【正文】 理、更趨完善。不過，從已知的這些數(shù)據(jù)中也已經(jīng)可以總結(jié)出不少“一級(jí)結(jié)構(gòu)－高級(jí)結(jié)構(gòu)”、“結(jié)構(gòu)一功能”之間的規(guī)律性。 雖然蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的研究，不屬于嚴(yán)格意義上的蛋白質(zhì)工程的研究范圍，但是應(yīng)該看到它是蛋白質(zhì)工程研究的基礎(chǔ)，它能為蛋白質(zhì)的分子改造或分子構(gòu)建等設(shè)計(jì)過程提供基本參考數(shù)據(jù)。這就可以用小鼠制備單抗，然后轉(zhuǎn)移給人的抗體，使重組體具有與人的單抗 一致 的效果，這種制備的方法要比直接制備方法簡(jiǎn)單方便。蛋白質(zhì)工程技術(shù)針對(duì)這一 問題 ，對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造改良或全新設(shè)計(jì)模擬，使目的蛋白質(zhì)具有特殊的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，能夠抵御外界的不良環(huán)境，即使在極端惡劣條件下也能 繼續(xù)發(fā)揮作用，因而蛋白質(zhì)工程具有廣闊的應(yīng)用前景。 蛋白質(zhì)工程是繼基因工程以后又一個(gè)可根據(jù)人們自己的意愿改造天然生物大分子，甚至可以設(shè)計(jì)和創(chuàng)造全新的非天然的生物大分子的生物技術(shù)。作為生物最基本的功能大分子之一的“蛋白質(zhì)”，它是幾乎所有生物功能的體現(xiàn)者，弄清蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能及其兩者相互關(guān)系的規(guī)律， 并且定向的改良蛋白質(zhì)，甚至構(gòu)建全 新的蛋白質(zhì)分子已成為客觀的迫切 需要?？梢哉f天然的正常構(gòu)象是蛋白質(zhì)的最佳狀態(tài)，它既能高效的發(fā)揮功能，又便于機(jī)體的正常調(diào)控，因而極易失活而中止作用。實(shí)際上，蛋白質(zhì)在自然界的進(jìn)化過程也極有可能就是采用這一方式進(jìn)行的 ， 因?yàn)檫@種方式可以在較短的時(shí)間內(nèi)獲得具有新性狀蛋白質(zhì)分子，同時(shí)也節(jié)約使用有限的遺傳信息資源，具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。如果我們對(duì)目的蛋白質(zhì)基因或基因上某個(gè)區(qū)域在體內(nèi)或體外進(jìn)行隨機(jī)誘變，建立突變型基因庫，并通過載體系統(tǒng)表達(dá)突變蛋白質(zhì)，用高效檢測(cè)系統(tǒng)在預(yù)定條件下篩選，就可能獲得預(yù)期的突變蛋白質(zhì)。對(duì)于局部重建的大改和從頭設(shè)計(jì)的構(gòu)建來說，只有當(dāng)我們已經(jīng)基本掌握了蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與高級(jí)機(jī)構(gòu)之間的關(guān)系，掌握了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能之間相互關(guān)系的規(guī)律以后，才能真正地把握這一過程。另一方面，蛋白質(zhì)和多肽的化學(xué)合成，無論是從合成的長(zhǎng)度方面，還是從合成的精度方面，都有了很大的突破，并且已經(jīng)拼接兩個(gè)肽片段，使蛋白質(zhì)的肽鏈合成擺脫了必須線性單向延長(zhǎng)的單一模式，向多元化合成方式發(fā)展。 三、蛋白質(zhì)工程技術(shù)的發(fā)展歷史 蛋白質(zhì)工程的研究和發(fā)展是與對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的深入了解密不可分的。 四、蛋白質(zhì)工程技術(shù)的展望 蛋白質(zhì)工程作為一種新型的強(qiáng)有力的研究手段，對(duì)一些基本生物學(xué)問題的研究和解決發(fā)揮了重要作用。迄今為止，從基因到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)再到生物功能，是分子生物學(xué)的中心和主流，它的成就對(duì)現(xiàn)代生物學(xué)的發(fā)展起了巨大 的 作用。又如，利用高溫均質(zhì)對(duì)醇法大豆?jié)饪s蛋白進(jìn)行改性處理，可使其溶解度、乳化性和起泡性提高（表 6 1 ）。酸堿處理可催化多種反應(yīng)，從而使蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)及功能特性發(fā)生重大變化，這反應(yīng)包括肽鍵水解 、 酰胺基水解 、 精氨酸側(cè)鏈水解 等 某些氨基酸被破壞。 無毒和可消化性是把?；鞍踪|(zhì)應(yīng)用到食品制造中所必不可少的條件， Fr an jen 指出，琥珀?；鸵阴；牡鞍踪|(zhì)可以說是最理想的，因?yàn)殓晁岷痛姿岽嬖谟谌梭w內(nèi)三羧酸循環(huán)中，和它們的其他同系物相比它們的衍生物是無毒的。同理，增大了蛋白質(zhì)分子間的靜電斥力，更趨于分散，溶解度也就相對(duì)提高。 3．酶法改性 在生物體里早已發(fā)現(xiàn)酶解是在溫和條件下進(jìn)行的，酶解經(jīng)常是一種不減弱食品蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值 ，而又獲得更好食品蛋白質(zhì)功能特性的簡(jiǎn)便方法 。 例如肉制品加工添加的大豆分離蛋白要求有較高凝膠性、保油性，但溶解性分散性卻顯著降低 ，所以肉用大豆分離蛋白粉不能用于飲料生產(chǎn)。 ③ 選擇性沉降脫苦 在 10 ％～ 15 ％水解度的大豆水解蛋白中，有些中等長(zhǎng)度的苦味在 pH4 . 0 ～ 4 . 2難溶，用選擇性沉淀方法可以將這些肽除去，從而減輕苦味的程度，這個(gè)方法的主要控制參數(shù)是調(diào)節(jié)溶液 pH 值。 二、蛋白質(zhì)工程在新功能性食品方面的開發(fā)應(yīng)用 （一）蠶絲蛋白的開發(fā)應(yīng)用 （二）螺旋藻蛋白的開發(fā)應(yīng)用 （一）蠶絲蛋白的開發(fā)應(yīng)用 1．絲素蛋白的開發(fā) 2．絲膠蛋白的開發(fā) 1．絲素蛋白的開發(fā) 絲素蛋白一級(jí)結(jié)構(gòu)中每間隔一個(gè)氨基酸殘基就有一個(gè)甘氨酸。 由于廢水中富含絲膠蛋白，易于發(fā)酵，嚴(yán)重污染環(huán)境，造成絲膠蛋白這一優(yōu)質(zhì)天然蛋白資源人為的浪費(fèi)和不必要的環(huán)境污染，全國(guó)每年至少浪費(fèi)絲膠蛋白兩千噸。 目前，國(guó)內(nèi)對(duì)螺旋開發(fā)和利用，主要集中于對(duì)藻粉的初級(jí)加工，螺旋藻活性物質(zhì) — 藻膽蛋白深層次加工僅起步，未能形成商業(yè)產(chǎn)品，從藻膽蛋白生理功能來看，這是很有發(fā)展前景的藻類保健食品和藥物。 鑒于對(duì)酪蛋白磷酸肽對(duì)鈣、鐵促進(jìn)人體吸收機(jī)理理解基礎(chǔ)上，利用絲膠富含絲氨酸 的 有利條件進(jìn)行磷酸化改性，制取絲膠蛋白磷酸肽，對(duì)絲膠蛋白磷酸肽進(jìn)行體外模擬消化功能 試驗(yàn) ：絲膠蛋白磷酸肽具有 不為人體消化酶所分解的 植物纖維的特征，絲膠蛋白磷酸肽促鈣溶解能力不亞于酪蛋白磷酸肽，在 pH7 . 8 時(shí)，不低于 12 ％，絲膠蛋白磷酸肽與鈣的最佳結(jié)合質(zhì)量比為 2 . 75 ，能降低蛋白質(zhì)溶液的等電點(diǎn)，提高蛋白質(zhì)的溶解度 、 乳化 能力及其 穩(wěn)定性，能明顯增強(qiáng)蛋白質(zhì)溶液對(duì)鈣的耐受性，每摩爾絲膠蛋白磷酸肽能促進(jìn) 84 ～ 103mol的 鈣溶解，顯著提高蛋白質(zhì)溶 液中鈣的溶解度，可高達(dá) 24mg 鈣 / g 蛋白。絲素蛋白分子呈片層構(gòu)象，即反式 β 折疊構(gòu)象以平行的方式堆積成多層結(jié)構(gòu)，鏈間主要以氫鍵為作用力，層與層之間靠范德華力來維持，這意味著所有的甘氨酸都位于折疊平面同一側(cè)，而絲氨酸和丙氨酸則位于另一側(cè)，彼此相互聯(lián)鎖交替堆積，使得絲素蛋白質(zhì)纖維具有良好的抗張力。 （二）應(yīng)用實(shí)例 1．堿法水解制取大豆發(fā)泡粉 2．酶法水解制取大豆發(fā)泡粉 1．堿法水解制取大豆發(fā)泡粉 （ 1 ）工藝流程 原料粕 → 提取蛋白 → 用氫氧化鈉堿液水解 → 過濾 → 調(diào)節(jié) pH 值→ 真空濃縮 → 噴霧干燥 → 成品。 （ 4）生產(chǎn)費(fèi)用 化學(xué)試劑 和生物 酶 ，尤其是后者， 原料 價(jià)格較昂貴 。 工業(yè)中常用的蛋白酶有胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、 A （ 6）酰胺化作用 酸性蛋白質(zhì)在 pH7 左右?guī)ж?fù)電荷，天門冬氨酸和谷氨酸酰胺化作用可降低凈負(fù)電荷，通過水溶性碳化二亞胺中的銨離子和羧基基團(tuán)形成天門冬酰胺和谷氨酰胺 ， 由于電荷改變，可增加產(chǎn)品的乳化性和起泡性。 （ 5）磷酸化作用 磷酸 化是一種較為有效的改性方法，采用磷酸化試劑是 P205／ H3P04，H3P04/ CH3CCN ，環(huán)狀三磷酸鹽，三聚磷酸鈉，三氯氧磷。 （ 3）琥珀?；饔? 蛋白質(zhì)分子的親核基團(tuán)（如氨基或羥基等）與琥珀酸酐（丁二酸酐）的親電子基團(tuán)（如羧基）相互反應(yīng)，從而在大豆蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中引入琥珀酸親水基團(tuán)，然后在催化劑作用下引入長(zhǎng)碳鏈親油基團(tuán)，