《蛋白質(zhì)工程的化學(xué)修飾》課件

蛋白質(zhì)工程的化學(xué)修飾蛋白質(zhì)工程的化學(xué)修飾是一門新興的交叉學(xué)科，它結(jié)合了蛋白質(zhì)工程和化學(xué)合成，通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行化學(xué)修飾，賦予其新的功能，應(yīng)用于生命科學(xué)研究、藥物開發(fā)、生物材料等領(lǐng)域。課程大綱蛋白質(zhì)工程簡(jiǎn)介介紹蛋白質(zhì)工程的原理和方法蛋白質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)闡述蛋白質(zhì)的氨基酸組成和結(jié)構(gòu)化學(xué)修飾的原理和方法講解常見化學(xué)修飾反應(yīng)和技術(shù)蛋白質(zhì)修飾的應(yīng)用探討蛋白質(zhì)修飾在不同領(lǐng)域的應(yīng)用蛋白質(zhì)工程簡(jiǎn)介定義利用基因工程技術(shù)對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行改造，創(chuàng)造新的或改進(jìn)的蛋白質(zhì)目標(biāo)提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性、活性、特異性等應(yīng)用酶工程、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等蛋白質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)氨基酸序列蛋白質(zhì)由氨基酸組成，氨基酸之間通過(guò)肽鍵連接形成多肽鏈二級(jí)結(jié)構(gòu)多肽鏈通過(guò)氫鍵形成α螺旋和β折疊等二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)通過(guò)各種相互作用折疊形成三級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)多個(gè)三級(jí)結(jié)構(gòu)通過(guò)相互作用形成四級(jí)結(jié)構(gòu)自然蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾磷酸化磷酸基團(tuán)的添加，調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)活性糖基化糖鏈的連接，影響蛋白質(zhì)穩(wěn)定性和功能乙?；阴；奶砑?，影響蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性和功能甲基化甲基的添加，影響蛋白質(zhì)的活性人工化學(xué)修飾的目的和意義增強(qiáng)穩(wěn)定性提高蛋白質(zhì)的抗降解能力，延長(zhǎng)其活性改變活性通過(guò)修飾改變蛋白質(zhì)的活性，使其更適合特定應(yīng)用賦予新功能通過(guò)化學(xué)修飾賦予蛋白質(zhì)新的功能，例如靶向遞送、成像提高應(yīng)用價(jià)值提高蛋白質(zhì)的應(yīng)用效率，降低成本常見的化學(xué)修飾反應(yīng)親核取代反應(yīng)親核試劑取代蛋白質(zhì)分子上的官能團(tuán)親電取代反應(yīng)親電試劑與蛋白質(zhì)分子上的官能團(tuán)發(fā)生取代反應(yīng)蛋白質(zhì)縮合反應(yīng)蛋白質(zhì)分子與其他分子發(fā)生縮合反應(yīng)氧化還原反應(yīng)改變蛋白質(zhì)分子中特定基團(tuán)的氧化態(tài)親核取代反應(yīng)原理親核試劑進(jìn)攻蛋白質(zhì)分子上的電正性原子或基團(tuán)應(yīng)用修飾蛋白質(zhì)的氨基、羧基、巰基等親電取代反應(yīng)原理親電試劑進(jìn)攻蛋白質(zhì)分子上的電負(fù)性原子或基團(tuán)應(yīng)用修飾蛋白質(zhì)的芳香環(huán)、碳碳雙鍵等蛋白質(zhì)縮合反應(yīng)原理蛋白質(zhì)分子與其他分子通過(guò)脫水反應(yīng)形成新的鍵應(yīng)用連接蛋白質(zhì)與其他分子，如藥物、抗體、熒光標(biāo)記氧化還原反應(yīng)原理改變蛋白質(zhì)分子中特定基團(tuán)的氧化態(tài)應(yīng)用改變蛋白質(zhì)的活性，使其更適合特定應(yīng)用交聯(lián)反應(yīng)原理利用雙功能試劑將兩個(gè)或多個(gè)蛋白質(zhì)分子連接起來(lái)應(yīng)用提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，增強(qiáng)其抗降解能力磷酸化反應(yīng)原理磷酸基團(tuán)的添加，調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)活性應(yīng)用研究蛋白質(zhì)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，開發(fā)新的治療方法糖基化反應(yīng)原理糖鏈的連接，影響蛋白質(zhì)穩(wěn)定性和功能應(yīng)用研究蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能，開發(fā)新型治療藥物聚合反應(yīng)原理通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將多個(gè)蛋白質(zhì)分子連接起來(lái)形成聚合物應(yīng)用制備新的生物材料，例如納米顆粒、水凝膠修飾基團(tuán)的選擇1目標(biāo)2特性3功能4反應(yīng)條件5安全性修飾反應(yīng)的優(yōu)化1反應(yīng)條件2試劑濃度3反應(yīng)時(shí)間4溫度蛋白質(zhì)修飾的分析表征1質(zhì)譜分析確定修飾位點(diǎn)和修飾程度2核磁共振分析蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化3電泳和色譜分離和純化修飾后的蛋白質(zhì)質(zhì)譜分析技術(shù)原理根據(jù)蛋白質(zhì)的質(zhì)量和電荷比進(jìn)行分離和檢測(cè)應(yīng)用確定修飾位點(diǎn)和修飾程度核磁共振技術(shù)原理利用原子核的磁性性質(zhì)來(lái)研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)應(yīng)用分析蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化、動(dòng)態(tài)變化和相互作用電泳和色譜技術(shù)電泳根據(jù)蛋白質(zhì)的分子量和電荷進(jìn)行分離色譜根據(jù)蛋白質(zhì)的親和性、大小或疏水性進(jìn)行分離蛋白質(zhì)修飾的應(yīng)用酶工程提高酶的穩(wěn)定性、活性、特異性免疫工程開發(fā)新的抗體、疫苗和診斷試劑藥物開發(fā)開發(fā)新的治療藥物，提高藥物的療效和安全性酶工程提高穩(wěn)定性延長(zhǎng)酶的活性改變活性使其更適合特定應(yīng)用賦予新功能例如靶向遞送免疫工程開發(fā)新抗體提高特異性和親和性開發(fā)新疫苗增強(qiáng)免疫效果開發(fā)新診斷試劑提高靈敏度和特異性藥物開發(fā)提高藥物療效通過(guò)修飾改變藥物的藥代動(dòng)力學(xué)提高藥物安全性降低藥物的毒副作用開發(fā)靶向藥物提高藥物的靶向性和療效生物材料組織工程構(gòu)建新的組織和器官藥物遞送控制藥物釋放生物傳感器檢測(cè)生物物質(zhì)生物傳感器血糖監(jiān)測(cè)檢測(cè)血糖濃度疾病診斷檢測(cè)特定生物標(biāo)志物環(huán)境監(jiān)測(cè)檢測(cè)污染物總結(jié)與展望前景廣闊蛋白質(zhì)工程的化學(xué)修飾具有巨大的應(yīng)用潛力技術(shù)挑戰(zhàn)仍需克服一些技術(shù)挑戰(zhàn)，例如修飾效率、安全性等課程小結(jié)蛋白質(zhì)工程的化學(xué)修飾是一門新興的交叉學(xué)科，它結(jié)合了蛋白質(zhì)工程和化學(xué)合成，通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行化學(xué)修飾，賦予其新的功能常見化學(xué)修飾反應(yīng)包括親核取代反應(yīng)、親電取代反應(yīng)、蛋白質(zhì)縮合反應(yīng)等蛋白質(zhì)修飾的應(yīng)用在