蛋白質(zhì)工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用-資料下載頁(yè)
2025-10-10 05:19本頁(yè)面
【正文】 缺點(diǎn)得到改善的新型胰島素制劑。 我國(guó)的相關(guān)研究人員密切合作 ， 取得下列一系列研究結(jié)果 。 （ C肽 ） ， 從 30幾個(gè)氨基酸縮短為 3個(gè)氨基酸 ， 獲得基因工程生產(chǎn)胰島素的高效表達(dá) ， 已進(jìn)入中試 ， 并獲得國(guó)家專(zhuān)利 。 ， 提出增加次級(jí)鍵 、穩(wěn)化寡聚體以獲得長(zhǎng)效胰島素的原理 ， 通過(guò)定向分子設(shè)計(jì)獲得 2種目標(biāo)產(chǎn)品 ， 作用時(shí)效延長(zhǎng) 812h。 在 目標(biāo)產(chǎn)品的晶體結(jié)構(gòu) ， 證實(shí)分子設(shè)計(jì)原理的正確性 。 首次在國(guó)內(nèi)成功地實(shí)現(xiàn)從預(yù)定性能 → 分子設(shè)計(jì) → 目標(biāo)產(chǎn)品制備 → 改性產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)測(cè)定的蛋白質(zhì)工程全循環(huán) ， 為進(jìn)一步的研究奠定了基礎(chǔ) ， 提供了經(jīng)驗(yàn) 。 ， 完成定向分子設(shè)計(jì) 12種 ，獲得 4種目標(biāo)產(chǎn)品 ， 成功地達(dá)到預(yù)期目標(biāo) 。 ，包括長(zhǎng)效、速效、高效、高穩(wěn)定、低免疫等改性胰島素，形成了一個(gè)比較系統(tǒng)的多方位研究格局，為我國(guó)胰島素蛋白質(zhì)工程的進(jìn)一步發(fā)展、創(chuàng)新和臨床應(yīng)用提供了充分條件。 （ 二 ） 胰蛋白酶抑制劑 通過(guò)蛋白質(zhì)工程途徑研究慈姑雙頭蛋白酶抑制劑和南瓜族的天花粉蛋白酶抑制劑的結(jié)構(gòu)與功能 ， 取得顯著成績(jī) 。 。 ，確認(rèn)專(zhuān)一性相關(guān)殘基。 （ 三 ） 枯草桿菌蛋白酶 枯草桿菌蛋白酶是廣泛用于洗滌劑工業(yè)中的一種重要酶 。 蛋白質(zhì)工程的主要目的是通過(guò)酶分子改造獲得抗氧化 、穩(wěn)定性并能高表達(dá)的堿性蛋白酶 。 經(jīng)過(guò)幾年的努力 ， 已獲得很好的結(jié)果 。 Met222Ala、 Gln103Arg、Asp60Asn， 使堿性蛋白酶抗氧化性達(dá)到 95%以上 ， 并提高酶的比活 23倍 。 PCR法對(duì)蛋白酶基因進(jìn)行隨機(jī)突變 ， 通過(guò)表型篩選得到熱穩(wěn)定的堿性蛋白酶 ， 熱失活半衰期比野生型延長(zhǎng) 36倍 。 在 65℃ 的高溫下 ， 半失活時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 82min。 由此獲得了既抗氧化又耐熱的堿性蛋白酶 。 熱穩(wěn)定的堿性蛋白酶基因的 DNA序列測(cè)定發(fā)現(xiàn) ， 突變 Asn118Ser是熱穩(wěn)定性增加的主要原因 ， 這一結(jié)果迄今尚未見(jiàn)有報(bào)道 。 這不僅對(duì)該酶應(yīng)用范圍的擴(kuò)大具有意義 ， 而且對(duì)其結(jié)構(gòu)一功能關(guān)系提供了新的了解 。 這一研究結(jié)果已經(jīng)獲得國(guó)家專(zhuān)利 。 （ 四 ） 天花粉蛋白的蛋白質(zhì)工程 天花粉蛋白（ trichosanthin， TCS）是從括樓塊根中分離純化的一種活性蛋白，屬 Ⅰ 型核糖體失活蛋白。 TCS最早用于中期引產(chǎn)，對(duì)治療惡性葡萄胎、滋養(yǎng)層細(xì)胞疾病等有較好療效。它還有廣譜的抗病毒作用，能抑制人艾滋病病毒（ HIV1）在受感染細(xì)胞中的復(fù)制，可望用作抗艾滋病藥物。但天花粉蛋白作為外源毒蛋白，在體內(nèi)引起免疫應(yīng)答，導(dǎo)致過(guò)敏反應(yīng)。蛋白質(zhì)工程試圖通過(guò)對(duì) TCS進(jìn)行結(jié)構(gòu)與功能的改造，降低 TCS的免疫原性。 已經(jīng)通過(guò)測(cè)定突變體蛋白與單抗 TET結(jié)合能力的改變 ，發(fā)現(xiàn)在殘基 173177之間的突變體明顯降低了與單抗 TET的結(jié)合能力 ， 從而推測(cè) 173177位殘基附近可能是單抗 TET的結(jié)合部位 。 同時(shí) ， 對(duì)于活性部位附近具有恒定氫鍵并在一級(jí)結(jié)構(gòu)上保守的殘基進(jìn)行了定位誘變?cè)囼?yàn) ， 以了解它們對(duì)活性部位構(gòu)象及生物活性的影響 ， 對(duì)這些突變體生物活性及酶動(dòng)力學(xué)測(cè)試表明 ， 它們與野生型相比變化不大 。 對(duì)突變體 Q156A和 R22L的晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定顯示 ， 雖然突變殘基與天然殘基顯著不同 ， 但 TCS分子活性部位的構(gòu)象基本上保持不變 。 這為進(jìn)一步的分子設(shè)計(jì)提供了參考信息 ， 即某些活性部位的保守殘基也是可替換的 。 （ 五 ） 溶菌酶 溶菌酶的蛋白質(zhì)工程主要應(yīng)用于 “ 工程二硫鍵 ” 提高該酶的熱穩(wěn)定性方面，以 T4溶菌酶的研究較為深入。 晶體結(jié)構(gòu)研究表明， T4溶菌酶分子含一條肽鏈，并折疊形成兩個(gè)在空間上相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)域，活性中心位于兩個(gè)結(jié)構(gòu)域之間。該分子含 97位和 54位兩個(gè)未形成二硫鍵的半胱氨酸，即野生型酶不含二硫鍵。二硫鍵是穩(wěn)定分子空間結(jié)構(gòu)最重要的一種共價(jià)鍵，它能將分子牢固的聯(lián)接在一起，因此它能提高酶的熱穩(wěn)定性。 Perry對(duì)溶菌酶空間結(jié)構(gòu)仔細(xì)分析并提出對(duì)其熱穩(wěn)定性改善設(shè)計(jì)方案。采取通過(guò)定位突變，使溶菌酶半衰期由原來(lái) 11min提高到 6h。如果同時(shí)用碘乙酸封閉余下的第 54位Cys或?qū)⑵渫蛔優(yōu)?Thr或 Val，則同時(shí)提高該酶的抗氧化活力。新引入的 “ 工程二硫鍵 ” 穩(wěn)定了兩個(gè)結(jié)構(gòu)域的相對(duì)位置，從而穩(wěn)定了由兩個(gè)結(jié)構(gòu)域所形成的活性中心。 （ 六 ） 蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)及其新方法研究 我國(guó)在研究和發(fā)展蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)及其定量方法方面，取得了一系列具有創(chuàng)新意義的成果： 、藥物與受體結(jié)合自由能及穩(wěn)定性的計(jì)算機(jī)模擬。 。 。 （ 七 ） 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)和模型構(gòu)建 蛋白質(zhì)工程研究中建立了以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的方法，取得成功率優(yōu)于 60%的好成績(jī)，并進(jìn)一步運(yùn)用簡(jiǎn)化的二態(tài)蛋白質(zhì)分子能量函數(shù)預(yù)測(cè)同源蛋白的三級(jí)結(jié)構(gòu)，預(yù)測(cè)精度（預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)構(gòu) Ca原子位置間的均方根差）可優(yōu)于 1nm。對(duì)于同源性較差（在 30%60%之間）的蛋白質(zhì)，運(yùn)用改進(jìn)的四態(tài)能量函數(shù)，也取得了良好效果。在改進(jìn)同源蛋白質(zhì)模型建造方法的基礎(chǔ)上，還建立了一套蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的同源模型建造（ modeling）計(jì)算機(jī)軟件 PMODELING。 思考題 ？ ？ ？
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