧光与蛋白质溶液构象 95

3.5.3圆二色谱与蛋白质溶液的构象 97

3.5.4激光拉曼光谱与蛋白质溶液的构象 99

3.6蛋白质结构的预测 100

3.6.1蛋白质结构预测意义 100

3.6.2蛋白质结构预测的原理和方法 101

3.6.3蛋白质二级结构的预测 101

3.6.4蛋白质三维结构预测 103

思考题 108

第4章 蛋白质的化学修饰 110

4.1蛋白质分子侧链的修饰 110

4.1.1羧基的化学修饰 110

4.1.2氨基的化学修饰 110

4.1.3胍基的化学修饰 112

4.1.4巯基的化学修饰 113

4.1.5组氨酸咪唑基的修饰 114

4.1.6色氨酸吲哚基的修饰 114

4.1.7酪氨酸残基和脂肪族羟基的修饰 115

4.1.8甲硫氨酸甲硫基的修饰 115

4.2酶的表面化学修饰 116

4.2.1有机大分子对酶的化学修饰 116

4.2.2小分子物质对酶的化学修饰 123

4.2.3修饰剂对酶修饰的影响 123

4.3酶蛋白分子的亲和修饰 125

4.3.1亲和标记 125

4.3.2外生亲和试剂与光亲和标记 125

4.4酶的化学交联 126

思考题 128

第5章 蛋白质的分子设计 129

5.1概述 129

5.1.1蛋白质分子设计的定义 129

5.1.2蛋白质分子设计的意义与作用 129

5.1.3蛋白质分子设计的理论基础 130

5.2蛋白质分子设计的分类及研究内容 130

5.2.1结构设计与功能设计 130

5.2.2天然蛋白质改造与蛋白质的从头设计 131

5.2.3药物蛋白质的分子设计与酶的分子设计 131

5.3蛋白质分子设计的方法与过程 132

5.3.1对已有蛋白质的改造 132

5.3.2蛋白质的从头设计 134

思考题 139

第6章 蛋白质分子的生物学改造及重组蛋白的表达 140

6.1蛋白质编码基因的改造方法 140

6.1.1编码基因的专一性位点突变 140

6.1.2蛋白质编码基因的随机突变和重组技术 145

6.1.3基因融合和基因剪接 148

6.1.4 tRNA介导的蛋白质改造 150

6.2重组蛋白的表达 153

6.2.1重组蛋白在大肠杆菌中的表达 154

6.2.2重组蛋白在酵母细胞中的表达 166

6.2.3重组蛋白在杆状病毒/昆虫细胞中的表达 176

6.2.4重组蛋白在哺乳动物细胞中的表达 178

6.2.5重组蛋白的表面展示技术 181

思考题 183

第7章 蛋白质工程的应用实例 184

7.1胰蛋白酶的蛋白质工程 184

7.2金属硫蛋白的蛋白质工程 185

7.3人白细胞介素-2的蛋白质工程 186

7.4组织纤溶酶原激活剂的蛋白质工程 188

7.5枯草杆菌蛋白酶的蛋白质工程 190

7.6纤维素酶的蛋白质工程 192

7.7 P450 BM3酶的蛋白质工程 195

7.8蛋白质工程与药物的分子设计 201

7.8.1蛋白质工程与小分子药物设计 201

7.8.2工程化蛋白质药物的分子设计 204

思考题 206

主要参考文献 207