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蛋白质酶工程

LT

蛋白质工程：

2.结构基础（少量，选择题，填空题）

蛋白质空间结构的基本组件：α螺旋，β层，环肽链，疏水内核。

蛋白质结构的共同特征：疏水内核，疏水相互作用是指非极性基团在任何极

性环境中强烈趋于彼此聚集的择优效应。

稳定α-螺旋的因素:α-螺旋具有极性，所有氢键都沿螺旋轴指向同一方向

α-螺旋的中心没有空腔

：除甘氨酸外，都具有旋光性。

氨基酸的旋光性

氨基酸的光吸收：酪氨酸（Tyr、278nm）、色氨酸(Trp、

279)和苯丙氨酸(Phe、259)能够吸收紫外光—

—共轭双键。

多肽链中的氨基酸的排列顺序，包

蛋白质一级结构:

括二硫键的位置数量和链内共价连接的方式。

稳定因素，肽键、二硫键（都属于共价键）

主要有α螺旋，平行β层，反平行

蛋白质二级结构:

β层，β转折、310螺旋

稳定因素，主要由其内部形成的主链氢键所稳

定，氢键的排布方式为二级结构重要特征。

：在二级和超二级结构及结构域的基

蛋白质三级结构

础上进一步卷曲形成复杂球状分子结构。

：蛋白质分子的亚基结构，α1，α2，

蛋白质四级结构

β1，β2。

无亚基并只有单结构域的蛋白质:三级结构就

是它的完整的三维结构。

蛋白质在体内的形成分为两个阶段：多肽链的

生物合成，新生肽链折叠。

蛋白质折叠：由多肽链的一维线性氨基酸序列

转化为具有特征三维结构的活性天然蛋白质

的过程。

：一级顺序上相邻的二级结构在三维折

结构模体

叠中也靠近，彼此按特定的几何排布形成简单

的组合。

：二级结构和结构模体以特定的方式组合

结构域

连接，在空间上可以明显区分的三级折叠实

体，称为结构域。

结构域水平划分蛋白质：（1）α型结构（2）

β型结构（3）α/β型结构（4）α+β型

（5）无规型/富含二硫键和金属离子型。α，

β，α/β为主要结构。

增加蛋白质稳定性的途径：（1）引进二硫键，

替换甘氨酸，增加脯氨酸。（2）稳定α螺旋。

（3）填充疏水内核。

帮助折叠的蛋白质和酶：（1）分子伴侣。（2）

帮助正确二硫键形成的酶。（3）催化脯氨酸残

基cis-trans异构化的酶。

目前较为系统和广泛使用的数据库:SCOP、

抗体基因。mRNA分子与细菌的核糖体孵育，然后mRNA翻译成蛋白质。每个复合

体展示一种不同的抗体，当经过一个含有靶标抗原的亲和柱子后，一些能结合

上去的复合体不会被洗去，该展示技术完全在体外完成，并且不需要克隆就能

完成大规模抗体库的构建。

5.蛋白质的物理化学性质

稳定蛋白质三维结构的作用力：氢键、范德华力、疏水作用力和盐键（离子键）

及共价二硫键。静电作用。

6.蛋白质结构解析

蛋白质三维结构测定的方法（选择填空）：

1.X-Ray晶体衍射是主要的方法。优点：分辨率高，能精确确定生物

大分子中各原子的坐标、键长、键角,给出生物大分子的分子结构和构型,确

定活性中心的位置和结构。缺点：只能测定单晶，反映静态结构信息，无

法测定溶液中的信息。

2.核磁共振技术。优点：可以在水溶液或有机相中研究生物大分子结

构，研究溶液条件的改变对生物大分子三维结构的影响以及生物大分子内部

动力学的特点。分辨率不高。目前，NMR只能用于测定小分子和中型蛋白质

的结构。

3.其他重要方法：圆二色谱法，通过圆二色谱测定和计算能够了解生

物大分子在溶液状态下的二级结构。质谱，将样品转化为运动的气态带电离

子，于磁场中按质荷比(m/z)大小分离并记录的分析方法。高灵敏度易操作

性准确性快速性很好的普适性。

7.分离纯化与鉴定（名词解释，填空无大题）

盐析：蛋白质在高浓度中性盐溶液中会沉淀析出。