蛋白质工程简明教程

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		蛋白质工程简明教程
		蛋白质工程简明教程

基本信息·出版社：化学工业出版社
·页码：179 页
·出版日期：2009年07月
·ISBN：7122065383/9787122065384
·条形码：9787122065384
·版本：第1版
·装帧：平装
·开本：16
·正文语种：中文

内容简介 《蛋白质工程简明教程》是作者在科研和教学工作的基础上，参考国内外有关文献资料编写而成，主要内容包括蛋白质的结构、蛋白质结构分析技术、蛋白质结构预测、蛋白质的修饰、蛋白质的分离纯化、蛋白质分子设计、蛋白质组学及蛋白质工程的应用。《蛋白质工程简明教程》力求简洁、生动，希望能在较少的课时中使学生对蛋白质工程领域有清楚的认识，书中列举了大量的实例，便于学生在今后的工作中借鉴、参考。
蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。其内容主要是：合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质；确定蛋白质化学组成、空间结构与生物学功能之间的关系，实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和功能；设计合成具有特定功能的全新的蛋白质。
《蛋白质工程简明教程》适合作为高等学校生物工程、生物技术、生物科学及相关专业教材。
编辑推荐 《蛋白质工程简明教程》是由化学工业出版社出版的。
目录
第一章 绪论
第一节 概论
一、蛋白质工程的诞生
二、蛋白质工程的概念
第二节 蛋白质工程研究内容
一、蛋白质的结构与功能
二、结构、功能设计和预测
三、蛋白质结构的修饰
第三节 蛋白质工程主要研究技术
一、蛋白质结构分析技术
二、蛋白质分离纯化
三、蛋白质组学
第四节 蛋白质工程发展简史
第五节 蛋白质工程应用
一、研究蛋白质结构与功能的关系
二、改变蛋白质特性
三、设计和研制新型抗体
四、设计和研制多肽及蛋白质类药物
五、设计生物计算机
参考文献

第二章 蛋白质的结构与功能
第一节 蛋白质的基本结构单位及蛋白质一级结构
一、蛋白质的分子组成
二、肽与多肽链
三、蛋白质一级结构
第二节 蛋白质的二级结构
一、肽键平面——二级结构的基础
二、稳定蛋白质空间构象的作用力
三、蛋白质二级结构的基本形式
第三节 蛋白质的超二级结构和结构域
一、超二级结构
二、结构域
第四节 蛋白质的三级结构和四级结构
一、蛋白质的三级结构
二、蛋白质的四级结构
第五节 蛋白质结构与功能的关系
一、蛋白质一级结构与功能的关系
二、蛋白质空间构象与功能的关系
本章小结
参考文献

第三章 蛋白质结构分析技术
第一节 蛋白质的氨基酸序列分析技术
一、化学方法
二、基因方法
三、蛋白质测定的新技术
四、蛋白质分子中二硫键和酰胺基位置的确定
第二节 X射线晶体衍射分析
一、分析原理
二、分析步骤
三、现状与展望
四、技术的局限性
第三节 核磁共振
一、基本原理
二、NMR测定蛋白质溶液三级结构
三、生物NMR实验技术
四、NMR在蛋白质研究中的应用
五、展望
第四节 质谱技术
一、质谱技术的分类及原理
二、质谱技术在蛋白质结构测定中的应用
第五节 生物三维电子显微学
一、概述
二、三维电子显微学基本原理
三、低温电镜技术
四、生物电镜成像相关的几个因素
五、生物三维电镜的应用领域
本章小结
参考文献

第四章 蛋白质结构预测
第一节 蛋白质的序列分析
一、序列同源性分析
二、双重序列对比
三、多重序列对比
第二节 蛋白质二级结构的预测
第三节 蛋白质三维结构的预测
一、三维结构的预测方法
二、同源模型化方法
第四节 蛋白质结构预测中的主要生物信息学资源
一、常用的蛋白质序列数据库
二、常用的蛋白质结构数据库
第五节 应用生物信息学方法预测蛋白质结构
一、蛋白质序列检索
二、蛋白质基本性质分析
第六节 蛋白质结构预测实例
本章小结
参考文献

第五章 蛋白质的修饰与克隆表达
第一节 蛋白质的化学修饰
一、蛋白质侧链基团的修饰反应
二、基于蛋白质片段的嵌合修饰
三、蛋白质位点专一性的修饰
四、蛋白质的PEG修饰
第二节 蛋白质的分子生物学改造
一、基因突变技术
二、基因融合
第三节 蛋白质的克隆表达
一、目的基因的获得
二、基因工程载体
三、目的序列与载体的连接
四、基因序列导入细胞
五、目的基因序列克隆的筛选与鉴定
本章小结
参考文献

第六章 蛋白质纯化
第一节 蛋白质分离纯化概述
一、蛋白质纯化的原理
二、分离纯化的方法
三、蛋白质分离纯化的一般程序
第二节 纯化前处理
一、细胞破碎方法
二、蛋白质提取
第三节 蛋白质的初级纯化
一、沉淀法
二、透析
三、超滤
第四节 色谱技术
一、吸附色谱
二、凝胶色谱
三、离子交换色谱
四、亲和色谱
五、高效液相色谱
六、分配色谱
七、疏水色谱
八、聚焦色谱
本章小结
参考文献

第七章 蛋白质分子设计
第一节 概述
一、蛋白质分子设计的概念与意义
二、蛋白质设计的分类
三、蛋白质设计的基础
四、蛋白质分子设计的流程
第二节 部分氨基酸的突变
一、根据结构信息确定碱基突变
二、随机突变
三、缺失突变分析和接头分区突变
四、利用蛋白质的同源性确定功能残基
五、翻译后修饰位点突变
第三节 天然蛋白质的剪裁
一、抗体剪裁
二、蛋白质关键残基嫁接
第四节 蛋白质分子全新设计
一、蛋白质分子全新设计的程序
二、蛋白质结构的全新设计
三、蛋白质功能的全新设计
四、蛋白质全新设计的现状和前景
本章小结
参考文献

第八章 蛋白质组学
第一节 概述
一、蛋白质组的概念
二、蛋白质组学的研究历史
三、蛋白质组学的研究内容
四、蛋白质组学的特点
第二节 蛋白质组学研究技术
一、二维聚丙烯酰胺凝胶电泳技术
二、质谱技术
三、酵母双杂交体系
四、蛋白质芯片技术
第三节 蛋白质组学的应用和发展趋势
一、蛋白质组学与微生物
二、蛋白质组学与医学
三、蛋白质组学与药学
四、蛋白质组学研究中存在的问题及前景展望
本章小结
参考文献

第九章 蛋白质工程的应用
第一节 蛋白质工程在医药中的应用
一、抗体工程的应用
二、抗体酶的应用
三、融合蛋白质的应用
四、蛋白质工程酶的应用
第二节 蛋白质工程酶在食品、轻工业中的应用
一、在食品、饮料和酿造业中的应用
二、在轻工业中的应用
第三节 蛋白质工程在农牧业中的应用
一、在畜牧业中的应用
二、在农业生产中的应用
第四节 蛋白质工程在环境保护中的应用
一、水的净化
二、清除白色污染
三、环境监测
四、处理工业“三废”
本章小结
参考文献
……
序言 生物工程（现代生物技术）是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科，是对生物有机体在分子、细胞或个体水平上通过一定的技术手段进行设计操作，以改良生命大分子的性质或生产特殊用途的生物大分子。它与微电子技术、新材料技术和新能源技术并列为影响未来国计民生的四大科学技术支柱，被认为是21世纪世界知识经济的核心，主要包括基因工程、细胞工程、蛋白质工程（包括酶工程）、微生物工程（发酵工程）。
蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。其内容主要是：合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质；确定蛋白质化学组成、空间结构与生物学功能之间的关系，实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和功能；设计合成具有特定功能的全新的蛋白质。
本书是编者在科研和教学工作的基础上，参考国内外有关文献资料编写而成，主要内容包括蛋白质的结构、蛋白质结构分析技术、蛋白质结构预测、蛋白质的修饰、蛋白质的分离纯化、蛋白质分子设计、蛋白质组学及蛋白质工程的应用。本书力求简洁、生动，希望能在较少的课时中使学生对蛋白质工程领域有清楚的认识，书中列举了大量的实例，便于学生在今后的工作中借鉴、参考。
目前有关蛋白质工程方面的书籍大多数是研究型高等院校高年级和研究生的教材，本教材主要面向应用型本科层次的生物技术、生物工程、医药、食品加工、轻工、农牧业、环境保护等专业学生，也可供从事相关研究和生产的技术人员参考。
本书共分为九章，由北京联合大学黄迎春主编，具体编写分工为：黄迎春编写第一、第二章，解放军总装备部后勤部防疫大队王力编写第三章，北京联合大学冀颐之编写第四章，北京联合大学赵有玺编写第五章，江苏畜牧兽医职业技术学院张君胜编写第六章，北京农学院刘京国编写第七章，北京联合大学徐芳编写第八章，北京农学院万平编写第九章，北京联合大学赵伟负责组织协调工作。北京联合大学生物化学工程学院生物工程专业04级的任超、申婷婷、毛德奎、赵辉、娄义、刘一夫等同学参加了部分资料的收集整理工作。本书在编写过程中得到北京联合大学和北京联合大学生物化学工程学院精品教材项目经费的支持。在全书的编写过程中，编者参考了大量国内外相关的书籍和文献，在此向这些专家和同行们表示衷心的感谢！
本书的编写出版是校校结合、校企结合的结晶，然而，蛋白质工程发展迅速，加之编者水平有限，书中难免有不足之处，恳请广大读者批评指正。
文摘 插图：


第二章 蛋白质的结构与功能
蛋白质工程的基本目标是，按预期的结构和功能，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质加以定向改造，设计、构建并最终生产出性能比天然蛋白质更加优良、更加符合人类社会需要的新型蛋白质。这些都必须以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，以天然蛋白质分子的三维结构为基本蓝图。蛋白质是一种含有由DNA编码的20种L型a-氨基酸，通过a-碳原子上的取代基间形成的酰胺键连接而成的生物大分子，在其自然状态或活性形式下，都具有特征性且稳定的空间构象。一旦这种专一的空间构象遭到破坏，即使化学结构完全不变，蛋白质的功能也会立即消失。没有特征性的空间构象就没有复杂的蛋白质功能，因此蛋白质工程研究者必须深刻了解和把握蛋白质结构特别是空间构象知识。
蛋白质结构的研究很早就受到许多科学家的关注，并提出了多种假说，但是一直没有得到令人满意的结论。直到1952年丹麦生物化学家Linderstrom-Lang第一次提出蛋白质三级结构的概念，才使蛋白质结构的研究走上了正确的道路。Linderstrom-Lang的三级结构概念包括：一级结构，指多肽链中氨基酸的一定的顺序，靠共价键维持多肽链的连接，而不涉及其空间排列；二级结构，指多肽链骨架的局部空间结构，不考虑侧链的构象及整个肽链的空间排列；三级结构，则是指整个肽链的折叠情况，包括侧链的排列，也就是蛋白质分子的空间构象或三维结构。这一概念提出之后，立即被各国科学家所接受。

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