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第1章 蛋白质化学基础1

1.1蛋白质的重要功能、组成和分类1

1.2氨基酸3

1.2.1氨基酸的结构3

1.2.2氨基酸的分类5

1.2.3氨基酸的性质6

1.3肽21

1.3.1肽键及肽链21

1.3.2肽的命名22

1.3.3肽的物理和化学性质22

1.3.4天然的活性肽23

1.4蛋白质25

1.4.1蛋白质的两性电离及等电点25

1.4.2蛋白质的胶体性质27

1.4.3蛋白质的沉淀作用28

1.4.4蛋白质的颜色反应30

1.4.5蛋白质的分子量测定31

1.4.6蛋白质的分离纯化方法33

1.4.7蛋白质的含量测定和纯度鉴定39

思考题42

第2章 蛋白质分子结构基础44

2.1蛋白质结构的层次体系44

2.2蛋白质的一级结构45

2.3蛋白质的二级结构46

2.3.1常见二级结构46

2.3.2超二级结构53

2.3.3结构域57

2.4蛋白质的三级结构58

2.5蛋白质的四级结构60

2.6蛋白质结构分类和三类主要的蛋白质结构61

2.7蛋白质结构与功能的关系68

2.7.1蛋白质结构与功能的复杂性68

2.7.2结构相同的蛋白质具有不同的功能69

2.7.3不同结构的蛋白质具有相同的功能69

2.7.4蛋白质结构与功能复杂性对蛋白质研究的影响71

思考题71

第3章 蛋白质结构的测定与预测72

3.1蛋白质一级结构的确定72

3.1.1蛋白质的氨基酸组成测定72

3.1.2蛋白质或多肽链的裂解或部分裂解72

3.1.3蛋白质的末端测定75

3.1.4亚基拆离、二硫键断裂以及二硫键位置的确定77

3.2蛋白质晶体结构分析79

3.2.1蛋白质结晶和晶体生长79

3.2.2衍射数据的收集81

3.2.3位相的确定82

3.2.4电子密度图的诠释85

3.2.5结构模型修正85

3.3蛋白质溶液三维结构的解析86

3.3.1蛋白质的结构信息86

3.3.2核磁共振的波谱信息87

3.3.3蛋白质结构信息与波谱信息之间的对应关系87

3.3.4基本的多维核磁共振技术88

3.3.5多维核磁共振波谱的解析要点88

3.3.6蛋白质溶液三维结构的计算91

3.4紫外-可见差光谱与蛋白质溶液构象92

3.4.1溶剂微扰差光谱92

3.4.2 pH差光谱及滴定92

3.4.3温度微扰差光谱94

3.4.4浓度微扰差光谱94

3.5荧光分析法与蛋白质溶液构象95

3.5.1蛋白质的内源荧光与蛋白质溶液的构象95

3.5.2蛋白质的外源荧光与蛋白质溶液构象95

3.5.3圆二色谱与蛋白质溶液的构象97

3.5.4激光拉曼光谱与蛋白质溶液的构象99

3.6蛋白质结构的预测100

3.6.1蛋白质结构预测意义100

3.6.2蛋白质结构预测的原理和方法101

3.6.3蛋白质二级结构的预测101

3.6.4蛋白质三维结构预测103

思考题108

第4章 蛋白质的化学修饰110

4.1蛋白质分子侧链的修饰110

4.1.1羧基的化学修饰110

4.1.2氨基的化学修饰110

4.1.3胍基的化学修饰112

4.1.4巯基的化学修饰113

4.1.5组氨酸咪唑基的修饰114

4.1.6色氨酸吲哚基的修饰114

4.1.7酪氨酸残基和脂肪族羟基的修饰115

4.1.8甲硫氨酸甲硫基的修饰115

4.2酶的表面化学修饰116

4.2.1有机大分子对酶的化学修饰116

4.2.2小分子物质对酶的化学修饰123

4.2.3修饰剂对酶修饰的影响123

4.3酶蛋白分子的亲和修饰125

4.3.1亲和标记125

4.3.2外生亲和试剂与光亲和标记125

4.4酶的化学交联126

思考题128

第5章 蛋白质的分子设计129

5.1概述129

5.1.1蛋白质分子设计的定义129

5.1.2蛋白质分子设计的意义与作用129

5.1.3蛋白质分子设计的理论基础130

5.2蛋白质分子设计的分类及研究内容130

5.2.1结构设计与功能设计130

5.2.2天然蛋白质改造与蛋白质的从头设计131

5.2.3药物蛋白质的分子设计与酶的分子设计131

5.3蛋白质分子设计的方法与过程132

5.3.1对已有蛋白质的改造132

5.3.2蛋白质的从头设计134

思考题139

第6章 蛋白质分子的生物学改造及重组蛋白的表达140

6.1蛋白质编码基因的改造方法140

6.1.1编码基因的专一性位点突变140

6.1.2蛋白质编码基因的随机突变和重组技术145

6.1.3基因融合和基因剪接148

6.1.4 tRNA介导的蛋白质改造150

6.2重组蛋白的表达153

6.2.1重组蛋白在大肠杆菌中的表达154

6.2.2重组蛋白在酵母细胞中的表达166

6.2.3重组蛋白在杆状病毒/昆虫细胞中的表达176

6.2.4重组蛋白在哺乳动物细胞中的表达178

6.2.5重组蛋白的表面展示技术181

思考题183

第7章 蛋白质工程的应用实例184

7.1胰蛋白酶的蛋白质工程184

7.2金属硫蛋白的蛋白质工程185

7.3人白细胞介素-2的蛋白质工程186

7.4组织纤溶酶原激活剂的蛋白质工程188

7.5枯草杆菌蛋白酶的蛋白质工程190

7.6纤维素酶的蛋白质工程192

7.7 P450 BM3酶的蛋白质工程195

7.8蛋白质工程与药物的分子设计201

7.8.1蛋白质工程与小分子药物设计201

7.8.2工程化蛋白质药物的分子设计204

思考题206

主要参考文献207