蛋白质工程学考试复习
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蛋白质工程复习资料整理版一.名词解释:1.自由界面扩散法:它是根据蛋白质在不同溶剂中的溶解度不同,选择两种溶解性差别大的溶剂,将溶有待结晶蛋白质的溶液小心地放在另一种溶液的上层,首先在界面区域达到瞬间的过饱和,随着两层溶液互相扩散,各自形成一个浓度梯度,当扩散趋向平衡时,蛋白质的溶液达到一定的过饱和度,便形成了晶核。
2.丝素蛋白:是从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白,含量约占蚕丝的70%~80%,含有18种氨基酸,其中甘氨酸(gly)、丙氨酸(ala)和丝氨酸(ser)约占总组成的80%以上3.大豆分离蛋白(SPI):是以大豆为原料经过加工制成的,大豆分离蛋白等电点4. 5~5 ,4.PAGE:聚丙烯酰胺凝胶电泳,是一种以聚丙烯酰胺凝胶为支持介质的区带电泳,它是在恒定的、非解离的缓冲系统中分离蛋白质,属于非解离电泳。
5.角蛋白:是非水溶性蛋白质,存在于皮肤、毛发、羽毛、指甲、爪和蹄中。
角蛋白中含有大量胱氨酸,二硫键的形成是非水溶性的主要原因。
6.蛋白质纤维:是指基本组成物质为蛋白质一类的纤维,按来源分有天然的和人造的和再生的两种。
7.结构域:二级结构和结构模式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。
8.胶原蛋白:是构成细胞外基质的主要成分之一, 广泛存在于哺乳动物体内。
其良好的生物相容性, 稳定的理化性质使其成为生物工程和生物制药中的重要载体。
9.蛋白质工程:按人们意志改变蛋白质的结构和功能或创造新的蛋白质的过程。
包括在体外改造已有的蛋白质,化学合成新的蛋白质,通过基因工程手段改造已有的或创建新的编码蛋白质的基因去合成蛋白质等。
为获得的新蛋白具备有意义的新性质或新功能,常对已知的其他蛋白质进行模式分析或采取分子进化等手段。
10.热塑性挤出:指含水量低的粉状原料在剪切场中同时受压受热,形成塑块,迫使其通过成型模具。
11.固定化酶:水溶性酶经物理或化学方法处理后,成为不溶于水的但仍具有酶活性的一种酶的衍生物。
蛋白质工程复习题一、名词解释结构域:基因突变:融合蛋白:蛋白的表达模式:蛋白质的分子设计:构型:构象:α氨基酸:原核表达:蛋白质的二级结构:蛋白质的三级结构:蛋白质分子的四级结构:蛋白质的分子设计:分子伴侣:启动子:增强子:乳糖操纵子:二、单选题1.下列不属于蛋白质结构测定的技术是()A X射线晶体衍射技术B 核磁共振波谱技术C 生物信息学预测蛋白质结构D 缺失突变技术2. 下列不属于蛋白质结晶技术的是()A 悬滴法B 坐滴法C 微量扩散小室法D 插入突变法3. 增加蛋白质分子的热稳定性的常用方法是()A 提高脯氨酸的含量B 在蛋白质分子中引入二硫键C 增加蛋白质分子的α螺旋D 增加β折叠4. 蛋白质工程的最终目的是( )A 开发新产品B 创造新理论C 制造具有新性能的新蛋白质结构D 研究蛋白质的氨基酸组成5. 抗体属于()A 基因B 蛋白质C DNAD RNA6、不属于蛋白质空间结构的基本组件的是()A α螺旋B β层C 环肽链D 结构域7、不属于强烈倾向于形成α螺旋的氨基酸()A AlaB GluC ProD Met8、蛋白质分子的完全从头设计属于()A 小改B 中改C 大改D 没改9. 蛋白质工程的基本原理是()A 中心法则B 热力学第二定律C 中心法则的逆推D 模型对比三、填空题1. 维持蛋白质一级结构的作用力是()和()。
2.目的蛋白的表达模式检测的方法有()和()3.蛋白质分子设计的目的是()和()4.常用的蛋白表达系统有()、()和()。
5. 蛋白质工程的基本原理是()6.常用的蛋白表达系统有()、()和()。
四、简答题1.简述蛋白质工程研究的基本途径。
2.欲使目的蛋白在大肠杆菌中表达,则表达载体的一般特点是什么?3、简述X射线晶体衍射技术测定蛋白质晶体结构的具体步骤。
4、简述目的蛋白原核表达的基本步骤。
5、简述蛋白质在生物体内的形成的过程.6、蛋白质分子设计的步骤是什么?7. 一个蛋白质由300个氨基酸组成,请简述用搭桥PCR的方法在该蛋白的150个氨基酸处插入GAATCT这6 个碱基的基本步骤。
1.定点突变技术:它以单链的克隆基因为模板在一段含有一个或几个错配碱基的寡核苷酸引物存在下合成双链闭环DNA分子。
用该双链闭环DNA分子转入宿主细胞,可解链成两条单链,各自可进行复制,合成自己的互补链,从而可得到野生型和突变型两种环状DNA,分离出突变型基因, 并引入到表达载体中就可经转化利用宿主细胞获得突变型的目的蛋白质。
2.杂合蛋白技术:原理:将不同来源的功能结构域经过组合,产生具有新的生物学功能的杂合多肽举例:鼠源scFv+大肠杆菌β-半乳糖苷酶N-末端3.易错PCR(error prone PCR, EP PCR):利用低保真度TaqDNA 聚合酶,或者改变PCR 反应体系的条件,在新链DNA 聚合过程中随机引入错配碱基,经多轮PCR 扩增,构建序列多种多样的突变库。
特点:不改变基因长度,突变频率控制在适度范围,能有效地获得有益突变体举例:厌氧菌N. patriciarum 中,木聚糖酶4.DNA 改组技术(DNA shuffling):原理:先切割产生随机大小的DNA 片段,再用无引物PCR 将其连接成为接近目的基因长度的DNA分子,最后进行扩增得全长基因举例:α-干扰素5.交错延伸( Stagger extension process):原理:a.在PCR 反应中把常规的退火和延伸合并为一步,并大大缩短其反应时间(55 →5s),从而只能合成出非常短的新生链,b.经变性的新生链再作为引物与体系内同时存在的不同模板退火而继续延伸。
c.此过程反复进行,产生间隔的含不同模板序列的新生DNA 分子。
酯酶KCTC1767稳定性和底物耐受性。
6.酶工程:是酶学基本原理与化学工程相结合而形成的一门新兴的技术科学。
研究酶制剂大规模生产及应用所涉及的理论与技术方法。
7.蛋白质工程:通过对蛋白质已知结构和功能的了解,借助计算机辅助设计,利用基因定位诱变等技术,特异性地对蛋白质结构基因进行改造,产生具有新的特性的蛋白质的技术,并由此深入研究蛋白质的结构与功能的关系,并使蛋白质更好地造福于人类。
名解蛋白质工程:蛋白质工程是以蛋白质的结构与功能的关系研究为基础,利用基因工程技术对现存蛋白质加以改造,组建成新型蛋白质的现代生物技术。
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。
分子伴侣:是一类相互之间有关系的蛋白分子,能识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽的一定部位相结合,帮助这些多肽转运、折叠或组装,但其本身并不参与最终产物的形成。
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。
这种策略只针对特定蛋白质的特定性质,因而被称为定向进化。
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统称为蛋白质的化学修饰。
基因突变的概念:基因突变是指由于DNA碱基对的置换、增添或缺失而引起的基因结构的变化。
蛋白质组学: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。
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。
蛋白质工程期末复习题一、名词解释(每题4分,共20分)1、蛋白质的分子设计:从分子、电子水平上,通过数据库等大量实验数据,结合现代量子化学方法,通过计算机图形学技术等设计新的蛋白质分子。
2、蛋白质的化学修饰:通过各种方法使蛋白质分子的结构发生某些改变,从而改变蛋白质的某些特性和功能的技术过程称为蛋白质的化学修饰。
3、亲和标记:试剂对蛋白质分子中被修饰部位的专一性修饰,为亲和标记或专一性的不可逆抑制作用。
4、折叠病:蛋白质分子的氨基酸序列没有改变,只是其结构或者说构象有所改变引起的疾病。
如老年性痴呆症、帕金森氏症以及某些肿瘤。
5、透析:利用蛋白质等大分子不能通过半透膜的性质,使蛋白质和其它小分子物质如无机盐单糖等分开。
二、单项选择题(每题2分,共30分)1、不属于蛋白质空间结构的基本组件的是(D)A α螺旋B β层C 环肽链D 结构域2、分子遗传学发展了以(B)为中心的基因操作技术,为通过基因修饰改造蛋白质提供了工具。
A PCR技术B 定点诱变C 分子克隆D 盒式突变3、下列不属于蛋白质结构测定的技术是(D)A X射线晶体衍射技术B 核磁共振波谱技术C 生物信息学预测蛋白质结构D缺失突变技术4、蛋白编码基因的定向诱变属于第(B )代基因工程A 一B二C三D四5、通过增加内氢键数目可以改善蛋白质设计的哪项目标(A )A 热稳定性B对氧化的稳定性C对重金属的稳定性 D pH稳定性6、蛋白质分子设计的关键是(B)A 建立所研究蛋白质的结构模型B 找出对所要求的性质有重要影响的位置C 预测突变体的结构D 定性或定量计算优化所得到的突变体结构是否具有所要求的性质7、蛋白质工程的最终目的是( C )A 开发新产品B 创造新理论C 制造具有新性能的新蛋白质结构D 研究蛋白质的氨基酸组成8、蛋白质分子的完全从头设计属于(C)A 小改B 中改C 大改D 没改9、TNBS(2,4,6-三硝基苯磺酸)是(B )的化学修饰常用试剂。
蛋白质的分子设计:亲和标记:透析:蛋白质工程:双向电泳亲和层析抗体库技术:蛋白质组学:抗体酶:第二遗传密码:蛋白质芯片:等电聚焦:单克隆抗体:蛋白质打靶技术噬菌体表面展示技术:蛋白质超二级结构结构域基因突变蛋白质的化学修饰激光捕获显微切割技术1.()的优点是操作简便、条件温和,不会引起酶的变性失活,载体价廉易得,可反复使用。
A 吸附法B偶联法(共价结合法)C交联法D包埋法2.不属于强烈倾向于形成α螺旋的氨基酸()A AlaB GluC ProD Met“分子病”是由于基因突变造成蛋白质分子中仅仅一个氨基酸残基的变化就引起的疾病。
下列不属于分子病的是()A 地中海镰刀状红血球贫血症B 血友病C 苯丙酮尿症D 老年性痴呆症3.可以方便地在溶液中研究分子结构并且可以使试样不经受任何破坏的蛋白质结构分析方法是()A 核磁共振B X-射线晶体衍射法C 现代光谱技术D 三维电镜重构法蛋白质和酶制品纯度鉴定通常采用的方法不包括下列哪一种()A SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法B等电聚焦电泳法C超速离心沉降分析法D亲和层析法4.蛋白质微阵列( Protein micro-array) ,将大量蛋白质有规则的固定在某种介质载体上,利用蛋白质与蛋白质、酶与底物、蛋白质与其他小分子之间相互作用检测分析蛋白质的技术称为()A 蛋白质芯片技术B 蛋白质分子印迹技术C表面等离子体共振技术D酶联免疫吸附剂测定5.下列哪项不是初步鉴定蛋白质晶体的方法( )A.刮擦法B.脱水法C.偏振光法D.浓度差法6.蛋白质分子引起280nm光吸收的最主要成分是()A.肽键B.半胱氨酸的-SH基C.苯丙氨酸的苯环D.色氨酸的吲哚环7. TNBS(2,4,6-三硝基苯磺酸)是()的化学修饰常用试剂。
A 巯基B氨基C羧基D二硫键8. 蛋白质工程的基本流程正确的是( )①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋白质功能④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列A.①②③④B.④②①③C.③①④②D.③④①②9. 下列不属于蛋白质结构测定的技术是()A X射线晶体衍射技术B 核磁共振波谱技术C 生物信息学预测蛋白质结构D 缺失突变技术10. 通过增加内氢键数目可以改善蛋白质设计的哪项目标()A 热稳定性B对氧化的稳定性C对重金属的稳定性 D pH稳定性11. 蛋白质分子设计的关键是()A 建立所研究蛋白质的结构模型B 找出对所要求的性质有重要影响的位置C 预测突变体的结构D 定性或定量计算优化所得到的突变体结构是否具有所要求的性质12. 下列不属于蛋白质结晶技术的是()A 悬滴法B 坐滴法C 微量扩散小室法D 插入突变法13. 增加蛋白质分子的热稳定性的常用方法是()A 提高脯氨酸的含量B 在蛋白质分子中引入二硫键C 增加蛋白质分子的α螺旋D 增加β折叠14 蛋白质工程的基本原理是()A 中心法则B 热力学第二定律C 中心法则的逆推D 模型对比下列氨基酸中,人体不能自身合成的有:( ) A、丙氨酸 B、组氨酸 C、赖氨酸 D、酪氨酸15. 关于 alpha-螺旋错误的是:()A、螺旋中每 3.6 个氨基酸残基为一周B、为右手螺旋C、一个氢键闭合的环包含12个原子D、氨基酸侧链 R 基团分布在螺旋外侧1. 从DNA到蛋白质,按照中心法则,体外表达要分为( ) ,和( )两个步骤。
蛋白质工程试题一、蛋白质工程的主要目的是什么?A. 直接改变蛋白质的氨基酸序列B. 通过改造或合成基因来改造现有蛋白质或制造新蛋白质C. 仅研究蛋白质的高级结构D. 仅仅提高蛋白质的产量(答案:B)二、在蛋白质工程中,下列哪一项不是常用的技术手段?A. 定点突变B. 基因重组C. 随机突变D. 蛋白质直接化学合成(答案:D)三、以下哪个步骤不属于蛋白质工程的基本流程?A. 从预期的蛋白质功能出发,设计预期的蛋白质结构B. 根据预期的蛋白质结构,推测应有的氨基酸序列C. 找到相对应的脱氧核苷酸序列,进行基因合成或改造D. 直接在生物体内筛选自然变异的蛋白质(答案:D)四、蛋白质工程相较于传统的基因工程,其独特之处在于:A. 能够在实验室条件下快速合成大量蛋白质B. 可以定向改造或创造符合人类需要的蛋白质C. 主要关注于提高蛋白质的表达效率D. 仅限于对现有蛋白质进行小幅度优化(答案:B)五、在蛋白质设计中,为了增加蛋白质的稳定性,常采用的方法是:A. 增加蛋白质中的疏水性氨基酸比例B. 减少蛋白质中的二硫键数量C. 随意改变蛋白质的α螺旋结构D. 尽可能使用更多的甘氨酸以增加柔性(答案:A)六、下列哪项不是蛋白质工程在医药领域的应用?A. 设计具有新活性的酶用于药物合成B. 改造抗体以提高其特异性和亲和力C. 直接利用天然蛋白质作为药物D. 创造新型疫苗以提高免疫效果(答案:C)七、在进行蛋白质工程时,为了获得具有特定功能的蛋白质,首先需要:A. 确定目标蛋白质的三维结构B. 分析目标蛋白质的功能需求C. 合成目标蛋白质的基因序列D. 在细胞中表达并纯化目标蛋白质(答案:B)八、关于蛋白质工程的未来发展,下列哪项描述最不准确?A. 将更多地依赖于计算机模拟和人工智能进行蛋白质设计B. 能够更精确地控制蛋白质的功能和特性C. 将完全取代传统的生物化学和分子生物学方法D. 在疾病治疗、材料科学和环境保护等领域展现更广泛应用(答案:C)。
1、蛋白质工程的主要目标是?A. 研究蛋白质的结构B. 改造或创建新的蛋白质C. 分析蛋白质的氨基酸序列D. 测定蛋白质的分子量(答案)B2、以下哪个是蛋白质工程中的关键步骤?A. 基因克隆B. 蛋白质纯化C. 蛋白质结构预测D. 蛋白质功能设计(答案)D3、蛋白质的一级结构是指?A. 蛋白质的三维折叠结构B. 蛋白质的氨基酸组成和排列顺序C. 蛋白质的二级结构单元组合D. 蛋白质的四级结构(答案)B4、在蛋白质工程中,定点突变技术主要用于?A. 改变蛋白质的氨基酸序列B. 分析蛋白质的功能域C. 测定蛋白质的稳定性D. 研究蛋白质的折叠过程(答案)A5、以下哪种方法常用于预测蛋白质的三维结构?A. X射线晶体学B. 核磁共振C. 同源建模D. 质谱分析(答案)C6、蛋白质工程中的“理性设计”通常依赖于什么?A. 蛋白质的随机突变B. 蛋白质的自然进化C. 对蛋白质结构和功能的深入理解D. 高通量筛选技术(答案)C7、蛋白质的哪个特性决定了其在特定环境下的稳定性和功能?A. 氨基酸的组成B. 蛋白质的大小C. 蛋白质的三维结构D. 蛋白质的电荷(答案)C8、在蛋白质工程中,为了获得具有特定功能的蛋白质,常常需要对哪个分子进行改造?A. DNAB. RNAC. 蛋白质本身D. 脂质(答案)A9、以下哪个是蛋白质工程在医药领域的应用?A. 创建新的酶用于工业生产B. 设计具有特定抗原结合能力的抗体C. 提高农作物的产量D. 开发新的生物燃料(答案)B10、蛋白质工程中的“蛋白质定向进化”技术主要是通过什么实现的?A. 自然选择B. 人工选择和诱导突变C. 基因重组D. 基因敲除(答案)B。
蛋白质工程复习题名词解释结构域:生物大分子中具有特异结构和独立功能的区域,特别指蛋白质中这样的区域基因突变:基因组DNA分子发生的突然的、可遗传的变异现象融合蛋白:将两个或多个开放阅读框按一定序列顺序连接,融合阅读框表达出一杂合蛋白。
蛋白的表达模式:蛋白质的分子设计:构型:是一个分子中原子的特定空间排布。
构型改变必须有共价键的断裂和重新形成.最基本的分子构型为L-型和 D—型,这种异构体在化学上可以分离。
构象:组成分子的原子或基团绕单键旋转而形成的不同空间排布。
构象改变,无共价键的断裂和重新形成,化学上难于区分和分离α—氨基酸:原核表达:是指通过基因克隆技术,将外源目的基因,通过构建表达载体并导入表达菌株的方法,使其在特定原核生物或细胞内表达蛋白质的二级结构:在一段连续的肽单位中具有同一相对取向,可以用相同的构象角来表征,构成一种特征的多肽链线性组合。
结构域:二级结构和结构模体以特定的方式组合连接,在蛋白质分子中形成2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。
蛋白质的三级结构:结构域在三维空间中以专一的方式组合排布,或者二级结构、结构模体及其与之相关联的各种环肽链在空间中的进一步协同盘曲、折叠,形成包括主链、侧链在内的专一排布。
蛋白质分子的四级结构:指蛋白质分子的亚基结构(subunit),亚基的数目、类型、空间排布方式和亚基间相互作用的性质,构成四级结构的基本内容。
亚基:许多蛋白质作为完整的活性分子,是由两条以上的多肽链组成,它们各自以独特的一级、二级、三级结构相互以非共价作用联结,共同构成完整的蛋白质分子,这些肽链单位称为亚基。
其聚合整体称为寡聚体蛋白质的分子设计:从蛋白质分子水平上通过数据库等大量实验数据,结合现代的理论方法通过计算机设计新的分子。
分子伴侣:一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质,它们在细胞内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装,而且在组装完毕后与之分离,不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份启动子:由核苷酸组成,本身并不控制基因活动而是通过与转录因子的这种蛋白质结合而控制基因活动的增强子:能强化转录起始的一段DNA序列为增强子或强化子乳糖操纵子:是参与乳糖分解的一个基因群,由乳糖系统的阻遏物和操纵序列组成,使得一组与乳糖代谢相关的基因受到同步的调控。
蛋白质工程复习提纲第一章蛋白质工程的概念及其发展 1. 什么是蛋白质工程?是以对蛋白质结构和功能关系的认识为依据,借助基因工程技术和x ・射线衍射分析技术, 从基因入手,通过定点突变改变核背酸顺序,以达到改造现有蛋片质分子、或创造新的蛋白 质分子目的的技术学科。
2. 与蛋白质工程有关的四个基础学科是什么?蛋白质化学、分子遗传学、蛋白质品体学、蛋白质动力学。
3. 为什么蛋白质化学方面的研究又出现了新高潮?今后蛋白质化学的研究将向哪三个方 向发展?1) 遗传工程的产品开拓依赖于新蛋白质的发现;2) 遗传工程的下游技术有赖于蛋白质的新的分离、纯化技术的发展;3) 更学上和商业上发现新分蛋白质推动了蛋白质化学研究技术的不断发展。
今后蛋白质化学的主要研究方向有:1) 蛋白质的研究与核酸研究相结合;2) 蛋白质化学与量子化学相结合;3) 新功能蛋白质的寻找、原有蛋白质新功能的揭示、新的研究蛋白质技术的开拓。
4. 举例说明蛋白质工程已经取得了哪些成果?(1)在基础研究方面:1) 进行酶活性中心上必需基团的研究2) 展宽酶分子的底物范闱研究3) 提高酶分子对底物的专一性研究4) 提高蛋白质分子的稳定性研究1) 改进蛋白质分子的热稳定性2) 提高抗氧化性能 3)提高蛋白质抵抗重金属的性能酶的主产成本较高(非主要):來自自然界的酶或其他蛋白质并不随人意,应用起來会遇到 这样那样的困难(生产环境与口然坏境有差距)6. 蛋白质工程的近期目标是什么?增强蛋白质对热的稳定性;增强蛋白质对氧的稳定性;增强蛋白质对重金属的稳定性;增强 蛋白质对pH 的稳定性;改进酶的催化性质7. 制约蛋白质工程发展的因素有哪些?蛋白质分子构彖的研究手段的建立;基因的高效表达及其下游技术 第二章 蛋白质分子的立体结构原理1 什么是顺式酰胺键?各在什么时候出现?多肽链是以众多的氨基酸分别以酰胺键连接起来,当酰胺键上的N 原子由Pro 供给时,所 形成的酰胺键是顺式排列的,称为顺式酰胺键。
蛋白质工程第一章——绪论一、蛋白质工程的定义?狭义定义:蛋白质工程就是通过基因重组技术改变或设计合成具有特定生物功能的蛋白质广义定义:蛋白质工程是通过物理、化学、生物和基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质(简单来说:蛋白质工程就是一门改造设计蛋白质的学科)二、蛋白质工程的基本研究内容?研究内容总体可分为四大部分:(1)蛋白质的基础知识——结构、理化性质、生物功能、功能与结构的关系(2)蛋白质的物质准备——表达、纯化(3)蛋白质的研究方法——结构解析、分析鉴定、蛋白质组学研究(4)蛋白质的改造应用——设计改变、功能应用、蛋白质生物信息学或者可分为三大部分:(1)蛋白质结构分析——基础(关系学)(2)结构、功能的设计和预测——基础的应用与验证(实验科学)(3)创造和/或改造蛋白质——新蛋白质——终目标(工程学)三、蛋白质工程的应用(1)蛋白质工程应用蛋白质多肽药物、新型疫苗、工业用酶……(2)蛋白质工程意义1)在医药、工业、农业、环保等方面应用前景广泛2)对揭示生命现象的本质和生命活动的规律具有重要意义3)是蛋白质结构形成和功能表达的关系研究中不可替代的手段(3)蛋白质工程的支持技术定点突变等遗传操作技术;蛋白质结构解析技术;生物信息学分析技术;蛋白质的设计、表达、生产技术第二章——蛋白质结构与功能一、蛋白质的生物学功能调节功能、防御/攻击、支架作用、信息传递、运动功能、转运功能、储存功能、催化功能、结构成分二、蛋白质基本化学组件(1)氨基酸(amino)1)氨基酸种类:二十种天然氨基酸、稀有氨基酸、非天然蛋白质氨基酸2)氨基酸的化学组成与结构:①均含有C 、H 、O 、N 、S,以一定比例存在。
有些含有微量的金属元素(如铁、锌、钼、镍等)②易被酸、碱和蛋白酶催化水解为胨、肽。
共同的化学结构(除脯氨酸)3)氨基酸的性质极性氨基酸:Ser、Thr、Cys、Asn、Gln、His、Tyr——二硫键疏水氨基酸:Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Pro、Met、Trp——疏水内核荷电氨基酸:Arg、Lys、His(+);Asp、Glu(-)——PI,蛋白分离谱特性、紫外线吸收特性——检测(3)肽单位、多肽链1)肽键定义:由一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基脱水缩合而形成的化学键。
蛋白质工程复习(个人整理,答案粗略,仅供参考)第一章蛋白质结构基础肽键:一个氨基酸的α-NH2与另一个氨基酸的α-COOH脱水缩合而形成的酰胺键叫肽键。
多肽链:通过肽键将多个氨基酸连接在一起构成多肽链。
蛋白质的一级结构:就是蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序,也是蛋白质最基本的结构,是由氨基酸上遗传密码的排列顺序所决定的。
蛋白质的二级结构:指肽链的主链在空间的排列,或规则的几何走向、旋转及折叠。
它只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢键。
附:α-β-β-转角、无规卷曲。
α-螺旋是蛋白质中最常见,最典型、含量最丰富的二级结构元件。
β—折叠也称β—结构或β—构象,它是蛋白质中第二种最常见的二级结构。
回折:回折结构就是使所连接的肽链发生180 @的反向弯曲。
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。
(超二级结构的基本类型:αα、βαβ、ββ)三级结构:蛋白质的多肽链在各种二级结构的基础上进一步盘曲或折叠形成具有一定规律的三维空间结构,称为蛋白质的三级结构。
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就是寡聚蛋白,分子中多肽链间通过次级键相互组合而形成的空间结构称为四级结构。
结构域:是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。
亚基:通常亚基只有一条多肽链,但有的亚基由两条或多条多肽链组成,这些多肽链间多以二硫键相连。
亚基单独存在时无生物学活性。
蛋白质变性:指天然蛋白质分子中的次级键被破坏,引起天然构象解体,形成无规则卷曲的构象。
蛋白质复性:指当变性因素除去后,变性蛋白又可以重新恢复到天然构象,这一现象称为蛋白质的复性。
蛋白质的折叠:蛋白质可凭借相互作用在细胞环境(特定的酸碱度、温度等)下自己组装自己,这种自我组装的过程被称为蛋白质折叠。
蛋白质工程复习提纲第一章蛋白质工程的概念及其发展1.什么是蛋白质工程?是以对蛋白质结构和功能关系的认识为依据,借助基因工程技术和X-射线衍射分析技术,从基因入手,通过定点突变改变核苷酸顺序,以达到改造现有蛋白质分子、或创造新的蛋白质分子目的的技术学科。
2.与蛋白质工程有关的四个基础学科是什么?蛋白质化学、分子遗传学、蛋白质晶体学、蛋白质动力学。
3.为什么蛋白质化学方面的研究又出现了新高潮?今后蛋白质化学的研究将向哪三个方向发展?1)遗传工程的产品开拓依赖于新蛋白质的发现;2)遗传工程的下游技术有赖于蛋白质的新的分离、纯化技术的发展;3)医学上和商业上发现新分蛋白质推动了蛋白质化学研究技术的不断发展。
今后蛋白质化学的主要研究方向有:1)蛋白质的研究与核酸研究相结合;2)蛋白质化学与量子化学相结合;3)新功能蛋白质的寻找、原有蛋白质新功能的揭示、新的研究蛋白质技术的开拓。
4.举例说明蛋白质工程已经取得了哪些成果?(1)在基础研究方面:1) 进行酶活性中心上必需基团的研究2)展宽酶分子的底物范围研究3)提高酶分子对底物的专一性研究4)提高蛋白质分子的稳定性研究5)研究了酶分子的空间结构与催化的关系6) 研究了酶分子与底物结合成中间产物时结合能的作用。
(2)应用方面1)改进蛋白质分子的热稳定性2)提高抗氧化性能3)提高蛋白质抵抗重金属的性能4) 增强蛋白质对pH值的稳定性5) 改变酶催化的最适pH值5.当前阻碍酶的大量生产和销售的因素有哪些?酶的生产成本较高(非主要);来自自然界的酶或其他蛋白质并不随人意,应用起来会遇到这样那样的困难(生产环境与自然环境有差距)6.蛋白质工程的近期目标是什么?增强蛋白质对热的稳定性;增强蛋白质对氧的稳定性;增强蛋白质对重金属的稳定性;增强蛋白质对pH的稳定性;改进酶的催化性质7.制约蛋白质工程发展的因素有哪些?蛋白质分子构象的研究手段的建立;基因的高效表达及其下游技术第二章蛋白质分子的立体结构原理1 什么是顺式酰胺键?各在什么时候出现?多肽链是以众多的氨基酸分别以酰胺键连接起来,当酰胺键上的N原子由Pro供给时,所形成的酰胺键是顺式排列的,称为顺式酰胺键。