蛋白质工程(1)
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第十一单元 现代生物科技专题第01讲 基 因 工 程考点一 基因工程的基本工具及操作过程1.基因工程的基本工具(1)限制酶(2)DNA 连接酶①作用:将限制酶切割下来的DNA 片段拼接成DNA 分子。
②类型(3)载体①常用载体——质粒⎩⎪⎨⎪⎧ 化学本质:双链环状DNA 分子特点⎩⎪⎨⎪⎧ 能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因②其他载体:λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。
③载体的作用:携带外源DNA 片段进入受体细胞。
2.基因工程的基本操作程序答案不相同。
DNA连接酶连接的是两个DNA片段,而DNA 聚合酶连接的是单个的脱氧核苷酸。
走出误区误认为切取目的基因与切取载体时“只能”使用“同一种酶”1.在获取目的基因和切割载体时通常用同种限制酶,以获得相同的黏性末端。
但如果用两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同时,在DNA连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来。
2.为了防止载体或目的基因的黏性末端自己连接即所谓“环化”可用不同的限制酶分别处理目的基因和载体,使目的基因两侧及载体上具有两个不同的黏性末端。
(1)限制酶只能用于切割目的基因。
(×)(2)切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸序列。
(×)(3)DNA连接酶能将两碱基间通过氢键连接起来。
(×)(4)E·coli DNA连接酶既可连接平末端,又可连接黏性末端。
(×)(5)限制酶也可以识别和切割RNA。
(×)(6)限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶。
(×)(7)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因。
(×)(8)载体的作用是将携带的目的基因导入受体细胞中,使之稳定存在并表达。
(√)(9)外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制。
(×)(10)设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列。
第三节蛋白质工程●课标要求简述蛋白质工程。
●课标解读1.简述蛋白质工程的概念和原理。
2.说明蛋白质工程和基因工程的区别与联系。
3.举例说明蛋白质工程的应用和发展。
●教学地位蛋白质工程是基因工程的延伸,又称为第二代基因工程,是按照人们的需要,利用基因工程的原理对蛋白质进行改造。
目前蛋白质工程还有许多理论和技术问题等待解决,成功的实例还不多,但发展前景广阔。
在高考中考到的次数还不多,常在考查基因工程的非选择题中有一问涉及蛋白质工程。
●教法指导1.结合过程图,让学生理解蛋白质工程的基本原理。
2.结合具体的应用实例,让学生理解蛋白质工程的应用。
●新课导入建议玉米的营养价值不如小麦,原因是玉米中必需氨基酸赖氨酸的含量比较低。
玉米中赖氨酸含量低的原因是赖氨酸合成过程中的两种关键酶——天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性受到赖氨酸浓度的影响较大,当赖氨酸浓度达到一定量时,会抑制两种酶的活性。
所以玉米中赖氨酸的含量很难提高,如果我们将天冬氨酸激酶第352位的苏氨酸变成异亮氨酸,将二氢吡啶二羧酸合成酶的第104位的天冬酰胺变成异亮氨酸,就可以使玉米种子中的赖氨酸含量提高2倍,那么怎样对这两种酶进行改造呢?这就要依靠蛋白质工程。
●教学流程设计课前自主探究:阅读教材P30~35有关知识,填充【课前自主导学】空白,完成思考交流1、2。
⇒步骤1:课程导入:建议用【新课导入建议】方法导入课题。
⇒步骤2:尝试作答【课前自主导学】部分的【正误判断】,检查自学效果。
⇒步骤3:教师结合教材P30图1-17和教材P31图1-18让学生理解蛋白质工程的原理,通过【课堂互动探究】探究1归纳总结,通过例1强化。
⇓步骤6:诵读【结论语句】,尝试构建最优知识网络图解,互评后参看【本课知识小结】的网络构建。
课下完成【当堂双基达标】。
⇐步骤5:通过教材中的实例让学生认识蛋白质工程的应用,认识蛋白质工程的意义。
⇐步骤4:引导学生讨论蛋白质工程和基因工程的区别与联系,通过【课堂互动探究】探究2的表格进行比较。
一、名词解释1、蛋白质工程2、基因组文库3. 多克隆位点4. Southern杂交5. 基因治疗6. 转基因动物7. 显微注射技术8. Klenow片段9. 荧光定量PCR10. 基因芯片11、cDNA文库12、基因枪13. 融合蛋白14. 表达载体15. 限制性核酸内切酶16. Northern杂交17. 逆转录PCR18. 转基因植物19. 体细胞核移植20. DNA改组21、多克隆位点:22、穿梭载体:23. DNA连接酶:24. 核酸分子杂交:25. 融合蛋白:26. 基因敲除:27. 反义核酸技术:28. 荧光定量PCR29. 基因治疗30. 显微注射技术31.基因组DNA文库:32.DNA的复性:33.Tm:34.选择标记基因:35.基因和基因组:36.分子杂交:37.生物技术:38.载体:39.cDNA文库:40.转化:41.黏性末端42.重叠基因:43.基因组文库:44.同尾酶:45.酶切位点二、选择题1、构建cDNA文库时,选用下列哪种载体较好?-------------------------()①质粒②SV40病毒③Ti质粒④YAC(酵母人工染色体)2、在Northern杂交中,探针主要用什么来进行标记?------------------()①同位素②EB(溴化乙锭)③染料④DNA3、构建GST蛋白表达系统的载体是为了是目标蛋白以哪种方式表达?-----()①融合表达②分泌表达③独立表达④包含体表达4、PCR反应中Taq酶常常没有错配碱基纠错功能,因为它没有-----------()①5’-3’聚合酶活性②5’-3’外切酶活性③3’-5’外切酶活性④3’-5’聚合酶活性5、以下哪种酶需要引物?-----------------------------------------()①限制性核酸内切酶②末端转移酶③逆转录酶④DNA连接酶6、II型限制性核酸内切酶的切割位点是-----------------------------------------()①识别序列内②识别序列1000bp以外③识别位点下游24-26bp处④DNA分子任一位点7、Ti质粒中能插入到植物基因组中的DNA区段是-----------------()①复制远点区②毒素蛋白区③T-DNA区④冠婴碱代谢区8、艾滋病病毒HIV是通过下列哪个基因编码的产物识别人体T淋巴细胞的?-----------------------------------------------------()①env ②pol ③gag ④LTR9、T4DNA连接酶能催化下列哪种分子相邻的5'端磷酸基团与3'端羟基末端之间形成磷酸二酯键?----------------------------------------------()①双链DNA ②单链DNA③mRNA ④rRNA10、下列基因中,哪个不能作为基因工程载体的报告基因?---------()①lacZ ②GFP③Ampr ④ori11、基因治疗的载体采用下列哪种载体比较合适?----------------------()①逆转录病毒②Ti质粒③噬菌体④质粒pBR32212、采用原核细胞表达系统的优点之一是可以与下面什么过程直接相连-----()①发酵工程②转基因动物③转基因植物④基因治疗13、以mRNA为模板合成cDNA时,所用的工具酶是-----------------------()①DNA聚合酶I ②DNA连接酶③逆转录酶④核酸酶14、YAC是----------------------------------------------------------()①酵母人工染色体②人工Y 染色体③细菌人工染色体④粘粒15、用Sanger双脱氧法进行DNA测序时,凝胶上读出的序列是-------------()①模板链的②模板链的互补链的③mRNA的④cDNA 的16、同位素标记探针是指在探针上连接----------------------------------()①32P ②生物素③荧光素④酶17、Southern杂交时,探针与膜上的什么成分杂交?---------------------()①DNA ②RNA③蛋白质④染色体18、同一种限制性核酸内切酶分别切割目的基因DNA 与载体DNA 时,酶切片段不能互相连接的是------------------------------------------------------()①目的基因与目的基因之间②载体DNA与载体DNA之间③目的基因与载体DNA之间④目的基因与mRNA之间19、pBR322是一种什么样的载体?---------------------------------()①粘粒②质粒③噬菌体④人工微小染色体20、PCR引物成对存在,位于目的基因的---------------------------()①5'端②3'端③C端④N端21、构建CDNA文库时,选用下列哪种载体较好?------------------------------------()①质粒②SV40病毒③Ti质粒④YAC(酵母人工染色体)22、Northern杂交时,探针与膜上的什么成分杂交?-----------------------------------()①DNA ②RNA③蛋白质④染色体23、以mRNA为模板合成CDNA时,所用的工具酶是--------------------------------------()①DNA聚合酶I ②DNA连接酶③逆转录酶④核酸酶24、BAC是-------------------------------------------------------------------------------------()①酵母人工染色体②人工Y 染色体③细菌人工染色体④粘粒25、用酶促合成法进行DNA测序时,凝胶上读出的序列是-------------------------()①模板链的②模板链的互补链的③mRNA的④cDNA的26、同位素标记探针是指在探针上连接----------------------------------------()①32P ②生物素③荧光素④酶27、同一种限制性核酸内切酶分别切割目的基因DNA与载体DNA时,酶切片段不能互相连接的是--------------------------------------------------------------------------------()①目的基因与目的基因之间②载体DNA与载体DNA之间③目的基因与载体DNA之间④目的基因与mRNA之间28、下列基因中,哪个不能作为基因工程载体的报告基因?----------------()①lacZ ②GFP③Ampr ④ori29、M13噬菌体是---------------------------------------------------------------------()①双链噬菌体②单链噬菌体③质粒④粘粒30、常规PCR反应所用到的酶是-------------------------------------------------()①核酸酶②逆转录酶③DNA连接酶④Taq酶三、填空题1. 世界上成功构建的第一个体外重组DNA分子是在()年完成的。
《蛋白质工程概述》讲义一、什么是蛋白质工程在生命科学的领域中,蛋白质工程是一项极其重要且富有创新性的学科分支。
那到底什么是蛋白质工程呢?简单来说,蛋白质工程就是通过对蛋白质的结构和功能进行深入研究,然后运用现代生物技术手段,对天然蛋白质进行改造和设计,以获得具有特定功能或性质的新型蛋白质。
我们都知道,蛋白质是生命活动的主要承担者,它们在生物体内发挥着各种各样至关重要的作用,比如催化化学反应、运输物质、免疫防御、构成细胞结构等等。
然而,天然存在的蛋白质往往不能完全满足我们的需求,这时候蛋白质工程就派上用场了。
它并非是对蛋白质进行简单的修饰或加工,而是从分子水平上对蛋白质的基因进行改造,从而改变蛋白质的结构和功能。
这需要我们对蛋白质的结构与功能关系有清晰的认识,同时掌握一系列先进的生物技术工具和方法。
二、蛋白质工程的理论基础要深入理解蛋白质工程,就不得不提到它的理论基础。
首先,蛋白质的结构决定其功能,这是蛋白质工程的核心原则之一。
蛋白质的结构包括一级结构(氨基酸的序列)、二级结构(如α螺旋、β折叠等)、三级结构(整个多肽链的空间构象)和四级结构(多个亚基形成的复合物)。
不同的结构层次相互影响,共同决定了蛋白质的功能。
比如,酶的催化活性部位通常由特定的氨基酸残基组成,它们的空间排列和相互作用对于催化反应的效率和特异性起着关键作用。
其次,遗传密码的通用性和可操作性为蛋白质工程提供了重要的手段。
我们可以通过改变蛋白质对应的基因序列,来实现对蛋白质氨基酸序列的改造,进而影响其结构和功能。
再者,对蛋白质折叠和稳定性的研究也是蛋白质工程的理论基础之一。
了解蛋白质如何正确折叠形成有活性的构象,以及哪些因素影响其稳定性,有助于我们设计出更稳定、更有效的蛋白质。
三、蛋白质工程的基本步骤蛋白质工程的实施通常包括以下几个主要步骤:第一步是目标蛋白质的选择。
这需要根据实际需求,确定要改造或设计的蛋白质。
比如,如果我们想要开发一种更高效的工业用酶,就需要选择相关的酶作为目标蛋白质。
新人教生物一轮复习学案第52讲基因工程的应用、蛋白质工程概念落实1.基因工程在农牧业方面的应用(1)对微生物或动植物的细胞进行基因改造,生产药物,如细胞因子、抗体、疫苗和激素等。
(2)乳腺生物反应器(或乳房生物反应器):将药用蛋白与中特异表达的基因的等调控元件重组在一起,导入动物受精卵中。
(3)可能实现建立器官工厂的设想通过在器官供体的基因组中导入某种调节因子,以抗原决定基因的表达;或设法除去,结合克隆技术,获得不会引起的转基因克隆猪器官。
3.基因工程在食品工业方面的应用利用基因工程菌生产、氨基酸和等。
4.培育“超级细菌”处理环境污染◉归纳总结乳腺生物反应器与工程菌的比较判断下列说法的正误:(1)将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,获得能产生人干扰素的菌株。
()(2)利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品,如人的血清白蛋白,这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中。
()(3)由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用。
()典题固法(2022·广东卷)“绿水逶迤去,青山相向开”,大力发展低碳经济已成为全社会的共识。
基于某些梭菌的特殊代谢能力,有研究者以某些工业废气(含CO2等温室气体,多来自高污染排放企业)为原料,通过厌氧发酵生产丙酮,构建一种生产高附加值化工产品的新技术。
回答下列问题:(1)研究者针对每个需要扩增的酶基因(如图)设计一对,利用PCR技术,在优化反应条件后扩增得到目标酶基因。
(2)研究者构建了一种表达载体pMTL80k,用于在梭菌中建立多基因组合表达库,经筛选后提高丙酮的合成量。
该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等,其中抗生素抗性基因的作用是,终止子的作用是。
(3)培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时,出现了生长迟缓的现象,推测其原因可能是,此外丙酮的积累会伤害细胞,需要进一步优化菌株和工艺才能扩大应用规模。
(4)这种生产高附加值化工产品的新技术,实现了,体现了循环经济特点。
蛋白质工程详细流程朋友!今天来跟你唠唠蛋白质工程这档子事儿。
咱先来说说这蛋白质工程啊,那可真是个神奇又复杂的领域。
想当年我刚开始接触的时候,脑袋都大了几圈,哇!不过慢慢摸索着,也算是入了门。
这第一步呢,你得先搞清楚你要改造的蛋白质是啥样儿,它有啥功能,就像你要了解一个新朋友的脾气性格一样。
我记得我刚开始的时候,老是摸不准,唉,走了不少弯路。
然后呢,要设计出改造的方案。
这可不容易啊,有时候想得脑袋都要炸了。
我跟你说,有一次我设计了个方案,自认为完美无缺,结果一实践,惨不忍睹!不过别怕犯错,犯错才能进步嘛。
接下来就是基因操作啦。
这一步可得小心谨慎,就像走钢丝一样,稍不留神就掉下去喽。
我有个同事,有一回操作失误,那场面,别提多狼狈啦!改造完基因,就得把它放到合适的宿主细胞里表达。
这就好比给种子找块好地儿种下去,等着它发芽长大。
有一次我选的宿主细胞不太对,那蛋白质根本就表达不出来,嗯...当时我那个郁闷哟!然后就是分离和纯化蛋白质。
这一步可麻烦啦,得有耐心,就跟钓鱼似的,急不得。
我记得有一回,我在实验室里忙乎了一整天,才弄出那么一点点纯的蛋白质,累得我腰酸背痛。
我这说着说着,好像顺序有点乱啦,哈哈。
不过没关系,咱接着来。
在整个过程中,你还得不断地检测和分析,看看改造的效果咋样。
有时候结果不如意,还得重新调整方案,那叫一个折腾啊!还有哦,这行业里也有不少八卦和趣闻。
比如说,有个大牛据说在实验的时候不小心把试剂弄混了,结果居然有了意外的发现,你说神奇不神奇?反正啊,蛋白质工程这事儿,得有耐心,有细心,还得有创新精神。
要是你碰到难题,别着急,慢慢来,我当年不也是这么一步步走过来的嘛。
好啦,我能想到的暂时就这么多,剩下的就靠你自己去摸索啦!。
蛋白质工程一、名词解释:1.蛋白质工程:是研究蛋白质结构和定点改造蛋白质结构的一门学科。
它利用基因工程手段,通过有控制的基因修饰和基因合成,对现有蛋白质进行定向改造,以期获得性能更加优良、更符合人类社会需要的蛋白质分子。
2.抗体:指机体的免疫系统在抗原刺激下产生的可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。
3.人-鼠嵌合抗体:用鼠可变区和人恒定区融合形成的抗体。
4.人源化抗体:将鼠杂交瘤抗体的超变区嫁接到人抗体上形成的抗体。
5.一级结构:是多肽链中氨基酸残基从N-末端到C-末端的排列顺序及二硫键的位置。
6.二级结构:是指多肽链主链借助氢键排列成特有的规则的重复构象。
7.超二级结构(结构模体):一级顺序上相邻的二级结构在三维折叠中,彼此靠近、按特定的几何排布形成排列规则的、在空间结构上能够辨认的、可以同一结构模式出现在不同蛋白质中的二级结构组合体,称为结构模体。
8.发夹式β模体(或ββ组合单位):两段相邻的反平行β链被一环链连接在一起构成的组合单位,其形貌与发夹相似,称为发夹式β模体。
9.希腊钥匙模体:四段紧邻的反平行β链以特定的方式来回往复组合,其形貌类似于古希腊钥匙上特有的回形装饰纹,故称为希腊钥匙型模体。
10.β-α-β模体:是序列上连续、相邻的两股平行β链和一段α螺旋连接而形成的组合。
11.结构域:二级结构和结构模体以特定的方式组织连接,在蛋白质分子中形成两个或多个在空间上可以明显区分的三级折叠实体,称为结构域。
12.三级结构:在二级结构、结构模体的基础上,进一步盘曲、折叠形成的,包括主链、侧链在内的所有原子和基团的空间排布。
13.四级结构:是指在多条肽链组成的一个蛋白质分子中,各亚单位在寡聚蛋白质中的空间排布及亚单位间的相互作用。
14.优势构象:任何氨基酸侧链中的组成基团都可以绕着其间的C-C单键旋转,从而产生各种不同的构象。
AA分子的各种构象异构体并不是平均分布的, 总是以其最稳定的构象为主要的存在形式即为优势构象。
蛋白质工程:以蛋白质的结构与功能为基础,利用基因修饰或基因合成而改造现存蛋白质或组建新型蛋白质的现代生物技术,是基因工程的深化和发展。
蛋白质结构:一级结构:蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序。
二级结构:一段连续的肽单位借助氢键排列成具有周期性结构的构象。
三级结构:蛋白质多肽链在各种二级结构的基础上,进一步盘曲折叠形成具有一定规律的三维空间。
四级结构:由两条或两条以上具有独立三级结构的多肽链组成的蛋白质的寡居蛋白,通过肽链间的次级键相互结合形成的空间结构。
蛋白质超二级结构:相邻的二级结构单元组合在一起,彼此相互作用,形成规则排列的组合体,以同一结构模式出现在不同的蛋白质中,这些组合体称为超二级结构,或结构模体。
结构域:指二级结构和结构模体以特定的方式组织连接,在蛋白质分子中形成两个或多个在空间上可以明显区分的三级折叠实体。
结构域是蛋白质折叠中的一个结构层次,介于超二级结构和三级结构之间,是蛋白质三级结构的基本单位,也是蛋白质功能的基本单位。
蛋白质变性:天然蛋白质分子受到某些物理因素(热、紫外线、高压)或化学因素(有机溶剂、脲、胍、酸、碱)的影响,引起蛋白质天然结构的破坏,导致生物活性的降低或完全丧失。
蛋白质折叠:蛋白质因所含氨基酸残基的亲水性、疏水性、带正电、带负电……等等特性通过残基间的相互作用而折叠成一立体的三级结构。
蛋白质定向进化:在实验室中模仿自然进化的关键步骤-突变、重组和筛选,在较短时间内完成漫长的自然进化过程,有效地改造蛋白质,使之适于人类的需要。
蛋白质的分子设计:蛋白质的分子设计就是为有目的的蛋白质工程改造提供设计方案,确保获得比天然蛋白质性能更加优越的新型蛋白质。
第二遗传密码:氨基酸顺序与蛋白质三维结构之间存在着对应关系,人们称之为第二遗传密码或折叠密码。
蛋白质的化学修饰:凡通过活性基团的引入或去除,而使蛋白质一级结构发生改变的过程。
蛋白质组:基因组表达全部蛋白质及其存在方式,或基因组、一个细胞或一种生物表达的所有蛋白质。
蛋白质组学:定量检测蛋白质水平上的基因表达,从而揭示生物学行为,以及基因表达调控的机制的学科。
双向电泳:是等电聚焦电泳和SDS-PAGE的组合,即先进行等电聚焦电泳(按照pI分离),然后再进行SDS-PAGE(按照分子大小),经染色得到的电泳图是个二维分布的蛋白质图。
蛋白质芯片:也叫蛋白质微阵列,是将大量蛋白质有规则地固定到某种介质载体上,利用蛋白质与蛋白质、酶与底物、蛋白质与其他小分子之间的相互作用检测分析蛋白质的一种芯片。
噬菌体表面展示技术:噬菌体展示技术是将外源基因或一组一定长度的随机寡居核苷酸片段克隆到特定的表达载体内,使其表达产物与外膜蛋白或噬菌体外壳蛋白以融合蛋白的形式呈现在细胞表面或噬菌体表面。
基因工程抗体:利用基因重组技术对编码抗体的基因按不同需求进行加工改造和重新装配,引入适当的受体细胞,由其编码产生出预期的抗体分子。
抗体酶:通过改变抗体与抗原结合的微环境,并在适当的部位引入相应的催化基团,所产生的具有催化活性的抗体。
既有抗体的高度选择性,又有酶的高效催化效率。
单克隆抗体:由一种抗原决定簇激活,并具有相应抗原受体的B细胞产生的针对这一抗原决定簇的抗体。
激光捕获显微切割技术:LCM是直接从冰冻或石蜡包埋肿瘤组织切片中获取细胞。
它是用乙烯醋酸盐聚合体膜覆盖在被选择的细胞上,然后用红外激光熔化膜,这时膜与组织在目标位置牢固结合,当膜被提起时,仅目的细胞留在膜上。
1、什么是蛋白质的分子设计及分子设计的分类和目标?蛋白质的分子设计就是为有目的的蛋白质工程改造提供设计方案,确保获得比天然蛋白质性能更加优越的新型蛋白质。
主要目的有两个:一是为有目的的蛋白质工程改造提供设计方案和指导性信;二是探索蛋白质的折叠机理。
2、蛋白质修饰的反应类型及修饰部位?蛋白质修饰的反应类型:烷基化反应、酰化反应、氧化还原反应、芳香环取代反应。
修饰部位:巯基的化学修饰、氨基的化学修饰、羧基的化学修饰、二硫键的化学修饰、其他侧链基团的修饰。
3、蛋白质分离纯化的一般步骤?1选择实验材料2实验材料的预处理3蛋白质的提取4蛋白质粗分级5蛋白质细分级6蛋白质的鉴定4、蛋白质细分离技术:亲和层析原理:利用蛋白质与配体专一性识别并结合的特性而分离蛋白质的一种层析方法。
只有目标蛋白能与配体专一性结合,之后改变洗脱条件将目标蛋白洗脱下来。
离子交换层析的原理:蛋白质是两性分子,在一定的pH条件下带有电荷,不同的蛋白质所带有电荷的种类和数量不同,因此它们与带电的凝胶颗粒间的电荷相互作用不同。
这样,当蛋白质混合物流经带电凝胶时,电荷吸引作用小的蛋白质先流过,而电荷吸引作用大的蛋白质后流过凝胶,从而把不同的蛋白质分开。
·离子交换柱组成:惰性支持物、带电基团、平衡离子。
凝胶层系(分子筛层析)原理:以多孔性凝胶材料为支持物,根据通过溶液中蛋白质受到的不同阻滞作用而流出的先后顺序,达到分离纯化蛋白的目的。
·凝胶的种类:葡聚糖、琼脂糖、聚丙烯凝胶、多孔玻璃珠。
蛋白质电泳:两性电解质的蛋白质,由于在一定PH条件下所带电荷不同,在电场中的移动速度不同而被分离开。
·用于分离纯化:聚丙烯酰胺凝胶电泳、等电聚焦电泳、双向电泳。
5、双向电泳的原理?双向凝胶电泳的原理是第一向基于蛋白质的等电点不同采用等电聚焦分离,第二向则按分子量的不同用SDS-PAGE分离,把复杂蛋白混合物中的蛋白质在二维平面上分开。
6、蛋白质组的组学概念?它的核心研究技术有哪些?蛋白质组学:定量检测蛋白质水平上的基因表达,从而揭示生物学行为(如疾病过程和药物效应),以及基因表达调控的机制的学科。
核心研究技术:蛋白质分离技术:激光捕获显微切割技术、二维凝胶电泳技术,高效液相层析蛋白质分析和鉴定技术:图谱分析技术、生物质谱技术、同位素亲和标签、表面增强激光解吸附电离飞行时间质谱、荧光差异凝胶电泳、多维液相层析-质谱技术。
7、重叠延伸PCR技术的主要原理重叠延伸PCR技术由于采用具有互补末端的引物,使PCR产物形成了重叠链,从而在随后的扩增反应中通过重叠链的延伸,将不同来源的扩增片段重叠拼接起。
8、酵母双杂交技术的原理、应用及缺陷?原理:很多真核生物的位点特异转录激活因子通常具有两个可分割开的结构域,即DNA特异结合域(BD)与转录激活域(AD),这两个结构域各具功能,互不影响。
转录因子通过BD和AD分别与DNA上特异的序列结合,从而启动相应基因的转录反应。
应用:1 检验一对功能已知蛋白间的相互作用;2 研究一对蛋白间发生相互作用所必需的结构域;3 研究蛋白质之间相互作用的传递途径;4 分析新基因的生物学功能。
1、蛋白质设计的基本原则:活性设计:考虑被研究蛋白质的功能,涉及选择化学基团和化学基团的空间取向。
对专一性的设计:设计化学基团与底物专一性结合。
Scaffold:即框架设计,对蛋白质分子的立体设计。
疏水基团与亲水基团需合理分布:不仅使暴露在外的残基具有亲水性、埋藏在内的残基具有疏水性,而要安排少量的疏水残基在表面,少量亲水残基在内部。
因为蛋白质分子的侧链不总是完全的亲水或完全的疏水。
最优的氨基酸侧链几何排布:侧链构象在折叠状态是一种能量最低的构象。
在构建蛋白质模型时满足所有合适的几何要求,并满足蛋白质折叠的几何限制。
2、蛋白质设计的基本程序(1)收集相关蛋白质的结构信息:收集待研究蛋白质一级结构、立体结构、功能结构域及与之相关的同源蛋白质等相关数据,为蛋白质分子设计提供依据和蓝本。
(2)建立所研究蛋白质的结构模型:测定蛋白质的三维结构。
(3)结构模型的生物信息分析:分析确定其三维结构的特点、功能活性区域及分布、结构中存在的二硫键数目和位置,为选择设计目标提供依据。
(4)选择设计目标:确定所要建造的三级结构,找出对所要求的性质有重要影响的位点或区域。
(5)序列设计:要充分考虑氨基酸残基形成特定二级结构的倾向性。
(6)预测结果:选择好氨基酸残基后,通过理论预测方法预测出所的多肽的二级结构和三级结构,初步检验设计的正确程度,检验目标模型和预期目标的吻合程度,并在此基础上加以调整和更正,使得目标模型达到预期的目标。
(7)获得新蛋白质:通过基因工程手段,认为合成或改造基因,实现蛋白质的改造,然后进行基因表达,并分离纯化获得新蛋白质分子,为进行新蛋白质功能的检验提供材料。
(8)新蛋白质的检验:是否存在蛋白质多聚体状态;二级结构与预期的是否吻合;是否具有三级结构;新蛋白质是否具有功能活性。
(9)完成新蛋白质设计:通过实验手段验证设计的蛋白质分子是否符合要求,并对设计的蛋白质分子进行结构与功能的评价,在根据设计出的结果,进行多轮反复设计、修改、试验,直至达到预期的设计目标。
3、基因融合的原理与为什么要发展基因融合?原理:将第一个蛋白基因的终止密码子删除,在街上带有终止密码子的第二个蛋白或多肽的基因,实现两个基因的融合表达。
发展基因融合:①通过与一特异性蛋白质或其特异的结构域形成融合蛋白,可使表达产物得到有效的回收、纯。
②通过与具有不同功能的蛋白质融合,产生新的多功能蛋白;③与报告分子,如β-半乳糖苷酶(LatZ)、β-葡萄糖苷酸酶(GUS)、分泌型胎盘磷酸酯酶(SSEAP)、萤火虫荧光素酶(LUC)、绿色荧光蛋白(GFP)的融合蛋白,应用于蛋白定位及转基因动物;④外源蛋白通常易被宿主的蛋白水解酶降解,有时可以通过产生融合蛋白避免目的产物被快速降解,从而稳定表达产物的产率。
特别是表达一些小肽基因时,这是一个策略;⑤通过与特定的蛋白质形成融合蛋白,如与硫氧化还原蛋白形成融合蛋白,改变在细胞内的溶解性,防止包涵体的产生;⑥通过与特定肽段进行融合表达,可以将表达的外源蛋白质定向定位在宿主的不同区域;⑦通过同特定蛋白先形成融合蛋白,然后再通过体外切割除去融合部分,是获得蛋白的可靠可重复方法。
4、根据蛋白质理化性质所采用的不同分离方法:①蛋白质的分子大小:透析、超过滤、分子筛层析、变性聚丙烯酰胺凝胶电泳等就是依据蛋白质分子大小进行分离纯化蛋白质的;②蛋白质的带电特性:,等电点沉淀、离子交换层析、等电聚焦电泳等都是以此为依据来分离纯化蛋白质;③蛋白质的溶解特性:硫酸铵分级沉淀、有机溶剂分级分离等均依据此原理④蛋白质的变性与复性:尿素变性复性⑤蛋白质的结晶:结晶再结晶法⑥蛋白质分子表面的特性:吸附层析⑦蛋白质的分子形状:亲和层析⑧蛋白质的紫外吸收:蛋白质中的芳香性氨基酸,主要是苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸,它们的芳香侧链在紫外区域(200~300nm)具有较的紫外吸收,据此可以测定蛋白质含量⑨蛋白质的颜色反应:具有特殊侧链的氨基酸残基与一些化学试剂反应呈现特定的颜色,如精氨酸胍基的坂口反应、酪氨酸酚羟基的米伦反应等。