分子生物学-蛋白质 课件.ppt

2）微环境改良 （1)添加稳定剂 A、防腐剂和蛋白酶抑制剂 添加防腐剂可抑制微生物的生长，起到稳定酶的作用。 添加蛋白酶抑制剂是通过抑制蛋白酶的活性来保护与之共存的酶。 B、缓冲溶液 极端PH是酶分子不稳定的重要原因。 C、共溶剂 糖、多元醇、氨基酸及其衍生物、甘油、PEG等一般称蛋白质的共溶剂，机制各不相同。 D、抗氧化剂和还原剂 E、底物、辅酶和活化离子 （2)改变反应介质：非水介质—有机溶剂中稳定性提高。 第二节 蛋白质组学 背 景 基因数量有限性和基因结构的相对稳定性 vs 生命现象的复杂性和多变性 从genomic到proteome 对蛋白质的数量、结构、性质、相互关系和生物学功能进行全面深入的研究已成为生命科学研究的迫切需要和重要任务。 一、 蛋白质组学的概念 蛋白质组学（Proteomics） 定义1： 阐明生物体各种生物基因组在细胞中表达的全部蛋白质的表达模式及功能模式的学科。包括鉴定蛋白质的表达、存在方式(修饰形式)、结构、功能和相互作用等。 所属学科： 生物化学与分子生物学（一级学科）；总论（二级学科） 定义2： 研究基因组编码的全部蛋白质的结构、性质和功能的学科。 所属学科： 细胞生物学（一级学科）；总论（二级学科） 定义3： 研究细胞内全部蛋白质的组成、结构与功能的学科。 所属学科： 遗传学（一级学科）；总论（二级学科） 蛋白质组学(proteomics) 指应用各种技术手段来研究蛋白质组的一门新兴科学，其目的是从整体的角度分析细胞内动态变化的蛋白质组成成份、表达水平与修饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与联系，揭示蛋白质功能与细胞生命活动规律。 蛋白质组 蛋白质组是澳大利亚学者Williams和Wilkins于1994年首先提出，源于蛋白质（protein）与基因组（genome）两个词的杂合,意指proteins expressed by a genome，即“一个细胞或一个组织基因组所表达的全部蛋白质”。 荧光染色的细胞内蛋白质 对应于基因组的所有蛋白质构成的整体，不是局限于一个或几个蛋白质。 同一基因组在不同细胞、不同组织中的表达情况各不相同 。 在空间和时间上动态变化着的整体。 蛋白质组是： X-射线衍射技术： 用于蛋白质及核酸三维结构的确定，至今已有数百种蛋白质的结构被确定。 蛋白质工程的主要手段 以重组DNA技术为核心的基因工程技术改造蛋白质。 位点特异性突变——基于结构生物学、信息生物学 基因突变 随机突变——基于高通量筛选法 基因内部的剪接 基因剪接 5‘或3’端的剪接 基因定点诱变技术的常用方法是PCR法。 突变点： 人工合成的引物上 手段： PCR技术 目的： 获得定点突变的基因 位点特异性突变：通过特异地改变编码核苷酸；而替代蛋白质中的某个氨基酸。可高效、准确地得到蛋白质突变体。但这种方法得到的突变体数量有限，因此在ＤＮＡ操作技术的带动下，发现了随机突变法。 高通量筛选法：从巨大数目的突变体库中筛选到具有期望功能的突变体。 ??? 基因剪接：在酶分子的编码基因上剪去或接上一段核苷酸。 蛋白质工程的基本原理 1、目标：根据人们对 功能的特定需求，对蛋白质的 进行分子设计。 2、原理：改造基因（基因 或基因 ） 。 3、流程： 预期蛋白质功能→设计 →推测应有的 序列→找到对应的 序列。 蛋白质 结构 修饰 合成 预期的蛋白质 氨基酸 脱氧核苷酸 蛋白质工程的主要步骤通常包括： （1）从生物体中分离纯化目的蛋白； （2）测定其氨基酸序列； （3）借助核磁共振和X射线晶体衍射等手段，尽可能地了解蛋白质的二维重组和三维晶体结构; （4）设计各种处理条件，了解蛋白质的结构变化，包括折叠与去折叠等对其活性与功能的影响； （5）设计编码该蛋白的基因改造方案，如点突变； （6）分离、纯化新蛋白，功能检测后投入实际使用。 蛋白质工程的概念 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 蛋白质工程的实质是对编码蛋白质的基因进行改造 三、蛋白质工程的基本原理 基因 DNA 氨基酸序列多肽链 蛋白质 三维结构 预期功能 生物功能 mRNA 转录 翻译 折叠 DNA合成 分子设计 中心法