蛋白质工程简介课件.ppt

1、生物技术制药上游生物技术制药上游1983年，Ulmer在“Science”上发表以“Protein Engineering(蛋白质工程)为题的专论，一般将此视为蛋白质工程诞生的标志。蛋白质工程的主要内容和基本目的可以概括为：以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过有控制的修饰和合成，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自然界存在的蛋白质更加优良、更加符合人类社会需要的新型蛋白质。蛋白质工程的诞生的标志蛋白质工程的诞生的标志1983年，美国GENE公司的Ulmer在“Science”上发表以“Protein Engineering(蛋白质工程)为题的专论，一般将此

2、视为蛋白质工程诞生的标志。(Kevin M.Ulmer(Science 219:666-671).).ABSTRCTThe prospects for protein engineering,including the roles of x-ray crystallography,chemical synthesis of DNA,and computer modelling of protein structure and folding,are discussed.It is now possible to attempt to modify many different properti

3、es of proteins by combining information on crystal structure and protein chemistry with artificial gene synthesis.Such techniques offer the potential for altering protein structure and function in ways not possible by any other method 三 蛋白质工程的主要内容和基本目的 以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能关系为基础，通过有控制的基因修饰和基因合成，对现有蛋白质加

4、以定向改造，设计，构建并最终生产出性能比自然界存在的蛋白质更加优良，更符合人类需要的新型蛋白质。四 蛋白质工程与基因工程的区别 基因工程是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内，并在其中进行表达，它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质（第一代）。蛋白质工程则更进一步根据分子设计的方案，通过对天然蛋白质的基因进行改造，来实现对其所编码的蛋白质的改造，它的产品已不再是天然的蛋白质，而是经过改造的，具有了人类所需要的优点的蛋白质。天然蛋白质都是通过漫长的进化过程自然选择而来的，而蛋白质工程对天然蛋白质的改造，好比是在实验室里加快了的进化过程，期望能更快、更有效地为人类的需要服务。思路不同：基因工

5、程是遵循中心法则，从DNAmRNA蛋白质折叠产生功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。蛋白质工程是按照以下思路进行的：确定蛋白质的功能蛋白质应有的高级结构蛋白质应具备的折叠状态应有的氨基酸序列应有的碱基排列，可以创造自然界不存在的蛋白质。3 来鲁华教授，女，博士，北京大学化学学院长江特聘 教授，北京大学理论生物学中心常务副主任，分子动态与稳态国家重点实验室主任，国家重点基础研究发展规划项目首席科学家，国家杰出青年基金获得者。1984年本科毕业于北京大学化学系，1989年在北京大学化学系获博士学位。1998-1999年期间为美国加州大学伯克莱分校伯克莱学者。承担过国家自然科学青年基金，国家杰出

6、青年基金，攀登计划项目，八六三项目等。获得过国家自然科学三等奖1次，求是基金会青年科学家奖励，中国科协青年科技奖等。发表论文近百篇，其中SCI收录论文80余篇。来鲁华教授从1987年开始从事化学与生物学的交叉研究，特别是生物信息学研究，在蛋白质结构预测及分子设计方面做过大量工作，近年的主要工作方向为蛋白质-蛋白质相互作用研究，发展了用于蛋白质-蛋白质相互作用定量研究的平均势方法。4该领域的其他著名学者：北大的顾孝诚,北方基因中心于军、杨焕明;清华的李衍达、饶子和;军科院贺福初、黄培堂、;协和的沈岩;瑞金医院的陈竺、生化所的丁达夫、上海生物信息中心的赵国屏等六六 小结小结 蛋白质工程的主要内涵及

7、基本目的；蛋白质工程与基因工程的主要区别。蛋白质工程的主要内容和基本目的可以概括为：以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过有控制的修饰和合成，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自然界存在的蛋白质更加优良、更加符合人类社会需要的新型蛋白质。在哺乳动物细胞中有两个基因表达系统可供选择，一是瞬时表达系统，一是稳定表达系统。瞬时基因表达系统是一个简单、有效的外源蛋白表达手段，其表达水平最高可以达到稳定细胞表达水平。蛋白质是由未整合的、不复制的质粒DNA产生的，这样使得蛋白质表达的时间相对短，只有48h到7天。稳定表达系统需要得到稳定转化的细胞株，需要12个月的时间，

8、在稳定转化的细胞中，DNA被整合到染色体中，这使得重组蛋白质产物可以一代接一代地产生。George P.SmithValery A.PetrenkoGeorge P.Smith b.in 1941.Bsc.degree in biology in 1963,a Ph.D.in bacteriology and immunology from Harvard University in 1970.After a postdoctoral fellowship with Oliver Smithies at the University of Wisconsin,he joined the fac

9、ulty of the Division of Biological Sciences atthe University of Missouri in Columbia in 1975 as Assistant Professor and since has been promoted to Associate and Full Professor.He has published 35 papers in areas including antibody structure and evolution,the evolution of repeated DNA sequences,genom

10、ics,and the biology of the filamentous phage.It is from his interest in the filamentous phage that the idea of phage display evolved.Valery A.Petrenkob.In 1949,haspublished over 70 papers and has 13 inventions and patents.PhageF PilusOMCMTolQTolATolRPeriplasmN1N2DNA Replication ProteinsCapsid&Assemb

11、ly Proteins(+)+/-pVPhage Assembly SiteF PilusPhageDNAM13(a filamentous phage containing ss-DNA encased in a proteincoat):contains five coat proteins,two of which aregVIIIp(gene VIII protein)and gIIIp(gene III protein).EMP1,isolated from this library,bound to EBP with a Kd of 0.2 Mand stimulated EPOR activity in vivoEach peptide monomer forms a hairpin,stabilized by an intramolecular disulfide bond