⑴ 蛋白質工程研究包括哪些內容
蛋白質工程研究的內容十分廣泛,大致可分為兩方面:
(1)基因水平上的蛋白質改造。這是從根本上實現的蛋白質改造,也就是第二代基因工程。它不再是單純的基因克隆和表達,而要求進一步的基因操作。基因融合得到的融合基因,可表達得到融合蛋白質,從而改變了蛋白質的結構和功能,或者改變了蛋白質合成的調節機理,從而克隆到已建立的表達系統中;定位誘變在基因水平上改變蛋白質一級結構,以調節蛋白質的高級結構和功能;DNA合成技術用於蛋白質功能片段多肽基因的合成,可創造結構和功能全新蛋白質。
(2)蛋白質修飾,即蛋白質翻譯後的基因修飾。酶固定化技術在實踐中已有廣泛的研究和應用。蛋白質分子中基因的化學修飾和生物修飾,也是目前蛋白質工程研究中的一個重要課題。這種修飾往往為了延長蛋白質的穩定性;在臨床應用中,延長蛋白質葯物的生物半衰期,改變其免疫原性,提高它們對蛋白酶的抗性。
⑵ 修飾蛋白質
過程很復雜,涉及到信號序列的切除等生化過程。主要修飾在內質網中進行,高爾基體則負責分泌。
yuxiaobo1990你可能不需要那麼詳細的過程。一下做下參考。
從核糖體上釋放出來的多肽鏈,按照一級結構中氨基酸側鏈的性質,自竹捲曲,形成一定的空間結構,過去一直認為,蛋白質空間結構的形成靠是其一級結構決定的,不需要另外的信息。近些年來發現許多細胞內蛋白質正確裝配都需要一類稱做「分了伴娘」的蛋白質幫助才能完成,這一概念的提出並未否定「氨基酸順序決定蛋白空間結構」這一原則。而是對這一理論的補充,分子伴娘這一類蛋白質能介導其它蛋白質正確裝配成有功能活性的空間結構,而它本身並不參與最終裝配產物的組成。目前認為「分子伴娘」蛋白有兩類,第一類是一些酶,例如蛋白質二硫鍵異構酶可以識別和水解非正確配對的二硫鍵,使它們在正確的半胱氨酸殘基位置上重新形成二硫鍵,第二類是一些蛋白質分子,它們可以和部分折疊或沒有折疊的蛋白質分子結合,穩定它們的構象,免遭其它酶的水解或都促進蛋白質折疊成正確的空間結構。總之「分子伴娘」蛋白質合成後折疊成正確空間結構中起重要作用,對於大多數蛋白質來說多肽鏈翻譯後還要進行下列不同方式的加工修飾才具有生理功能。
1.氨基端和羧基端的修飾
在原核生物中幾乎所有蛋白質都是從N-甲醯蛋氨酸開始,真核生物從蛋氨酸開始。甲醯基經酶水介而除去,蛋氨酸或者氨基端的一些氨基酸殘基常由氨肽酶催化而水介除去。包括除去信號肽序列。因此,成熟的蛋白質分子N-端沒有甲醯基,或沒有蛋氨酸。同時,某些蛋白質分子氨基端要進行乙醯化在羧基端也要進行修飾。
2.共價修飾
許多的蛋白質可以進行不同的類型化學基團的共價修飾,修飾後可以表現為激活狀態,也可以表現為失活狀態。
(1)磷酸化:
磷酸化多發生在多肽鏈絲氨酸,蘇氨酸的羥基上,偶爾也發生在酪氨酸殘基上,這種磷酸化的過程受細胞內一種蛋白激酶催化,磷酸化後的蛋白質可以增加或降低它們的活性,例如:促進糖原分解的磷酸化酶,無活性的磷酸化酶b經磷酸化以後,變居有活性的磷酸化酶a。而有活性的糖原合成酶I經磷酸化以後變成無活性的糖原合成酶D,共同調節糖元的合成與分介。
(2)糖基化:
質膜蛋白質和許多分泌性蛋白質都具有糖鏈,這些寡糖鏈結合在絲氨酸或蘇氨酸的羥基上,例如紅細胞膜上的ABO血型決定簇。也可以與天門冬醯胺連接。這些寡糖鏈是在內質網或高爾基氏體中加入的(圖18-20)。
⑶ 蛋白質的化學修飾
正
蛋白質種類繁多,結構各異,各有不同的功能,是生命活動不可缺少的重要角色,在疾病的治療上有著廣泛的應用。天然蛋白質在有其重要功能的同時,也有一些人們不希望有的缺點,如有抗原性,功能單一,半衰期太短等。為尋找理想的葯用蛋白,人們試圖對現有的蛋白質進行改造,這種改造主要有兩種方式:一是通過基因工程的手段,改變蛋白質的編碼基因,使蛋白質的氨基酸序列乃至空間結構發生改變,從而達到改變蛋白質性質和功能的目的;另一種方法是通過化學修飾來改變蛋白質的性質和生物學特性。
⑷ 蛋白質葯物的分離純化方法
蛋白質的分離純化方法:
一、根據蛋白質溶解度不同的分離方法
1、蛋白質的鹽析法:中性鹽對蛋白質的溶解度有顯著影響,一般在低鹽濃度下隨著鹽濃度升高,蛋白質的溶解度增加,此稱鹽溶;當鹽濃度繼續升高時,蛋白質的溶解度不同程度下降並先後析出,這種現象稱鹽析。
2、等電點沉澱法:蛋白質在靜電狀態時顆粒之間的靜電斥力最小,因而溶解度也最小,各種蛋白質的等電點有差別,可利用調節溶液的pH達到某一蛋白質的等電點使之沉澱,但此法很少單獨使用,可與鹽析法結合用。
3、低溫有機溶劑沉澱法:用與水可混溶的有機溶劑,甲醇,乙醇或丙酮,可使多數蛋白質溶解度降低並析出,此法分辨力比鹽析高,但蛋白質較易變性,應在低溫下進行。
二、根據蛋白質分子大小的差別的分離方法
1、透析與超濾:透析法是利用半透膜將分子大小不同的蛋白質分開。超濾法是利用高壓力或離心力,強使水和其他小的溶質分子通過半透膜,而蛋白質留在膜上,可選擇不同孔徑的瀘膜截留不同分子量的蛋白質。
2、凝膠過濾法: 也稱分子排阻層析或分子篩層析,這是根據分子大小分離蛋白質混合物最有效的方法之一。柱中最常用的填充材料是葡萄糖凝膠(Sephadex ged)和瓊脂糖凝膠(agarose gel)。
三、根據蛋白質帶電性質進行分離
1、電泳法:各種蛋白質在同一pH條件下,因分子量和電荷數量不同而在電場中的遷移率不同而得以分開。值得重視的是等電聚焦電泳,這是利用一種兩性電解質作為載體,電泳時兩性電解質形成一個由正極到負極逐漸增加的pH梯度,當帶一定電荷的蛋白質在其中泳動時,到達各自等電點的pH位置就停止,此法可用於分析和制備各種蛋白質。
2、離子交換層析法:離子交換劑有陽離子交換劑(如:羧甲基纖維素;CM-纖維素)和陰離子交換劑(二乙氨基乙基纖維素),當被分離的蛋白質溶液流經離子交換層析柱時,帶有與離子交換劑相反電荷的蛋白質被吸附在離子交換劑上,隨後用改變pH或離子強度辦法將吸附的蛋白質洗脫下來。
四、根據配體特異性的分離方法-親和色譜法
親和層析法(aflinity chromatography)是分離蛋白質的一種極為有效的方法,它經常只需經過一步處理即可使某種待提純的蛋白質從很復雜的蛋白質混合物中分離出來,而且純度很高。這種方法是根據某些蛋白質與另一種稱為配體(Ligand)的分子能特異而非共價地結合。其基本原理:蛋白質在組織或細胞中是以復雜的混合物形式存在,每種類型的細胞都含有上千種不同的蛋白質,因此蛋白質的分離(Separation),提純(Purification)和鑒定(Characterization)是生物化學中的重要的一部分,至今還沒的單獨或一套現成的方法能移把任何一種蛋白質從復雜的混合蛋白質中提取出來,因此往往採取幾種方法聯合使用。
⑸ 具體的蛋白質葯物有哪些急
蛋白質葯有多肽和基因工程葯物(如胰島素)、單克隆抗體和基因工程抗體、重組疫苗(如乙肝)。
⑹ 什麼是蛋白質葯物
蛋白質葯物是一類具有蛋白質結構的葯物,可以從動植物中提取,也可以人工合成,比普通葯物作用更快,價格肯定是天價
⑺ 蛋白質有哪些翻譯後修飾作用機制和生物學功能是什麼
前體蛋白是沒有活性的,常常要進行一個系列的翻譯後加工,才能成為具有功能的成熟蛋白。加工的類型是多種多樣的,一般分為以下幾種:N-端fMet或Met的切除、二硫鍵的形成、化學修飾和剪切。當合成蛋白質時,20種不同的氨基酸會組合成為蛋白質。蛋白質的翻譯後蛋白質其他的生物化學官能團(如醋酸鹽、磷酸鹽、不同的脂類及碳水化合物)會附在蛋白質上從而改變蛋白質的化學性質,或是造成結構的改變(如建立雙硫鍵),來擴闊蛋白質的功能。
再者,酶可以從蛋白質的N末端移除氨基酸,或從中間將肽鏈剪開。舉例來說,胰島素是肽的激素,它會在建立雙硫鍵後被剪開兩次,並在鏈的中間移走多肽前體,而形成的蛋白質包含了兩條以雙硫鍵連接的多肽鏈。
其他修飾,就像磷酸化,是控制蛋白質活動機制的一部份。蛋白質活動可以是令酶活性化或鈍化。
⑻ Macrogol ethers
Macrogol Esters
中文名稱:聚乙二醇酯〔葯用輔料〕.
作用:由於在製片的過程中,聚乙二醇酯的可塑性和它可提高片劑釋放葯物的能力,高分子量的聚乙二醇酯(聚乙二醇酯4000和聚乙二醇酯6000)作為製造片劑的粘合劑是很有用途的。聚乙二醇酯可使片劑的表面有光澤而且平滑,同時不易損壞。此外,少量的高分子量的聚乙二醇酯(聚乙二醇酯4000和聚乙二醇酯6000),可以防止糖衣片劑之間粘接合與葯瓶之間粘接。
特點:聚乙二醇酯分子特性(下面雖然是聚乙二醇的特點,但是它的酯仍然適用,因為聚乙二醇的酯酯溶性更強,容易被組織吸收。
(1)聚乙二醇是經環氧乙烷聚合而成的,由重復的氧乙烯基組成。不僅具有良好的水溶性,也能溶於二氯甲烷、N`N`-二甲基甲醯胺、苯、乙腈和乙醇等有機溶劑,具有線性(相對分子量5000~30000)或支化(相對分子量力40000~60000)的鏈狀結構,線性PEG分子式為H-(O-CH2-CH2)n-OH。普通的聚乙二醇兩端各有一個羥基,若一端以甲基封閉則得到甲氧基聚乙二醇(mPEG),線性mPEG的分子式為CH3-(O-CH2-CH2)n-OH,在多肽和蛋白質的聚乙二醇化修飾研究中應用最多的是mPEG的衍生物。
(二)聚乙二醇的生理特性
聚乙二醇是中性、無毒且具有獨特理化性質和良好的生物相溶性的高分子聚合物,也是經FDA批準的極少數能作為體內注射葯用的合成聚合物之一。聚乙二醇即PEG具有高度的親水性,在水溶液中有較大的水動力學體積,並且沒有免疫原性。當藕聯到葯物分子或葯物表面時,可以將其優良性質賦予修飾後的葯物分子,改變它們在水溶液中的生物分配行為和溶解性,在其修飾的葯物周圍產生空間屏障,減少葯物的酶解,避免在腎臟的代謝中很快消除,並使葯物能被免疫系統的細胞識別。聚乙二醇類修飾劑的葯物動力學性質因它們的相對分子量和注射給葯方式而異,分子量越大,半衰期越長。經過細胞色素P450系統的氧化作用,PEG分解成小分子的PEG,經膽汁排泄。
(三)聚乙二醇修飾及相關技術
(1)葯物的聚乙二醇修飾即PEG化,是將活化的聚乙二醇通過化學方法偶聯到蛋白、多肽、小分子有機葯物和脂質體上。其中研究得最多的是蛋白質的PEG修飾,始於是20世紀70年代。葯物經PEG修飾後,往往會具有以下優點:1、更長的半衰期2、較低的最大血葯濃度3、血葯濃度波動較小4、較少的酶降解作用5、較少的免疫原性及抗原性6、較小的毒性7、更好的溶解性8、用葯頻率減少9、提高病人的依從性,提高生活質量,降低治療費用9、脂質體對腫瘤有更強的被動靶向作用。修飾途徑對蛋白和多肽主要有氨基修飾(包括N端氨基的醯化修飾、賴氨酸側鏈氨基的醯化修飾、N端氨基的烷基化修飾)、羧基修飾、巰基修飾,還有其它如控制pH實現SC-mPEG選擇性修飾蛋白質中的組氨酸側鏈的咪唑基團和用谷氨醯胺轉氨酶將mPEG-NH2轉移到蛋白質的谷氨醯胺側鏈上,實現對谷氨醯胺的選擇性修飾,其中主要是對N末端或賴氨酸側鏈氨基進行醯化修飾,因為蛋白或許多多肽結構中存在多個氨基,所以控制和確定修飾位點及修飾程度一直是蛋白和多肽的聚乙二醇修飾中的難點,肽類化合物的合成中可以通過採用適當的保護策略來實現對氨基的定點修飾,而有機小分子葯物的PEG修飾途徑主要是將PEG與這些小分子葯物上的-OH,-NH2,-COOH相偶聯,如待修飾的小分子葯物不具備這些功能基團,可通過化學方法引入。
(2)PEG修飾的相關技術主要是以下三個方面:1、PEG的相對分子量的選擇 現在普遍採用的是分子量大於20000的高分子量的PEG作為修飾劑。分子量的選擇要綜合考慮生物活性和葯代動力學兩方面的因素。已有的研究證明,修飾的蛋白葯物在體內的作用時間與藕聯的PEG數量和相對分子量成正比,在體外的生物活性與偶聯的PEG數量和相對分子量成反比,應用分子量過大的PEG修飾蛋白葯物會導致葯物喪失絕大部分的生物活性。以往採用低分子量(〈20000〉的PEG 修飾蛋白葯物結果顯示出修飾後的蛋白葯物較原型葯物在生物活性和葯代動力學性質上沒有本質的改變,修飾時具體的PEG分子量的選擇要根據實驗確定,一般選擇分子量在40000~60000范圍內的PEG作為修飾劑。2、修飾位點的選擇 蛋白質PEG修飾時要根據蛋白質構效關系的分析,選擇不與受體結合的蛋白質表面殘基作為修飾位點,這樣修飾後的蛋白質能夠保留較高的生物活性。有機小分子葯物的修飾位點與生物活性無關。理想的PEG修飾技術是根據要修飾的位點選擇適當的PEG得到均一性的產品。3、其它化學因素 PEG修飾反應需要高度的特異性和溫和的反應條件,為得到高產率的、均一的目的修飾產物,實驗過程中要控制反應體系的pH值、葯物濃度、反應物間的計量關系、反應時間、反應溫度。
(四)、葯物PEG修飾的研究及應用進展
1、對蛋白葯物修飾的研究及應用進展
蛋白葯物的PEG修飾已卓有成效,國際知名的制葯公司已經或正在積極推進蛋白葯物的PEG修飾,1991年第一種用PEG修飾的蛋白葯物PEG-ADA被FDA批准上市,近幾年上市的有PEG-干擾素、PEG-GSF、PEG-生長抑素。目前處於臨床前研究的PEG修飾的蛋白葯物有幾十種,處於臨床實驗的有:超氧化物歧化酶(即將上市,Enzon公司)、白介素-2(Ⅱ期,Chiron公司)、水蛭素(Ⅱ期,BASF AG公司)、抗-TNFα抗體片段(Ⅲ期,Pharmacia公司)、牛血紅蛋白(Ⅰ期,Enzon公司)、抗-PDGF抗體片段(Ⅱ期,Celltech公司)
2、肽類化合物PEG修飾的研究進展
肽類化合物PEG修飾的研究晚於蛋白質的相關研究,近年來也取得了一些進展,如畦降鈣素、表皮生長因子的PEG修飾產物的半衰期和生物活性顯著高於原型葯物。尤其是肽類化合物在聚乙二醇定點修飾方面較蛋白質更易於實現。在肽類化合物的PEG修飾研究中應用最普遍的是mPEG,先在mPEG的末端引入羧基、氨基或其它活性基團,或者制備經mPEG修飾的氨基酸衍生物,再利用固相或液相法將其偶聯到肽序列中去,實現對多肽的N端,C端及某些氨基酸側鏈的聚乙二醇化修飾。
3、PEG修飾脂質體
PEG修飾後的阿黴素脂質體較原型葯物相比:降低了心臟毒性,增強了病人的耐受性,在體內發揮控釋和靶向葯物的作用
4、PEG修飾有機小分子葯物
PEG修飾的喜樹鹼已進入Ⅰ期臨床試驗,適當的PEG修飾後的紫杉醇較修飾前有更好的治療效果、溶解性、選擇性和半衰期
⑼ 蛋白質化學修飾有那些(考研用)
磷酸化與去磷酸化、醯基化、糖基化等
⑽ 蛋白質上常見的翻譯後修飾有那些舉例四種
蛋白質上常見的翻譯後修飾有那些?舉例四種?前體蛋白是沒有活性的,常常要進行一個系列的翻譯後加工,才能成為具有功能的成熟蛋白。加工的類型是多種多樣的,一般分為以下幾種:N-端fMet或Met的切除、二硫鍵的形成、化學修飾和剪切。當合成蛋白質時,20種不同的氨基酸會組合成為蛋白質。蛋白質的翻譯後蛋白質其他的生物化學官能團(如醋酸鹽、磷酸鹽、不同的脂類及碳水化合物)會附在蛋白質上從而改變蛋白質的化學性質,或是造成結構的改變(如建立雙硫鍵),來擴闊蛋白質的功能。
再者,酶可以從蛋白質的N末端移除氨基酸,或從中間將肽鏈剪開。舉例來說,胰島素是肽的激素,它會在建立雙硫鍵後被剪開兩次,並在鏈的中間移走多肽前體,而形成的蛋白質包含了兩條以雙硫鍵連接的多肽鏈。
其他修飾,就像磷酸化,是控制蛋白質活動機制的一部份。蛋白質活動可以是令酶活性化或鈍化。