蛋白质工程总结1

蛋白质工程总结

肽键：一个氨基酸的α-羧基（—COOH）与另一个氨基酸的α-氨基（—NH2）脱水缩合形成的键。

超二级结构: 在蛋白质分子中特别是在球状蛋白质分子中，经常可以看到由若干相邻的二级结构元件（主要是α螺旋和β折叠）组合在起，彼此相互作用，形成种类不多的、有规则的二级结构组合或二级结构串，在多种蛋白质中充当三级结构的构件，称为超二级结构

结构域（domain）是在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折叠区

亚基：四级结构的蛋白质中每个球状蛋白质称为亚基 别构效应：当某种小分子物质特异地与某种蛋白质(或酶)结合后(结合部位多在远离活性部位的另一部位，通常称为别位)，能够引起该蛋白质(或酶〕的构象发生微妙而规律的变化，从而使其活性发生变化(活性可以从无到有或从有到无，也可以从低到高或从高到低)，这种现象称为别构效应

定点突变：在DNA水平上，产生多肽编码顺序的特异性改变称为基因的定点突变 定向进化：进化是有目的的，进化最终朝着一定方向进行。 2、简答题

1)何谓蛋白质一、二、三、四结构？说明维持各个结构层次的作用力有哪些？

答、一级结构：蛋白质分子中氨基酸残基的种类、数量、连接方式和排列顺序称为一级结构。作用力：肽键、二硫键

二级结构：是多肽主链本身在空间的排列,或规则的几何走向、折叠和盘绕的方式。作用力：氢键、范德华力、疏水作用和离子键、共价二硫键 三级结构：多肽链中，各个二级结构的空间排布方式及有关侧链基团之间的相互作用关系，称为蛋白质的三级结构。作用力：疏水作用、氢键、盐键（离子键）、范德华力和二硫键。 四级结构：指亚基和亚基之间通过疏水作用等次级键结合成为有序排列的特定的空间构象。作用力：疏水作用、氢键、盐键（离子键）、范德华力和二硫键。 2）蛋白质二级结构的基本形式有哪些？

答：α-螺旋、β折叠、β-转角、无规卷曲（填空） 3）蛋白质工程的概念

其是在生物化学、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、基因工程技术和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究学科。

蛋白质工程是以蛋白质的结构和功能为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新型蛋白质的现代生物技术。

目前，蛋白质工程尚未有统一的定义。 从广义上来说，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。

狭义蛋白质工程:利用基因定点诱变等技术，对蛋白质结构基因进行特异性改造，通过重组技术将改造后的基因克隆到特定的载体上，并使之在宿主中表达，从而获得具有特定生物功能的蛋白质，并深入研究这些蛋白质的结构与功能的关系。

4）测定蛋白质空间结构的方法有哪些？

答、X射线晶体衍射法、核磁共振、电镜三维重构、质谱法、显微技术和计算机模拟

5）蛋白质晶体结构的X射线衍射分析主要步骤

答、1、晶体培养2、衍射数据收集和处理3、测定相位

4、相位的改进5、电子密度图的计算和解释 6、结构模型修正

6）X射线晶体衍射和NMR在生物学中的应用各具有哪些优越性？ 答、X射线晶体衍射的优越性：分辨率高、不损伤样品、无污染、相对快捷、能得到晶体完整性的大量信息

NAR的优越性：①被测的生物样品不被破坏；②能测定与生物状态接近的溶液中生物高分子的结构与浓度；③研究生物样品的动力学过程及其相应的能量变化规律；④能获

得多种参数，为分析生物分子的结构提供信息；⑤可测定

多种原子核，如1 H, 11C，31P ，14N等

7）核磁共振谱的三个基本参数分别是：化学位移、耦合常数、弛豫时间（填空）

8）什么是蛋白质结构预测？为什么要预测蛋白质结构？ 答、蛋白质结构预测是指依据蛋白质一级结构序列的信息来预测蛋白质每个原子在三维空间中的相对位置。 为什么要预测蛋白质结构：因为通过实验来确定结构要比通过预测确定序列慢得多，而且极其复杂、成本昂贵。结构预测帮助我们理解蛋白质的功能和作用机制，对合理的药物设计也是很有意义的。

理论基础：蛋白质结构在进化中要比蛋白质序列保守得多。

蛋白质可以自发地折叠成它们的天然结构，因此蛋白质的折叠在某种程度上就编码在氨基酸序列中。并且探究蛋白质如何编码三级结构和理解该结构如何折叠是个很有科学价值的问题。

9）举例说明什么是同源蛋白质

答、同源蛋白质：在不同的生物体内行使相同或相似功能的蛋白质。如：血红蛋白在不同的脊椎动物中都具有输送氧气的功能，细胞色素c在所有的生物中都是电子传递链的组分。 10）蛋白质侧链化学修饰包括哪些反应类型？主要修饰部位（基团）有哪些？ 答、1、酰化及其相关反应，修饰部位：氨基、羟基、巯基、酚基；2、烷基化反应，修饰部位：氨基、巯基、羧基、硫醚基和咪唑基；3、氧化-还原反应，修饰部位：巯基、硫醚基、吲哚基、咪唑基以及酚基；4、芳香环取代反应，修饰部位：酚羟基。 11）修饰后的蛋白质一般具有哪些优良性质？

答、物理和热稳定性的增强；对酶降解敏感程度降低；溶解度增大；在体内循环半衰期、清除时间的增长；免疫原性和抗原性降低及毒性减小；体内活性提高而体外活性降低。修饰后的蛋白质还具有下述优点：生物分配行为变化，生物学性质变化，膜的渗透性提高；很小剂量就能取得持久临床效应，从而提高生命质量，降低了治疗成本。 12）简述蛋白质克隆表达的主要操作过程

答、目的基因的获得、基因工程载体、目的序列与载体的连接、基因序列导入细胞、目的基因克隆的筛选和鉴定。 13）基因突变技术有哪两种？ 答、定点突变、定向进化（填空）