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第一章 绪论1

第一节 蛋白质工程概论1

一、蛋白质工程的理论基础1

二、蛋白质工程的研究内容3

三、蛋白质工程的基本程序4

第二节 蛋白质工程的应用5

一、研究蛋白质结构与功能的关系5

三、生产蛋白质和多肽类活性物质6

二、改变蛋白质的特性6

四、设计合成全新蛋白质8

第三节 蛋白质工程展望8

第二章 蛋白质的结构与功能10

第一节 蛋白质的基本结构与功能10

一、蛋白质的组成10

二、蛋白质的一级结构11

三、蛋白质一级结构与功能的关系11

一、蛋白质的二级结构13

二、超二级结构和结构域13

第二节 蛋白质的空间结构与功能13

三、蛋白质的三级结构14

四、蛋白质的四级结构16

五、蛋白质空间结构与功能的关系16

六、蛋白质—蛋白质相互作用18

第三章 基因重组技术19

第一节 工具酶19

一、限制性核酸内切酶19

二、其他工具酶21

第二节 载体22

一、质粒23

二、噬菌体载体25

三、表达载体27

第三节 基因克隆的基本程序29

一、目的基因的制备29

二、目的基因与载体重组30

三、重组 DNA 导入宿主细胞31

四、重组体的筛选与鉴定32

二、真核基因在大肠杆菌中的表达方式34

第四节 真核基因在大肠杆菌中的表达34

一、真核基因在大肠杆菌中表达的基本条件34

第四章 定点诱变与蛋白质工程36

第一节 定点诱变36

一、M13DNA 寡核苷酸诱变37

二、PCR 定点诱变39

三、盒式诱变40

四、随机诱变41

一、加入二硫键42

第二节 蛋白质工程42

二、将 Asn 和 Gln 转换成其他氨基酸44

三、减少游离 Cys 残基的数目44

四、增加酶的活性45

五、改变酶的特异性45

第五章 酶蛋白质工程47

第一节 酶的分子结构与催化功能47

一、酶的结构特点与功能47

二、酶催化作用的机制50

三、酶促反应动力学参数52

第二节 蛋白酶工程54

一、枯草杆菌蛋白酶的定点改造54

二、组织型纤溶酶原激活剂的定点改造56

第三节 葡萄糖异构酶工程58

一、结构特点及生物学性质58

二、定点改造葡萄糖异构酶59

三、应用60

第四节 酶蛋白的定向进化60

一、酶的定向进化的原理与思路61

二、定向进化的常用技术62

第六章 抗体工程65

第一节 概述65

一、多克隆抗体66

二、单克隆抗体66

三、基因工程抗体67

第二节 抗体及其基因结构与抗体多样性的分子基础67

一、抗体基因的基本结构67

二、可变区基因的重组及其机制70

三、CDR3的多样性72

四、抗体多样性的来源73

第三节 鼠单抗的人源化73

一、鼠单抗恒定区的人源化74

二、鼠单抗可变区的人源化74

第四节 小分子抗体75

一、Fab 段76

二、Fv 和单链抗体76

三、胞内抗体78

四、抗体融合蛋白79

第五节 抗体库技术80

一、初期的抗体库技术80

二、噬菌体抗体库技术81

第七章 蛋白质和多肽药物工程83

第一节 概述83

一、蛋白质多肽药物的表达系统83

二、蛋白质多肽药物研究现状85

一、胰岛素86

第二节 激素类药物86

二、生长激素88

三、促红细胞生成素89

第三节 细胞因子类药物89

一、干扰素90

二、白细胞介素91

三、集落刺激因子93

第八章 蛋白质分离纯化技术95

第一节 蛋白质分析分离中的电泳技术95

一、概述95

二、聚丙烯酰胺凝胶电泳97

三、SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳101

四、等电聚焦电泳102

五、双向凝胶电泳104

六、毛细管电泳105

七、聚丙烯酰胺凝胶印渍转移电泳109

第二节 色谱技术109

二、离子交换层析110

一、色谱技术分类110

三、凝胶过滤层析112

四、分配层析115

五、亲和层析116

第三节 高效液相色谱117

一、高效液相色谱基本理论118

二、高效液相色谱固定相、流动相120

三、高效液相色谱仪构成121

四、高效液相色谱分析方法124

五、氨基酸、多肽和蛋白质的 HPLC 分析125

第九章 蛋白质结构分析技术129

第一节 蛋白质和多肽的氨基酸序列分析129

一、N 端序列分析129

二、C 端序列分析133

第二节 生物质谱技术在蛋白质和多肽结构测定中的应用135

一、质谱技术的基本原理135

二、生物质谱仪136

三、生物质谱在蛋白质和多肽结构测定中的应用139

一、基本原理142

第三节 X 射线晶体衍射技术在蛋白质晶体结构测定中的应用142

二、X 射线衍射技术在蛋白质分析中的应用143

第四节 核磁共振波谱技术在蛋白质结构测定中的应用144

一、NMR 的基本原理144

二、生物 NMR 常用的实验技术150

三、NMR 在蛋白质研究中的应用151

第十章 生物信息学154

第一节 概述154

一、基因和基因组数据库155

第二节 生物信息数据库155

二、蛋白质数据库157

三、功能数据库158

四、序列比对和预测分析160

第三节 生物信息学在蛋白质研究中的应用164

一、蛋白质组164

二、蛋白质结构164

三、新药设计164

主要参考文献166