蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-13 10:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 Cys 2 0 ? F Cys Cys Cys Thr Cys Cys Cys 3 0 ? wtα ：野生型 T4溶菌酶； pwt:假野生型酶； A－ F：六種設(shè)計(jì)的半胱氨酸變體； Tm:熔點(diǎn)溫度 2022/2/11 17 實(shí)驗(yàn)證明 ? 突變體在氧化狀態(tài)下均比天然蛋白質(zhì)更穩(wěn)定 ； ? 二硫鍵的環(huán)區(qū) 越長越穩(wěn)定； ? 二硫鍵對蛋白質(zhì)的穩(wěn)定作用具有加合性 ，即 3對二硫鍵的穩(wěn)定效應(yīng)相當(dāng)于 3個(gè)二硫鍵各自對蛋白質(zhì)的穩(wěn)定作用的綜合。 2022/2/11 18 ? 另， Matthews等人還研究了 Gly（甘氨酸）和 Pro（脯氨酸）對蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的影響 ，當(dāng)除去 Gly或引入 Pro的突變體的變性溫度都有所提高。 ? 此外， Matthews等人還研究了 螺旋偶極的作用 。 T4溶菌酶含有11個(gè)螺旋，其中有 7段在 N端有帶負(fù)電的殘基，作者在剩余的 4段螺旋中選擇了兩段螺旋進(jìn)行 N端殘基突變， Ser38變?yōu)?Asp（天冬氨酸）； Asn（天冬酰氨）變?yōu)?Asp，每一個(gè)突變體使得變性溫度增加 2℃ ，雙突變體使得變性穩(wěn)定提高 4℃ 。說明 穩(wěn)定螺旋偶極能夠增強(qiáng)蛋白質(zhì)的整體穩(wěn)定性。 例二： T4噬菌體溶菌酶 小改 —— 舉例 2022/2/11 19 蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)的過程 ? 首先 建立所研究對象的結(jié)構(gòu)模型 ，在此基礎(chǔ)上 進(jìn)行結(jié)構(gòu)－－功能關(guān)系研究 ，然后 提出設(shè)計(jì)方案 ；通過 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 后進(jìn)一步 修正設(shè)計(jì) 。往往需要幾次循環(huán)才能夠達(dá)到目的。 ? 一般分子設(shè)計(jì)工作可以按以下 5個(gè)步驟進(jìn)行： 2022/2/11 20 分子設(shè)計(jì)的 5個(gè)步驟 ? 1. 建立所研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)模型 ，可以通過 X射線晶體學(xué)、二維核磁共振等測定結(jié)構(gòu)，也可以根據(jù)類似物的結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)預(yù)測方法建立起結(jié)構(gòu)模型。 ? 2. 找出對所要求的性質(zhì)有重要影響的位置 。同一家族中的蛋白質(zhì)的 序列比對、分析 往往是一種有效的途徑。需要認(rèn)真考慮此種性質(zhì)受哪些因素的影響，然后逐一對各因素進(jìn)行分析， 找出重要位點(diǎn) ，這是 分子設(shè)計(jì)工作的關(guān)鍵 。 2022/2/11 21 ? 3. 選擇一系列的在（ 2）中所 選出位點(diǎn)上改變殘基 所得到的突變體，一方面使蛋白質(zhì)可能 具有所要求的性質(zhì) ，另一方面又 盡量維持原有結(jié)構(gòu) ，使其不做大的變動。 盡量在同源結(jié)構(gòu)中此位點(diǎn)已有的氨基酸殘基序列中進(jìn)行選擇，同時(shí)考慮殘基的體積、疏水性等性質(zhì)的變化所帶來的影響 。 ? 4. 預(yù)測突變體的結(jié)構(gòu) 。 ? 5. 定性或定量計(jì)算優(yōu)化 所得到的突變體結(jié)構(gòu)是否具有所要求的性質(zhì)。能否成功地進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，除了要求有 好的計(jì)算機(jī)軟件和 高質(zhì)量的力場 以外，還要求工作者有一個(gè) 堅(jiān)實(shí)的結(jié)構(gòu)化學(xué) 和物理化學(xué)基礎(chǔ) ，同時(shí)對所研究的問題有一個(gè)深入細(xì)致的了解。 分子設(shè)計(jì)的 5個(gè)步驟 2022/2/11 22 中改 —— 分子剪裁 ? 定義：是指在蛋白質(zhì)中替換 1個(gè)肽段或者1個(gè)結(jié)構(gòu)域。 ? 蛋白質(zhì)的立體結(jié)構(gòu)可以看作由結(jié)構(gòu)元件組裝而成的。因此可以在不同的蛋白質(zhì)之間成段地替換結(jié)構(gòu)元件，期望能夠轉(zhuǎn)移相應(yīng)功能。 2022/2/11 23 舉例 中改 —— 抗體分子改造 ? 英國劍橋大學(xué)的 Winter等人利用分子剪裁技術(shù)成功地在抗體分子上作了實(shí)驗(yàn)。 ? 抗體分子 由 2條重鏈， 2條輕鏈組成，重鏈有 4個(gè)結(jié)構(gòu)域，輕鏈有 2個(gè)結(jié)構(gòu)域； 抗原的識別 部分位于由輕、重二鏈處于分子頂部的個(gè) 1個(gè)結(jié)構(gòu)域，該結(jié)構(gòu)域是一個(gè)高度可變區(qū)。 抗體分子與抗原分子互補(bǔ)的決定子是由可變區(qū)的一些環(huán)狀肽段組成的 。 2022/2/11 24 2022/2/11 25 意義 中改 —— 分子剪裁 ? Winter等人將小鼠單抗體分子重鏈的互補(bǔ)決定子用基因操作辦法換到人的抗體分子的相應(yīng)部位上，使得 小鼠單抗體分子所具備的抗原結(jié)合專一性轉(zhuǎn)移到人的抗體分子上 。 ? 這個(gè)實(shí)驗(yàn)具有 重大的醫(yī)學(xué)價(jià)值 。小鼠的單抗比人的單抗容易做，而在醫(yī)學(xué)上使用的是人的單抗。采用分子剪裁法可以先制備小鼠的單抗，然后將互補(bǔ)決定子轉(zhuǎn)移到人的抗體分子上，達(dá)到與人的單抗分
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