蛋白質(zhì)工程及應(yīng)用-資料下載頁
2025-08-15 23:26本頁面
【正文】 ?研究證明，在二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)之間還有一個結(jié)構(gòu)層次，即 結(jié)構(gòu)域 ?結(jié)構(gòu)域由 α 螺旋、 β 折疊等二級結(jié)構(gòu)單位按一定的拓?fù)鋵W(xué)規(guī)則構(gòu)成的三維結(jié)構(gòu)實體。 ?結(jié)構(gòu)域是蛋白質(zhì)分子中一種基本的結(jié)構(gòu)單位， 結(jié)構(gòu)域拼接 是通過 基因操作 把位于兩種不同蛋白質(zhì)上的幾個結(jié)構(gòu)域連接在一起，形成融合蛋白，它兼有原來兩種蛋白的性質(zhì)。 三、全新蛋白質(zhì)的設(shè)計與構(gòu)建 ?上述兩種蛋白質(zhì)改造方法，通常是從一個已知順序、結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)出發(fā)，根據(jù)一定的目標(biāo)和設(shè)計方案，使用多肽合成或者基因工程的方法，改變它的結(jié)構(gòu)，以期達到改變其性質(zhì)的目的。 ?如果要從頭設(shè)計和構(gòu)建一個自然界不存在的蛋白質(zhì)，則需要借助 多功能模板 和 蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)元件 組裝成某種具有特定功能的 人工蛋白質(zhì)分子 。 蛋白質(zhì)工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用 蛋白質(zhì)工程自問世以來，短短十幾年的時間，已取得了引人矚目的進展，在醫(yī)學(xué)和工業(yè)用酶方面也獲得了良好的應(yīng)用前景。 ?提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性包括以下幾個方面 ： ①延長酶的半衰期； ②提高酶的熱穩(wěn)定性； ③延長藥用蛋白的保存期； ④抵御由于重要氨基酸氧化引起的活性喪失。 一、 消除酶的被抑制特性 ?1985年，美國的埃斯特爾借助寡核苷酸介導(dǎo)的定位突變技術(shù)，用 19種 其他氨基酸分別替代枯草芽孢桿菌蛋白酶 分子第 222位殘基上 易氧化 的甲硫氨酸，獲得了一系列活性差異很大的突變酶。發(fā)現(xiàn)除了用 半胱氨酸 代替甲硫氨酸的突變體以外，其他突變體的酶活性都降低了。 二、引入二硫鍵，改善蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性 ?溶菌酶分子：由一條肽鏈構(gòu)成，并在空間上折疊形成二個相對獨立的結(jié)構(gòu)域，酶活性中心位于二個結(jié)構(gòu)域之間。該酶分子在第 97位和 54位殘基上是兩個未形成二硫鍵的半胱氨酸 ?由于 二硫鍵 是一種穩(wěn)定蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)的重要共價化學(xué)鍵，有如建筑所用的鋼筋一樣，因而能將分子中的不同部位牢固地聯(lián)結(jié)在一起。因此，提高酶熱穩(wěn)定性最常用的辦法是在分子中增加一對或數(shù)對二硫鍵。 ?在高溫下 天冬酰胺 和 谷氨酰胺 容易 脫氨 形成天冬氨酸和谷氨酸，而導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的改變，使蛋白質(zhì)失去活性。 ?對釀酒酵母的 磷酸丙糖異構(gòu)酶 進行誘變改造。這種酶有兩個相同的亞基，每個亞基含有 2個 天冬酰胺 ，由于它們都位于亞基之間的界面上，可能對酶的熱穩(wěn)定性起決定性作用。 ?通過寡核苷酸介導(dǎo)的定向誘變技術(shù)，將第 14位和第 78位上的 2個 天冬酰胺 分別轉(zhuǎn)變成 Thr(蘇氨酸 )和 Ile(異亮氨酸 )殘基 ，大幅度提高突變酶的熱穩(wěn)定性。 三、轉(zhuǎn)化氨基酸殘基，改善蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定性 四、 改變酶的最適 pH值條件 ?葡萄糖異構(gòu)酶最適 pH為堿性，在 80℃ 穩(wěn)定，而在堿性條件下， 80℃ 時使高果糖漿焦化產(chǎn)生有害物質(zhì)，反應(yīng)只能在 60℃ 進行。 ?采用 盒式突變技術(shù) 將葡萄糖異構(gòu)酶分子中酸性氨基酸 (Glu谷或 Asp天冬 )集中的區(qū)域置換為堿性氨基酸(Arg精或 Lys賴 )，可使葡萄糖異構(gòu)酶的最適 pH值變?yōu)樗嵝?，即可在高溫下進行反應(yīng) 五、提高酶的催化活性 ?酶的催化活性由酶分子上的 必需基團 決定 ?如對酪氨酸 tRNA合成酶進行定點突變 ?在天然狀態(tài)下，酪氨酸 tRNA合成酶分子內(nèi)第 51位蘇氨酸殘基的 羥基 能與底物酪氨酰腺嘌呤核苷酸戊糖環(huán)上的 氧原子 形成 氫鍵 ，這個氫鍵的存在影響酶分子與另一底物 ATP的親和力。因此，利用定向誘變技術(shù)將酶分子第 51位 蘇氨酸殘基改變?yōu)楦彼釟埢?，酶 (Pro51)與 ATP的親和力被增加了近 100倍，而且最大反應(yīng)速度亦大幅度提高。 六、修飾酶的催化特異性 ?利用定點突變技術(shù)葡萄糖淀粉酶的催化特性。如將活性中心的 GLu、 Asp被 Gln、 Asn取代時，突變體酶分解 α 1， 4糖苷鍵和 α 1， 4糖苷鍵的活性比例發(fā)生明顯改變 ?改變 Nisin氨基酸的序列，可增強其穩(wěn)定性、溶解度和擴大抑菌譜等，擴大 Nisin的應(yīng)用范圍。 ?Nisin分子結(jié)構(gòu)中包含 5種稀有氨基酸，即 ABA、 DHA、DHB、 ALASALA和 ALASABA，它們通過硫醚鍵形成五個內(nèi)環(huán)。 七、修飾 Nisin的生物防腐效應(yīng) ? Nisin是乳酸球菌分泌的有較強抗菌作用的小分子肽，可用于罐頭食品、乳制品、肉制品的保藏 ?Nisin由 34個氨基酸殘基構(gòu)成 蛋白質(zhì)在風(fēng)味修飾蛋白方面的應(yīng)用 ? 物理改性 ? 化學(xué)改性 ? （ 1）堿處理 （ 2）酸處理 ? （ 3）琥珀?；饔? （ 4）乙?；饔? ? （ 5）磷酸化作用 （ 6）酰胺化作用 ? （ 7）硫醇化作用 （ 8）酯化作用 ? （ 9）糖?；饔? （ 10）去酰胺基作用 ? 酶法改性 ? 化學(xué) 酶改性作用 ? 化學(xué)改性及酶法改性限制因素 ? （如何消除苦味？） 思 考 題 什么是蛋白質(zhì)工程 ? 蛋白質(zhì)工程基本步驟有哪些 ? 蛋白質(zhì)的改性修飾技術(shù)有哪些 ? 如何消除酶水解蛋白質(zhì)的苦味？
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