简要回答蛋白质分子设计的原则

简要回答蛋白质分子设计的原则

能够完成一种或者几种生理功能的多个器官按照一定的次序组合在一起的结构就是系统

简要回答蛋白质分子设计的原则 　　蛋白质工程(protein engineering)是根据蛋白质的结构和生物活力之间的关系，利用基因工程的手段，按照人类需要定向地改造天然蛋白质或设计制造新的蛋白质。 　　蛋白质工程与基因工程密不可分。基因工程是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内，并在其中进行表达，它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质。蛋白质工程则更进一步根据分子设计的方案，通过对天然蛋白质的基因进行改造，来实现对其所编码的蛋白质的改造，它的产品已不再是天然的蛋白质，而是经过改造的，具有人类需要的优点的蛋白质。天然蛋白质都是通过漫长的进化过程自然选择而来的，而蛋白质工程对天然蛋白质的改造则是加快了的进化过程，能够更快、更有效地为人类的需要服务。 　　传统的常规诱变及筛选技术虽然能够创造一个突变基因，产生一个突变蛋白，但这种诱变方法是随机的，很少能导致靶基因或靶蛋白发生改变；在蛋白质水平上的化学修饰虽然能够改变天然蛋白，但其工艺十分繁杂，甚至不能进行，而且由于基因没有改变，不能再产生所修饰的蛋白质。蛋白质工程则不存在这些问题，所以当人们需要某种具有一定特性的蛋白质时，可以通过蛋白质工程，在基因水平上定做一个非天然变异蛋白质。也就是说，蛋白质工程制造的蛋白质的特点是：天然不存在的（人工设计制作）、经特异性改造的和在基因水平上改变的。 　　蛋白质工程的研究内容包括：通过改变蛋白质的活性部位，提高其生物功效；通过改变蛋白质的组成和空间结构，提高其在极端条件下的稳定性，如酸、碱、酶稳定性；通过改变蛋白质的遗传信息，提高其独立工作能力，不再需要辅助因子；通过改变蛋白质的特性，使其便于分离纯化，如融合蛋白b-半乳糖苷酶（抗体）；通过改变蛋白质的调控位点，使其与抑制剂脱离，解除反馈抑制作用等。 研究中通常采用的方法有：在蛋白质分子中引入二硫键以提高蛋白质的稳定性；减少半胱氨酸残基数目以避免错误折叠的可能性；置换天冬酰胺、谷氨酰胺或其他氨基酸，以修饰酶的催化特异性或增加酶的活性等。这些研究首先要对该蛋白质的精细结构和功能关系有深入的了解，具备必要的催化化学和结构化学的知识，然后才能运用基因工程的原理和技术，开展蛋白质工程的探索实验。