蛋白质工程的现状发展及展望 摘要: 蛋白质工程是用分子生物学手段对蛋白质进行分子改造的技术。介绍了蛋白质工程的几种常用方法及其基本原理和研究进展。 关键词: 蛋白质工程;定点诱变; 定向进化 20世纪70年代以来, 对蛋白质的分子改造渐渐进入研究领域, 通过对蛋白质分子进行突变, 得到具有新的表型和功能或者得到比原始蛋白相对活力更高的突变体,对蛋白质的分子改造技术逐渐纯熟。蛋白质工程的主要技术分为理性进化和非理性进化,已经在农业、工业、医药等领域取得了较大的进展。 1.理性进化 理性进化主要是利用定点诱变技术, 通过在已知DNA序列中取代、插入或缺失一定长度的核苷酸片段达到定点突变氨基酸残基的目的。运用该技术已有不少成功改造蛋白质的例子。Markus Roth通过同源性比对和定点突变技术, 对EcoR DNA甲基化酶进行改造,使其对胞嘧啶的亲和性增加了22倍。定点突变还主要应用于蛋白质结构和功能的研究方面。酰基载体蛋白(ACP)的主要作用是在单不饱和脂肪酸的特定位置引入双键, Caho通过定点突变研究, 发现将五个氨基酸残基置换之后的酶, 由6- 16 : 0- ACP脱氢酶变成9- 18 : 0- ACP脱氢酶。Van den Burg利用蛋白同源建模和定点突变技术结合的方法将从Bacillus stear other mophilus分离出来的嗜热菌蛋白酶突变, 得到的突变体稳定性提高了8倍, 100 在变性剂存在的情况下还能发挥作用,但是大部分单个氨基酸的改变对于整个蛋白的影响比较小,很难在高级结构上改变蛋白质的三级结构, 从而造成很大的影响, 所以在定点突变的基础上又出现了许多新的技术, 用于改造蛋白质分子。[1] 2.非理性进化 非理性蛋白质进化, 又称定向进化或者体外分子进化,在实验室中模拟自然进化过程, 利用分子生物学手段在分子水平增加分子多样性, 结合高通量筛选技术, 使在自然界中需要千百万年才能完成的进化过程大大缩短,在短期内得到理想的变异。这种方法不用事先了解蛋白质结构、催化位点等性质, 而是人为地制造进化条件, 在体外对酶的编码基因进行改造, 定向筛选, 获得具有预期特征的改良酶, 在一定程度上弥补了定点诱变技术的不足, 具有很大的实际应用价值。一个比较成功应用定向进化的例子是对红色荧光蛋白的改造。绿色荧光蛋白由于
木瓜蛋白酶活力测定方法 分别精密量取酪蛋白溶液5ml，置3支具塞试管中，置40℃水浴中保温10分钟，各精密加入供试品溶液2ml，摇匀，置40℃水浴中，开始记时，准确反应1小时，立即精密加入三氯醋酸溶液5ml，强力振摇混匀，置40℃水浴中放置30~40分钟，使沉淀的蛋白质完全凝固，滤过，滤液作为供试品溶液。精密量取酪蛋白溶液5ml置另一具试管，于40℃水浴中保温1小时，精密加入三氯醋酸溶液5ml，强力振摇混匀，精密加入供试品溶液2ml，置40℃水浴中放置30~40分钟，滤过，滤液作为空白溶液。照分光光度法（中国药典2000年版二部附录IV A），以0.1mol/L 盐酸溶液为空白，在275nm的波长处测定空白溶液、供试品溶液和对照品溶液的吸收度，按下式计算： 效价（单位/mg）=A/As＊Cs＊12/2＊稀释倍数/W 式中A为供试品溶液的吸收度减去空白溶液的吸收度： As为酪氨酸对照品溶液的吸收度： Cs为酪氨酸对照品溶液的浓度， ug/ml W为供试品重量，mg; 在上述条件下，释放1ug的酪氨酸的酶量为一个活力单位。 试剂酪蛋白溶液：取酪蛋白1g，加0.05mol/L磷酸氢二钠溶液50ml,置沸水浴中煮30分钟，时时搅拌，冷至室温，加0.05mol/L枸椽酸溶液调节PH至6.0±0.1，并迅速搅拌，防止酪蛋白沉淀，用水稀释至100ml（临用新配）。酶稀释液：取无水磷酸氢二钠3.55g，加水400ml溶解，加乙二胺四醋酸二钠1.1g和盐酸半胱氨酸2.74g，振摇溶解，用1mol/L盐酸或1mol/L氢氧化钠溶液调节PH6.5±0.1，用水稀释至500ml,混匀（临用新配）三氯醋酸溶液:取三氯醋酸17.99g，加醋酸钠29.94g和冰醋酸18.9ml，加适量水溶解后，加水使成1000ml，摇匀。 酶活力测定对照品溶液的制备:精密称取已105℃干燥至恒重的酪氨酸对照品适量，用0.1mol/L盐酸溶液制成每1ml中约含40ug的溶液。供试品溶液的制备:取本品适量（约相当于木瓜酶活力120万单位），精密称定，加酶稀释液振摇，制成每1ml中含200~300单位的溶液，摇匀。 淀粉酶活力测定 实验技术 2008-05-27 18:01:29 阅读213 评论0字号：大中小 一、目的 淀粉是葡萄糖以α-1,4糖苷键及α-1，6 糖苷键连结的高分子多糖，是人类和动物的重要食物，也是食品、发酵、酿造、医药、 纺织工业的基本原料。 淀粉酶是加水分解淀粉的酶的总称，淀粉酶对淀粉的分解作用是工业上利用淀粉的依 据，也是生物体利用淀粉进行代谢的初级反应。小麦成熟期如遇阴雨天气，有的品种会发生
南宁东恒华道生物科技有限责任公司——专业酶制剂生产厂家 销售热线4000-0771-80 木瓜蛋白酶在美白护肤中的应用美白产品在行业中的现状 人体到了25岁以后，身体的新陈代谢功能减慢，黑色素无法正常排解，而在角质层沉积形成斑点，形成黄褐斑、黑斑和色斑等。统计资料显示，13亿人口的中国，祛斑美容产品每年的市场份额已超过100亿元,年利润在千万元以上。国内美白、祛斑类产品已成为护肤品中的主流产品之一，而美白护肤产品绝大多数属于化学试剂或植物提取物，效果有限而且副作用明显，严重影响了用户的持续使用和行业的发展。 美白产品在行业中存在的问题 美白是全世界的难题，有一些不良商家为了使护肤品达到良好的美白效果，在护肤品中添加一些金属元素如汞、铅等。添加汞后，汞化合物会破坏表皮层的酵素活动，使黑色素无法形成。铅的氧化物具有一定遮盖作用，也可用于美白。如果化妆品中添加了砷、汞、铅，长期使用对人体造成的损害最大。在SK—II 之后，又有4大著名化妆品品牌(迪奥、雅诗兰黛、兰蔻、倩碧)的6款粉饼产品被香港媒体披露含有重金属铬和钕。消费者不仅感到恐惧，也对化妆品的安全性产生怀疑。 木瓜蛋白酶在行业中的应用 木瓜酶是从番木瓜水果中提取而得含有多种生物酶的美白去斑生物产品，主要作用为嫩肤及美白去斑。其生物机理学： 第一，木瓜酶作用于人体皮肤老化角质层，促使其分解退化、去除，达到嫩肤效果及促进细胞生长的效果，且木瓜酶水解物在皮肤表层形成一层氨基酸衍生物薄膜，使肌肤保持润湿与光滑； 第二，木瓜酶易于与形成色斑的黑色素中的铜离子形成络合物，减少黑色素的形成和去除色斑的黑色素，且木瓜酶水解的三钛物质可直接抑制形成黑色素的络氨酸活性，消除自由基作用，从而达到美白去斑的效果。 归结起来，木瓜酶通过去除老化皮肤角质层及与色斑中铜离子快速反应，抑制形成黑色素的络氨酸活性和去除氧化自由基，达到嫩肤美白去斑的功效。 1
蛋白质工程及其应用研究进展 摘要：蛋白质工程是生物工程中五大工程之一，本文对蛋白质工程作了简要概述，介绍了蛋白质工程的特点，并从蛋白质结构分析结构、功能的设计和预测、蛋白的创造和改造等方面对蛋白质工程研究内容进行详细论述，并以实例作了蛋白工程的应用。 关键词：蛋白质工程特点；研究内容；实际应用；展望 蛋白质是生命的体现者，离开了蛋白质，生命将不复存在。可是，生物体内存在的天然蛋白质，有的往往不尽人意，需要进行改造。由于蛋白质是由许多氨基酸按一定顺序连接而成的，每一种蛋白质有自己独特的氨基酸顺序，所以改变其中关键的氨基酸就能改变蛋白质的性质。而氨基酸是由三联体密码决定的，只要改变构成遗传密码的一个或两个碱基就能达到改造蛋白质的目的。蛋白质工程的一个重要途径就是根据人们的需要，对负责编码某种蛋白质的基因重新进行设计，使合成的蛋白质变得更符合人类的需要。这种通过造成一个或几个碱基定点突变，以达到修饰蛋白质分子结构目的的技术，称为基因定点突变技术。 蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。其内容主要有两个方面：根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质；确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。在此基础之上，实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能，设计合成具有特定生物功能的全新的蛋白质，这也是蛋白质工程最根本的目标之一。 目前，蛋白质工程尚未有统一的定义。一般认为蛋白质工程就是通过基因重组技术改变或设计合成具有特定生物功能的蛋白质。实际上蛋白质工程包括蛋白质的分离纯化，蛋白质结构和功能的分析、设计和预测，通过基因重组或其它手段改造或创造蛋白质。从广义上来说，蛋白质工程是通过物理、化学、生物和基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质。 1概念 按人们意志改变蛋白质的结构和功能或创造新的蛋白质的过程。包括在体外改造已有的蛋白质，化学合成新的蛋白质，通过基因工程手段改造已有的或创建新的编码蛋白质的基因去合成蛋白质等。为获得的新蛋白具备有意义的新性质或新功
蛋白酶催化蛋白质水解 1、酶的重要性 生命的最主要、最基本的特征在于生物体的新陈代谢，具体表现为活体经常由外部摄取所需要的物质，以生物能为动力，经过体内同化、更新、异构化，并排出一些物质，发散热能至外界。机体或单个细胞的所有这些化学反应，基本上是在催化剂作用下完成的。酶是人体内新陈代谢的催化剂，只有酶存在，人体内才能进行各项生化反应。人体内酶越多，越完整，其生命就越健康。当人体内没有了活性酶，生命也就结束。人类的疾病，大多数均与酶缺乏或合成障碍有关。 2、酶的生物学功能 在生物体内，酶发挥着非常广泛的功能，具体功能如下： （1）信号转导和细胞活动的调控都离不开酶。特别是激酶和磷酸酶的参与。 （2）酶也能产生运动。通过催化肌球蛋白上ATP的水解产生肌肉收缩，并且能够作为细胞骨架的一部分参与运送胞内物质。 （3）参与在动物消化系统的工作。以淀粉酶和蛋白酶为代表的一些酶可以将进入消化道的大分子（淀粉和蛋白质）降解为小分子，以便于肠道吸收。淀粉不能被肠道直接吸收，而酶可以将淀粉水解为麦芽糖或更进一步水解为葡萄糖等肠道可以吸收的小分子。不同的酶分解不同的食物底物。
（4）在代谢途径中，多个酶以特定的顺序发挥功能：前一个酶的产物是后一个酶的底物；每个酶催化反应后，产物被传递到另一个酶。有些情况下，不同的酶可以平行地催化同一个反应，从而允许进行更为复杂的调控：比如一个酶可以以较低的活性持续地催化该反应，而另一个酶在被诱导后可以较高的活性进行催化。酶的存在确定了整个代谢按正确的途径进行；而一旦没有酶的存在，代谢既不能按所需步骤进行，也无法以足够的速度完成合成以满足细胞的需要。实际上如果没有酶，代谢途径，如糖酵解，无法独立进行。例如，葡萄糖可以直接与ATP反应使得其一个或多个碳原子被磷酸化；在没有酶的催化时，这个反应进行得非常缓慢以致可以忽略；而一旦加入己糖激酶，在6位上的碳原子的磷酸化反应获得极大加速，虽然其他碳原子的磷酸化反应也在缓慢进行，但在一段时间后检测可以发现，绝大多数产物为葡萄糖-6-磷酸。于是每个细胞就可以通过这样一套功能性酶来完成代谢途径的整个反应网络。3、酶的分类 酶可分为二类，第一类是所谓的单纯酶，其催化活性仅由酶蛋白提供；第二类称为结合酶，除了蛋白质外，还需含有其他成分才呈现催化活性。这些成分包括无机离子，Fe卄、Zn卄.Mn卄等或有机化合物，如硫胺素焦磷酸、黄素腺嘌呤二核苷酸等。这些化学组分称为辅助因子，这类化合物称为辅酶。这类酶也称为全酶。 按国际生化会的规定，将现已分离得到的2000多种酶按所催化的反应类型分类，可分为以下六种。
木瓜蛋白酶的提取、分离纯化及其生物学研究综述及实验方法 13生物技术第二大组第二小组 组员：王玓玥（组长）、王子贺、王思瑶、王宇涛、王守鑫、谭国栋一、研究背景： 在经济飞速发展的今天，人们的生活水平已远远不只在于吃饱穿暖，食品的安全和营养问题受到人们越来越多的关注，绿色健康的生活也成为大家共同的追求，木瓜蛋白酶以它自身耐热及特殊结构等特点被广泛的用于食品行业，如何分离纯化得到高纯度低成本的木瓜蛋白酶则是人们现在研究的重点，本小组便也以此为研究主题展开实验。 二、木瓜蛋白酶基本介绍：木瓜蛋白酶，又称木瓜酶，是一 种蛋白水解酶。木瓜蛋白酶是番木瓜中含有的一种低特异性蛋白水解酶，广泛地存在于番木瓜的根、茎、叶和果实内，其中在未成熟的乳汁中含量最丰富。木瓜蛋白酶的活性中心含半胱氨酸，属于巯基蛋白酶，它具有酶活高、热稳定性好、天然卫生安全等特点，这种蛋白水解酶，分子量为23406，由一种单肽链组成，含有212个氨基酸残基。至少有三个氨基酸残基存在于酶的活性中心部位，他们分别是Cys25、His159和Asp158，当Cys25被氧化剂氧化或与金属离子结合时，酶的活力被抑制，而还原剂半胱氨酸（或亚硫酸盐）或EDTA能恢复酶的活力木瓜蛋白酶是一种在酸性、中性、碱性环境下均能分解蛋白质的蛋白酶。它的外观
为白色至浅黄色的粉末，微有吸湿性；木瓜蛋白酶溶于水和甘油，水溶液为无色或淡黄色，有时呈乳白色；几乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂。木瓜蛋白酶是一种含巯基(-SH)肽链内切酶，具有蛋白酶和酯酶 的活性，有较广泛的特异性，对动植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有较强的水解能力，但几乎不能分解蛋白胨。木瓜蛋白酶的最适合PH值6～7(一般3～9.5皆可)，在中性或偏酸性时亦有作用，等电点（pI）为8.75；木瓜蛋白酶的最适合温度55～65℃(一般10～85℃皆可)，耐热性强，在90℃时也不会完全失活；受氧化剂抑制，还原性物质激活。。另外六个半胱氨酸残基形成了三对二硫键,且都不在活性部位。纯木瓜蛋白酶制品可含有：（1）木瓜蛋白酶，分子量21000，约占可溶性蛋白质的10%；（2）木瓜凝乳蛋白酶，分子量26000，约占可溶性蛋白质的45%；（3）
《蛋白质工程》课程教学大纲 赵艮贵 课程名称：蛋白质工程 课程类型: 专业基础课 总学时：讲课学时：36 学分：2 适用对象: 生物技术专业 先修课程：生物化学，细胞生物学，分子生物学，基因工程 一、课程性质、目的和任务 蛋白质工程是随着生物化学、分子生物学、结构生物学、晶体学和计算机技术等的迅猛发展而诞生的，也与基因组学、蛋白质组学、生物信息学等的发展密切相关，是融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。由于蛋白质工程学科的边缘性，所以本课程在介绍蛋白质基本内容的同时，兼顾学科发展动向，旨在使学生了解现代蛋白质工程理论的新进展并为相关学科提供知识和技术。 二、教学基本要求 通过本课程的学习，使学生掌握蛋白质工程的基本理论、基础知识、主要研究方法和技术以及生物信息学和现代生物技术在蛋白质工程上的应用及典型研究实例，熟悉从事蛋白质工程的重要方法和途径。努力培养学生具有科学思维方式、启发学生科学思维能力和勇于探索，善于思考、分析问题的能力，激发学生的学习热情，为未来的学习和工作奠定坚实的理论和实践基础。
重点内容包括蛋白质分子基础、分子设计、折叠、理化性质、结构解析与预测以及蛋白组学、生物信息学在蛋白质工程中的应用、蛋白质的分离纯化鉴定技术和现代生物技术在蛋白质工程中的应用。难点蛋白的分子设计和结构解析。 五、实践环节 独立开课六、参考性教学时间安排 4 蛋白质分子设计 4 蛋白质的修饰和表达2 蛋白质的物理化学性质3 蛋白质结构解析 3 生物信息学在蛋白质工程中的应用 4 蛋白质的分离纯化与鉴定4 现代生物学技术在蛋白质工程中的应用4 蛋白质组学 蛋白质工程的应用3 七、考核方式 期末笔试 八、推荐教材和教学参考书 教材： 《蛋白质工程》（第二版），汪世华主编，科学出版社，2008. 普通高等教育十一五规划教材
《蛋白质工程的应用》教案 教学目标 1、举例说出蛋白质工程崛起的缘由。 2、简述蛋白质工程的原理。 3、尝试运用逆向思维分析和解决问题。 教学重难点 (1)为什么要开展蛋白质工程的研究？ (2)蛋白质工程的原理。 课时数 本节教学建议用1课时。 教学过程 (1)采用“问题—探究—新问题—再探究”的教学模式。 本节内容是基因工程的延伸和发展。由于蛋白质工程刚刚起步，学习内容较少。如何学得充实，又让学生悟出些终身学习的道理，建议采用“问题—探究—新问题—再探究”的教学模式。 新课一开始，可以带领学生回忆原有知识：要想让一种生物的性状在另一种生物中表达，在种内可以用常规杂交育种的办法实现，但要使有生殖隔离的种间生物实现基因交流，就显得力不从心了。基因工程的诞生，为克服这一远缘杂交的障碍问题，带来了新的希望。于是取得了丰硕成果：大肠杆菌为人类生产出了胰岛素，牛的乳腺生物反应器为人类制造出了蛋白质类药物，烟草植物体内含有了某种药物蛋白……至此，人们也只是实现了世界上现有基因在转基因生物中的表达。但一个新问题出现了，生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程中形成的，它的结构、性能不能完全满足人类生产和生活的需要。为了加深这一点的认识，可调动学生从书中找实例(干扰素例子、工业用酶的例子)加以佐证。于是要对现有蛋白质进行改造，制造出目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质。这样人们又开始了新一轮的探索，蛋白质工程应运而生了。 (2)建议加强与已有知识的联系，用逆向思维的方法解决新问题。 学生在必修课中已学习过中心法则及蛋白质具有复杂的空间结构等知识。中心法则告诉我们遗传信息的流动方向如图1-4所示。 遗传信息的流动方向
实验六蛋白质的水解和氨基酸的纸层析法分离 一、目的 1．学习水解蛋白质的方法。 2．掌握纸层析的基本技术。 3．学习用纸层析分离、鉴定氨基酸的方法。 二、原理 1．蛋白质的水解 蛋白质可以用酸、碱或酶如胃蛋白酶，胰蛋白酶，糜蛋白酶水解成最终产物氨基酸。实验室中常使用酸解法水解蛋白质。当在6 mo叭。盐酸溶液中将蛋白质在110t加热大约20 h，肽键断裂，此时蛋白质完全分解为氨基酸。 酸法水解蛋白质的优点是在水解过程中不发生外消旋作用，所得到的氨基酸均为L一氨基酸。大多数氨基酸在煮沸酸中是稳定的，但色氨酸则完全被破坏。丝氨酸和苏氨酸在酸解过程中或多或少地也有破坏。色氨酸的水解产物已知是一种棕黑色的物质——腐黑质，因此，用酸法水解蛋白质得到的水解液为棕黑色的。 2．纸层析法分离氨基酸 纸层析是以滤纸作为支持物的分配层析法。它利用不同物质在同一推动剂中具有不同的分配系数，经层析而达到分离的目的。在一定条件下，一种物质在某溶剂系统中的分配系数是一个常数，若以K表示分配系数 层析溶剂（又称推动剂），是选用有机溶剂和水组成的。滤纸纤维素与水有较强的亲和力（纤维素分子的葡萄糖基上的-OH基与水通过氢键相作用）能吸附很多水分，一般达滤纸重的22％左右（其中约有6％的水与纤维素结合成复合物），由于这部分水扩散作用降低形成固定相；而推动剂中的有机溶剂与滤纸的亲和力很弱，可在滤纸的毛细管中自由流动，形成流动相。层析时，点有样品的滤纸一端浸入推动剂中，有机溶剂连续不断地通过点有样品的原点处，使其上的溶质依据本身的分配系数在两相间进行分配。随着有机溶剂不断向前移动，溶质被携带到新的无溶质区并继续在两相间发生可逆的重新分配，同时溶质离开原点不断向前移动，溶质中各组分的分配系数不同，前进中出现了移动速率差异，通过一定时间的层析，不同组分便实现了分离。物质的移动速率以R f值表示： 各种化合物在恒定条件下，层析后都有其一定的R f值，借此可以达到定性、鉴别的目的。 溶质的结构与极性、溶剂系统的物质组成与比例、pH值、滤纸的质地以及层析的温度、时间等都会影响R f值。 三、仪器试剂和材料 1．仪器 （1）干燥箱 （2）水浴锅 （3）安培瓶 （4）层析缸 （5）吹风机 （6）喷雾器 2．试剂
木瓜蛋白酶酶活力检测方法 南宁庞博生物工程有限公司企业标准 Q/NPB 01-2019 食品添加剂木瓜蛋白酶制剂 1、范围 本标准规定了食品添加剂木瓜蛋白酶制剂的原辅料要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存。 本标准适用于以木瓜果乳汁为原料，添加葡萄糖，经浸泡提取、过滤、浓缩、干燥、调配粉碎、包装等工艺制成的食品添加剂木瓜蛋白酶制剂。 2、规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 191-2019 包装储运图示标志 GB/T 601-2002 化学试剂标准滴定溶液的制备 GB/T 602-2002 化学试剂杂质测定用标准溶液的制备 GB/T 603-2002 化学试剂试验方法中所用制剂及制品的制备 GB 2760 食品添加剂使用卫生标准 GB/T 4789.2-2019 食品卫生微生物检验菌落总数的测定 GB/T 4789.3-2019 食品卫生微生物检验大肠菌群计数 GB/T 4789.4-2019 食品卫生微生物检验沙门氏菌检测 GB/T 4789.6-2019 食品卫生微生物检验致泻大肠埃希氏菌检测 GB/T 4789.10-2019 食品卫生微生物检验金黄色葡萄球菌检验 GB/T 5009.3-2019 食品中水分的测定 GB/T 5009.74-2019 食品添加剂中重金属限量试验 GB/T 5009.75-2019 食品添加剂中铅的测定 GB/T 5009.76-2019 食品添加剂中砷的测定 GB 5749-2019 生活饮用水卫生标准 GB/T 6682-2019 分析实验室用水规格和试验方法 GB 7718 预包装食品标签通则 GB/T 8170-2019 数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T 20880-2019 食用葡萄糖 JJF 1070 定量包装商品净含量检验规则 NY/T 691-2019 番木瓜
蛋白质工程的研究进展及其农业医药应用展望 摘要：蛋白质工程是用分子生物学手段对蛋白质进行分子改造的技术，是生物 工程中五大工程之一，本文对蛋白质工程作了简要概述，介绍了蛋白质工程的特点，并从蛋白质结构分析结构、功能的设计和预测、蛋白的创造和改造等方面对蛋白质工程研究内容进行详细论述，并以实例作了蛋白工程的应用。随着社会和技术的不断发展，蛋白质工程技术在农业和医药方面的作用越来越突出，必将为社会的发展和许多重大社会问题的解决提供极大的支持。 关键词：蛋白质工程特点；研究内容；农业应用；医药应用；展望 蛋白质是生命的体现者，离开了蛋白质，生命将不复存在。可是，生物体内存在的天然蛋白质，有的往往不尽人意，需要进行改造。由于蛋白质是由许多氨基酸按一定顺序连接而成的，每一种蛋白质有自己独特的氨基酸顺序，所以改变其中关键的氨基酸就能改变蛋白质的性质。而氨基酸是由三联体密码决定的，只要改变构成遗传密码的一个或两个碱基就能达到改造蛋白质的目的。蛋白质工程的一个重要途径就是根据人们的需要，对负责编码某种蛋白质的基因重新进行设计，使合成的蛋白质变得更符合人类的需要。这种通过造成一个或几个碱基定点突变，以达到修饰蛋白质分子结构目的的技术，称为基因定点突变技术。 蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。其内容主要有两个方面：根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质；确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。在此基础之上，实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能，设计合成具有特定生物功能的全新的蛋白质，这也是蛋白质工程最根本的目标之一。 目前，蛋白质工程尚未有统一的定义。一般认为蛋白质工程就是通过基因重组技术改变或设计合成具有特定生物功能的蛋白质。实际上蛋白质工程包括蛋白质的分离纯化，蛋白质结构和功能的分析、设计和预测，通过基因重组或其它手段改造或创造蛋白质。从广义上来说，蛋白质工程是通过物理、化学、生物和基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质。 1 概念 按人们意志改变蛋白质的结构和功能或创造新的蛋白质的过程。包括在体外改造已有的蛋白质，化学合成新的蛋白质，通过基因工程手段改造已有的或创建新的编码蛋白质的基因去合成蛋白质等。为获得的新蛋白具备有意义的新性质或新功能，常对已知的其他蛋白质进行模式分析或采取分子进化等手段。 2 蛋白质工程基本途径
专题3 第三单元 盐类的水解规律及简单应用 班级 姓名 学号 1、 有关盐类水解的说法不正确的是 （ ） A 、盐类的水解过程破坏了纯水的电离平衡 B 、盐类的水解是酸碱中和反应的逆反应 C 、含有弱酸根盐的水溶液不一定显碱性 D 、 Na 2CO 3溶液中，c(Na +)是c(CO 32-)的2倍 2、在盐类发生水解的过程中正确的说法是 （ ） A 、盐的电离平衡被破坏 B 、水的电离程度增大 C 、溶液的pH 一定发生改变 D 、没有中和反应发生 3、下列物质的水溶液中，除水分子外，不存在其他分子的是 （ ） A 、KHS B 、HNO 3 C 、NaF D 、H 3PO 4 4、下列离子在水溶液中不发生水解的是 （ ） A 、Ag + B 、I - C 、F - D 、CO 32- 5、下列水解离子方程式书写正确的是 （ ） A 、Fe 3+ + 3H 2O Fe(OH)3 + 3H + B 、Br - + H 2O HBr + OH - C 、 CO 32- + 2H 2O H 2CO 3 + 2OH - D 、NH 4+ + 2H 2O NH 3·H 2O + H + 6、下列溶液中，含离子数目最多的是 （ ） A 、30mL 0.lmol ／L 的AlCl 3 B 、10mL 0.2mol ／L 的CaCl 2 C 、30mL 0.2mol ／L 的CH 3COOH D 、40mL 冰醋酸 7、在氯化铵溶液中，下列关系式正确的是 （ ） A 、c （Cl －）＞c （NH 4+）＞c （H +）＞c （OH －） B 、c （NH 4+）＞c （Cl －）＞c （H +）＞c （OH － ） C 、 c （Cl －）＝c （NH 4+）＞c （H +）＝c （OH － ） D 、 c （NH 4+）＝c （Cl －）＞c （H +）＞c （OH － ） 8、下列各物质投入水中，因促进水的电离而使溶液呈酸性的是 （ ） A 、NaHSO 4 B 、Na 3PO 4 C 、CH 3COOH D 、Al 2(SO 4)3 9、物质的量浓度相同的三种盐NaX 、NaY 和NaZ 的溶液，其pH 依次为8、9、10，则HX 、HY 、 HZ 的酸性由强到弱的顺序是 （ ） A 、HX. HY . HZ B 、HZ. HY . HX C 、HX.HZ.HY D 、HY .HZ.HX 10、某强酸和某强碱溶液等体积混合后，所得溶液的pH 为7，原酸溶液和原碱溶液的物质的量浓 度 （ ） A 、大于 B 、小于 C 、等于 D 、不能确定 11、下列物质能跟镁反应并产生氢气的是 （ ） A 、碳酸氢钠溶液 B 、氢氧化钠溶液 C 、氯化铵浓溶液 D 、碳酸钠溶液 12、在Na 2S 溶液中，c （Na +）与c （S 2-）的关系是 （ ） A 、c （Na +）=c （S 2-）； B 、c （Na +）：c （S 2-）=2：1；
发酵工程与设备课程论文 题目木瓜蛋白酶 班别学号 姓名 成绩
木瓜蛋白酶 摘要：木瓜蛋白酶是一种能分解蛋白质的蛋白酶。先了解木瓜蛋白酶的制备及保存，接着分析它的化学修饰和酶活力的影响。最后，木瓜蛋白酶的固定化及方法以及它在各个行业的应用。Abstract: Papain is a protease that breaks down proteins.To understand the preparation and preservation of papain and then analyzed its chemical modification and enzyme activities.Finally, the immobilized papain and the method and its application in various industries 关键字：木瓜蛋白酶化学修饰酶活力固定化行业的应用Keywords:papain Chemical modification enzyme immobilization industry applications 木瓜蛋白酶是一种在酸性、中性、碱性环境下均能分解蛋白质的蛋白酶。它的外观为白色至浅黄色的粉末，微有吸湿性。它是利用未成熟的番木瓜果实中的乳汁，采用现代生物工程技术提炼而成的纯天然生物酶制品。它是一种含疏基肽链内切酶，具有蛋白酶和酯酶的活性，有较广泛的特异性，对动植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有较强的水解能力，同时，还具有合成功能，能把蛋白水解物合成为类蛋白质。溶于水和甘油，水溶液无色或淡黄色，有时呈乳白色；几乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂。 作为植物来源的蛋白酶来说，此酶研究进展的最快。此酶主要是以内肽酶的形态起作用。活性的产生，而半胱氨酸残基是不可缺少的，所以是硫基蛋白酶的一种，底物的特异性不太严格，分子量为23400，氨基酸残基数212。 一、木瓜蛋白酶的制备及保存 木瓜蛋白酶的制备是将未成熟番木瓜果实割取乳液去杂，在室温下，入半胱氨酸溶液在研钵中充分磨匀，静置后取上清液即
蛋白质工程在其诞生以来就在人们生活的方方面面起到了很大的作用，它的应用主要是在在医药，食品加工，轻工业，农牧业等方面，为社会的发展进步提供了不容忽视的力量，这将预示着蛋白质工程将在以后的社会发展中有着良好的发展前景。 随着20世纪70年代初期DNA基因工程的诞生，蛋白质工程在它的冲击下应运而生。1983年，美国Genex 公司K.Ulmer 在《Science》上发表以《Protein Engineering.》为题的专论，第一次提出了蛋白质工程的概念，并建立了专门的研究实体，制定了相应研究开发计划，标志着蛋白质工程的正式诞生。在以后的二十多年里，蛋白质工程有了长足的发展且应用于医学，农业，轻工等各个领域，产生了较大的经济效益和社会效益。 一．蛋白质工程在医药中的的医用 基因工程为实现蛋白质工程已经提供了基因克隆、表达、突变以至活性测定等关键技术，而蛋白质分子的结构分析、结构设计和预测为蛋白质工程的实施提供了必要的结构模型和结构基础。蛋白质工程的实施实际上是一个由理论到实践、由实践到理论的周而复始的研究过程，对蛋白质的结构—功能关系的规律性认识是一个螺旋式上升的过程。蛋白质工程不但有着广泛的应用前景，而且在揭示蛋白质结构形成和功能表达的关系研究中也是一个不可替代的手段。 （一）蛋白质工程在医药中的应用 1抗体工程的应用 抗体工程的出发点是改善抗体的特异性、亲和性以及在受体细胞中的可生产性。当然也包括使其特性扩展，可同时作用于不同的抗原。对于很多应用而言，只改变亲和性是不够的。在一些应用中，特别小的抗体片段是必需的；鼠抗体必须改成人抗体；再者，增加抗体分子对蛋白酶的稳定性以及正确折叠都是重要的考虑。 下面以一个特异性结合实体瘤的单克隆鼠抗体为例。这种抗体对高度特异性肿瘤治疗而言是很理想的，它可以将免疫毒素带到瘤细胞中，从而杀死瘤细胞。由于完整的抗体分子太大，不能最大限度地扩散到瘤体中，以致不能完成治疗目的。为此，必须将抗体分子变小，抗体的最小片段Fv就成了最佳候选分子。然而Fv本身不稳定，这样抗体运载体Fy和所携带的毒素可能在到达目的地之前就分开。因而，首先要使其稳定化；然后抗体的亲和性要尽可能高，这是因为抗体对抗原(即瘤细胞)的结合越好，所携带的毒素错误地在身体内传布的危险性就越小，抗体更能达到其目的地。然而，如果病人的免疫系统将这个鼠源抗体识别为外源蛋白质，则几天之后由于HAMA反应产生的人抗鼠抗体就阻断了携带毒素的鼠抗体到达瘤细胞之路，使免疫治疗归于失败。为了解决这一问题，就要对抗体进行改造。近年来，用大肠杆菌系统有效地表达所需要的特定功能的抗体技术取得突破，向人们提供了具有全新性质的医用抗体片段。以上就是对鼠源抗体改造的路子。 如上所述，由于HAMA免疫反应直接从具有特异性结合活性的鼠源单抗在治疗中的作用就受到限制。由于绝大多数HAMA抗体是抗鼠源抗体的恒定区，使人们想到产生嵌合抗体可能解决上述问题，即将鼠单抗的恒定区换成人抗的恒定区。由于人抗体基因和鼠抗体基因都可以分别进行克隆，利用PCR技术很容易将鼠单抗可变区与人的恒定区重组到一起，所得到的嵌合抗体仍然能特异性地结合抗原，而HAMA反应被减少。由于这样的嵌合抗体的恒定区(或恒定结构域)来源于人，因而它对于激活人免疫系统的某些辅助功能更有效，则可有效地激活依赖于抗体的细胞的细胞毒性(ADCC)，这就是某些像这样的人源化抗体已经用到临床实验的原因。
Papain Papain [9001-73-4] Papain is a purified proteolytic substance derived from Carica papaya Linné(Fam.caricaceae).papain,when assayed directed herein, contains not less than 6000 units per mg. Papain of a higher digestive power may be reduced to the official standard by admixture with papain of lower activity ,lactose,or other suitable diluents. One USP Unit of papain is the activity that releases the of 1μg of tyrosine from a specified casein substance under the conditions of the Assay， using the enzyme concentration that liberates 40μg of tyrosine per mL of test solution. Packaging and storage－Preserve in tight,light-resistant containers in a cool place. USP reference standards (11)—USP papain RS. pH<791>:between 4.8 and 6.2 in a solution (1 in 50). Loss on drying <731>—Dry it in a vacuum oven at 60℃ for 4 hours : it losses not more than 7.0% of its weight. Assay (casein digestive power)— Dibasic sodium phosphate.,0.05M—dissolve 7.1g of anhydrous dibasic sodium phosphate in water to make 1000mL.add 1 drop of toluene as a preservative. Citric acid,0.05M—dissolve 10.5g of citric acid monohydrate in water to make 1000mL. Add 1 drop on toluene as a preservative. Casein substrate—Disperse 1 g of Hammersten-type casein in 50 mL on 0.05M Dibasic sodium phosphate. Place in a boiling water bath for 30 minutes with occasional stirring.Cool to room temperature ,and add 0.05 M Citric acid to adjust to a pH of 6.0±0.1.stir the solution rapidly and continuously during the addition of the 0.05M Citric acid to prevent precipitation of the casein. Dilute with water to 100 mL .prepare fresh daily. Buffer solution (Phosphate-Cysteine Disodium ethylenediaminetetraacetate Buffer)
《蛋白质工程》教学大纲 Protein Engineering 课程编码：27A11714 学分：1.5 课程类别：专业任选课 计划学时：24 其中讲课：24 实验或实践：0 适用专业：生物技术专业 推荐教材：刘贤锡著，《蛋白质工程原理与技术》，山东大学出版社，2002年。 参考书目：汪世华著，《普通高等教育"十一五"规划教材-蛋白质工程》，科学出版社，2008年。 课程的教学目的与任务 通过本课程的学习，掌握蛋白质工程的基本理论、基础知识、主要研究方法和技术以及蛋白质工程的应用，熟悉从事蛋白质工程的重要方法和途径。形成科学的思维方式、培养学生科学思维能力和勇于探索、善于思考、分析问题的能力，激发学生对蛋白质工程的学习热情，为将来的学习和工作奠定坚实的理论和实践基础。 课程的基本要求 本课程的教学目的是使学生掌握蛋白质和蛋白质工程的概念，并在此基础上通过对蛋白质分子设计、蛋白质的热力学和动力学、蛋白质的修饰和表达、蛋白质的结构的学习，加深蛋白质的功能和应用的掌握,通过蛋白质组学的学习了解蛋白质工程的原理。同时兼顾学科发展动向，着重涉及当今蛋白质工程的应用。旨在使本科生了解现代蛋白质工程理论的新进展并为相关学科提供知识和技术。 各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验） 第一章：绪论建议学时：2 [教学目的与要求] 了解蛋白质工程发展的历史及理论基础、基本研究内容与研究程序，掌握蛋白质结构与功能的关系，了解蛋白质工程的发展方向。 [教学重点与难点] 本部分教学重点也是难点为蛋白质结构与功能的关系。 [授课方法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。 [授课内容] §1.1 蛋白质工程概论 蛋白质工程的理论基础 蛋白质工程的研究内容 蛋白质工程的基本程序 §1.2蛋白质工程的应用 研究蛋白质结构与功能的关系 改变蛋白质的特性 生产蛋白质和多肽类活性物质
蛋白质工程的研究的前景 摘要：蛋白质工程是生物工程中五大工程之一，本文对蛋白质工程作了简要概述，介绍了蛋白质工程的特点，并从蛋白质结构分析结构、功能的设计和预测、蛋白的创造和改造等方面对蛋白质工程研究内容进行详细论述，并以实例作了蛋白工程的应用。 关键词：蛋白质工程特点；研究内容；实际应用 蛋白质是生命的体现者，离开了蛋白质，生命将不复存在。可是，生物体内存在的天然蛋白质，有的往往不尽人意，需要进行改造。由于蛋白质是由许多氨基酸按一定顺序连接而成的，每一种蛋白质有自己独特的氨基酸顺序，所以改变其中关键的氨基酸就能改变蛋白质的性质。而氨基酸是由三联体密码决定的，只要改变构成遗传密码的一个或两个碱基就能达到改造蛋白质的目的。蛋白质工程的一个重要途径就是根据人们的需要，对负责编码某种蛋白质的基因重新进行设计，使合成的蛋白质变得更符合人类的需要。这种通过造成一个或几个碱基定点突变，以达到修饰蛋白质分子结构目的的技术，称为基因定点突变技术。蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。其内容主要有两个方面：根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质；确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。在此基础之上，实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能，设计合成具有特定生物功能的全新的蛋白质，这也是蛋白质工程最根本的目标之一。 目前，蛋白质工程尚未有统一的定义。一般认为蛋白质工程就是通过基因重组技术改变或设计合成具有特定生物功能的蛋白质。实际上蛋白质工程包括蛋白质的分离纯化，蛋白质结构和功能的分析、设计和预测，通过基因重组或其它手段改造或创造蛋白质。从广义上来说，蛋白质工程是通过物理、化学、生物和基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质。 1概念 按人们意志改变蛋白质的结构和功能或创造新的蛋白质的过程。包括在体外改造已有的蛋白质，化学合成新的蛋白质，通过基因工程手段改造已有的或创建新的编码蛋白质的基因去合成蛋白质等。为获得的新蛋白具备有意义的新性质或新功能，常对已知的其他蛋白质进行模式分析或采取分子进化等手段。 2 蛋白质工程基本途径 从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸（基因） 3 蛋白质工程研究内容 3.1蛋白质结构分析 蛋白质工程的核心内容之一就是收集大量的蛋白质分子结构的信息，以便建立结构与功能之间关系的数据库，为蛋白质结构与功能之间关系的理论研究奠定基础。三维空间结构的测定是验证蛋白质设计的假设即证明是新结构改变了原有生物功能的必需手段。晶体学的技术在确定蛋白质结构方面有了很大发展，但是最明显的不足是需要分离出足够量的纯蛋白质（几毫克～几十毫克），制备出单晶
木瓜蛋白酶 一、名称和属性 广义的木瓜酶指的是木瓜蛋白酶（Papain）、木瓜凝乳蛋白酶（Chymopapain）、淀粉酶（Amylase）等等组成的复合酶，这里主要讨论木瓜蛋白酶。木瓜蛋白酶（Papain），或简称木瓜酶、木瓜酵素，又称嫩精或木瓜粉，是存在于木瓜果实中的一种半胱氨酸酶，属于蛋白水解酶。 二、作用机制 木瓜蛋白酶是一种在酸性、中性、碱性环境下均能分解蛋白质的蛋白酶。它的外观为白色至浅黄色的粉末，微有吸湿性；木瓜蛋白酶溶于水和甘油，水溶液为无色或淡黄色，有时呈乳白色；几乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂。木瓜蛋白酶是一种含巯基(-SH)肽链内切酶，具有蛋白酶和酯酶的活性，有较广泛的特异性，对动植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有较强的水解能力，但几乎不能分解蛋白胨。 木瓜蛋白酶的剪切肽键的机制包括：在His-159作用下Cys-25去质子化，而Asn-158能够帮助His-159的咪唑环的摆放，使得去质子化可以发生；然后Cys-25亲核攻击肽主链上的羰基碳，并与之共价连接形成酰基－酶中间体；接着酶与一个水分子作用，发生去酰基化，并释放肽链的羰基末端。 三、应用情况 木瓜酶具有纯天然、无毒无害、使用安全等功能特性，而被广泛用于食品、美容化妆品、医药保健品、日化品、饲料、皮革、纺织品等行业，并远销日本、韩国、美国、俄罗斯、马来西亚等国外市场。 国际上FAO／WHO把木瓜蛋白酶列为A级食品添加剂，其使用量可不受限制；中国食品添加剂标准化技术委员会也已批准将木瓜蛋白酶列入使用品种。 3.1食品行业 木瓜蛋白酶主要被用于将硬的肉纤维（蛋白质组成）切断，并且该用途已经被南美洲的土著居民使用了数千年。该酶是嫩肉粉（在大多数的超级市场都可以买到）的成分之一。 3.2生化行业 木瓜蛋白酶在准备细胞培养液（cell culture）的第一步中被用于分离细胞。用酶处理小组织块10分钟后，就可以将连接细胞的细胞外基质打断；然后再用蛋白酶抑制剂来停止反应，防止木瓜蛋白酶进一步裂解细胞本身；最后用Pasteur pipette将组织块打散为单细胞悬浮液。 3.3医药行业