【正文】 關(guān)系的分析 ， 找出關(guān)鍵的基團(tuán)和結(jié)構(gòu) 。 三、蛋白質(zhì)工程的基本步驟 ， 使之結(jié)晶并作 X晶體衍射分析 ，結(jié)合核磁共振技術(shù)等其他方法的分析結(jié)果 ， 得到其空間結(jié)果盡可能多的信息 。 例如準(zhǔn)確地由一級(jí)結(jié)構(gòu)推測(cè)高級(jí)結(jié)構(gòu)，肽鏈折疊的精確控制，蛋白質(zhì)的翻譯后修飾，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)可變性，分子動(dòng)力學(xué)與蛋白質(zhì)功能的關(guān)系，蛋白質(zhì)在晶體、溶液以及細(xì)胞中的不同存在狀態(tài)及其對(duì)蛋白質(zhì)性質(zhì)、功能的影響等。對(duì)獲得的突變蛋白質(zhì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能的分析、測(cè)試與判定，如符合分子設(shè)計(jì)的要求，則獲得目的蛋白質(zhì)；如不能滿足實(shí)際要求，則再由分子設(shè)計(jì)系統(tǒng)重新指導(dǎo)設(shè)計(jì)，進(jìn)入新一輪循環(huán)，最終獲得滿足人們要求的目的蛋白質(zhì)。 X光衍射分析晶體蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) ，而 三維核磁共振法研究溶液中的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) ，同時(shí)研究該蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，并將結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)處理系統(tǒng)，根據(jù)生物物理學(xué)原理以及已知蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能數(shù)據(jù)庫的基本規(guī)律，從結(jié)構(gòu)與功能研究出發(fā)，進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)分析與模擬，進(jìn)一步輔助設(shè)計(jì)和功能預(yù)測(cè)，提出分子的預(yù)期性質(zhì)、改造或構(gòu)建方案，完成突變蛋白質(zhì)的分子設(shè)計(jì)或構(gòu)建過程。 作為出發(fā)蛋白質(zhì)分子 ， 先解析部分肽段的一級(jí)結(jié)構(gòu) ， 根據(jù)遺傳密碼設(shè)計(jì)并合成相應(yīng)的同位素標(biāo)記寡聚核苷酸片段 ， 再由此從基因文庫中調(diào)出該蛋白質(zhì)的克隆化基因 ，轉(zhuǎn)入 DNA序列分析系統(tǒng)測(cè)定 DNA序列并克隆化 ， 最后通過表達(dá)載體系統(tǒng)擴(kuò)增蛋白質(zhì)的量 ， 達(dá)到能夠分析出發(fā)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)功能的水平 ， 通常需要蛋白質(zhì)量為 。以蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的研究為基礎(chǔ)，掌握蛋白質(zhì)活性中心的結(jié)構(gòu)，包括催化中心和調(diào)節(jié)中心的空間構(gòu)象，了解構(gòu)成中心的各氨基酸殘基及其側(cè)鏈基團(tuán)的位置，再借助計(jì)算機(jī)圖像與處理系統(tǒng)的模擬進(jìn)行分子輔助設(shè)計(jì)，提出對(duì)目的蛋白質(zhì)的改建或構(gòu)建方案，確定活性中心的氨基酸殘基組成，并輔助設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)其結(jié)構(gòu)功能的變化。 兩大類理論與技術(shù)相互關(guān)聯(lián)、相互促進(jìn)，借助其他多類學(xué)科的支持，完成對(duì)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能分析、歸類，進(jìn)一步展開突變蛋白質(zhì)的分子模擬與預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的改造，以及全新蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)與功能的設(shè)計(jì)，在計(jì)算機(jī)模擬的基礎(chǔ)上，進(jìn)行蛋白質(zhì)分子的化學(xué)修飾、合成的實(shí)際操作，驗(yàn)證分子設(shè)計(jì)的結(jié)果，獲得具有特定結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能的目的蛋白質(zhì)。 分子遺傳學(xué) ：完整 cDNA的克隆技術(shù)、 DNA序列的快速測(cè)定技術(shù)、 DNA序列推測(cè)蛋白質(zhì)序列的多維程序系統(tǒng)、原核生物及真核生物基因表達(dá)過程的調(diào)控、基因的定位誘變及隨機(jī)誘變理論與技術(shù)等。 蛋白質(zhì)工程技術(shù)針對(duì)這一現(xiàn)狀，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。但在生物體外，特別是工業(yè)化的粗放生產(chǎn)條件下，這種可被靈敏調(diào)節(jié)的特性就表現(xiàn)為酶分子性質(zhì)的極不穩(wěn)定性，導(dǎo)致難以持續(xù)發(fā)揮應(yīng)有的功能，成為限制其推廣應(yīng)用的主要原因。第六章蛋白質(zhì)工程原理及其在食品加工中的應(yīng)用 第一節(jié) 蛋白質(zhì)工程的原理和方法 以蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的研究為基礎(chǔ)，運(yùn)用遺傳工程的方法，借助計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)的支持，從改變或合成基因入手，定向地改造天然蛋白質(zhì)或設(shè)計(jì)全新的人工蛋白質(zhì)分子，使之具有特定的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能，能更好地為人類服務(wù)的一種生物技術(shù)。 一、蛋白質(zhì)工程的概念 天然的正常構(gòu)象是蛋白質(zhì)的最佳狀態(tài)，它既能高效地發(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。如溫度、壓力、機(jī)械力、重金屬、有機(jī)溶劑、氧化劑以及極端 pH值等都會(huì)影響它的作用。 主要包括： 分子遺傳學(xué) 、 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能 相關(guān)的理論與技術(shù)。 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能分析 ：蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)－氨基酸序列的分析； X光單晶衍射結(jié)構(gòu)分析技術(shù)；兩維和三維核磁共振結(jié)構(gòu)分析技術(shù)；蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的建立；蛋白質(zhì)功能的酶學(xué)和免疫研究技術(shù)；蛋白質(zhì)分子力場(chǎng)、能態(tài)、自由能等生物物理學(xué)研究技術(shù)；計(jì)算機(jī)模擬處理結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)等。 二、蛋白質(zhì)工程的原理 （ 一 ） 蛋白質(zhì)工程的 目的 對(duì)目的蛋白質(zhì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能上的設(shè)計(jì)與改造，以滿足人們特定條件下的需要。 （ 二 ） 蛋白質(zhì)工程的組成部分 由組織提取的少量純化的蛋白質(zhì) ， 通常只有 。 由上一系統(tǒng)獲得足量的出發(fā)蛋白質(zhì)后，通過目前已經(jīng)具備的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析方法，分析蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)。 將突變方案通過分子遺傳學(xué)方法實(shí)施即蛋白質(zhì)的定點(diǎn)突變技術(shù)，改造或構(gòu)建方案通過合成突變寡聚核苷酸，引入定位突變，或采用其他方法引入突變，并進(jìn)入克隆系統(tǒng)分離出突變 DNA，以此作為模板，引入載體表達(dá)系統(tǒng)，擴(kuò)增表達(dá)獲得大量的突變蛋白質(zhì)。 （三）蛋白質(zhì)工程操作中的問題 例如更有效的 cDNA克隆技術(shù)，精確高效的定位突變技術(shù)，高效目的基因表達(dá)系統(tǒng)等。 例如微量蛋白質(zhì)的純化鑒定技術(shù)、更有效的蛋白質(zhì)結(jié)晶方法、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的有效性等。 ， 確定它的功能域 。 的方案 ， 并用基因工程的方法實(shí)施 。 4和 5兩個(gè)步驟 ， 直到獲得理想的結(jié)果 。 具有的不同功能，相應(yīng)地采用不同的研究方法 如對(duì)具有催化活性的蛋白質(zhì)－酶，則用酶學(xué)的穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué)方法；對(duì)抗體則用免疫學(xué)方法；其他蛋白質(zhì)如激素、生長(zhǎng)因子、受體類以及核酸結(jié)合類