蛋白质技术

纳米材料与新型药物制剂 纳米(nm)是英文namometer的译音，是一个物理学上的度量单位，1nm是1m的十亿分之一，相当于45个原子排列起来的长度。当物质达到纳米尺度以后，即在1～100nm这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米 ...

制备纳米粒的常用的聚合物 1．聚乳酸(PLA) PLA是由乳酸脱水聚合成丙交酯，再由丙交酯开环聚合而成。PLA是一种无毒，有较好生物兼容性的可生物降解材料，能在体内先降解成人体代谢的产物――乳酸，然后进一步分解成二氧化碳和水。PLA的亲水性和结晶度都比较低。因乳酸是手性分子，导致PLA有4种形态，即L―PLA、D―PLA、D，I―PLA以及Illeso―PLA。L―PLA、D―PLA ...

聚乙二醇等聚合物纳米粒表面改性 PEG是亲水、非离子性的高聚物，具有良好的生物兼容性。在现阶段中，它们是避免MPS清除作用和延长脂质体在血液中驻留时间的最常用试剂。Veronese等指出，PEG嫁接在蛋白质、肽以及非肽类分子上，具有无毒、无免疫性、不产抗原和水中稳定等优点，并已通过FDA认证。修饰后的药物具有长滞留时间、减小降解酶的降解作用、削弱免疫可能性等优点。正是因为PEG修饰方法的存 ...

泊洛沙姆和泊洛沙敏聚合物纳米粒表面改性 泊洛沙姆和1白洛沙敏系列具有相似的A―B―A嵌段结构，它们通过中心疏水的B嵌段(聚丙氧基或聚丙氧基乙二胺，PO)连接在胶质纳米粒的表面，而亲水嵌段(乙氧基，EO)伸展开来。泊洛沙姆和泊洛沙敏的结构示意图 早期对泊洛沙姆用于避免MPS清除作用的研究集中在泊洛沙姆―188和泊洛沙姆―338。Illum和Davis曾报道，当这两种泊洛沙姆材料被吸附 ...

纳米粒的表面改性 表面改性赋予纳米粒表面以亲水性，以减少肝脏巨噬细胞吞噬，延长体循环的时间，增加对细胞膜的黏附能力等。 在很多注射型载药系统中存在一个很大的问题，即这类药物能被人体的单核吞噬细胞系统(mononuclear phagocyte system，MPS)很快地从血液中清除。微粒的大小和表面特征是决定清除速度的关键性因素。由于有充足的血液供应、特殊化的血管结构和丰富的MP ...

蛋白质工程与新药开发 1978年，美国Hutchison使用了Lederberg于1960年推荐使用寡脱氧核糖核苷酸作为体外诱变剂，成功地实现了定位突变(site-directedmutagenesis)试验，培育出了多种具有生物学特性的突变株。1981年，美国Genen公司厄尔默(Ulmer)则将此定位突变试验冠以“蛋白质工程”。蛋白质工程的定义是：通过蛋白质化学、蛋白质晶体学和动力学的 ...

纳米粒靶向药物的传输和释放一、靶向传输 表面改性纳米粒另一个激动人心的应用是针对肿瘤和器官的靶向药物传输。如上所述，纳米粒在体内有长循环、隐性和立体稳定等特点。这些特点均有利于药物的靶向，是抗肿瘤药物、抗寄生虫药物的良好载体。 Kreuter等人利用聚山梨醇酯―80改性后的聚氰基丙烯酸丁酯纳米粒负载多种药物，使其成功地穿过血脑屏障。他们认为，改性后的纳米粒注入血液后，载脂蛋白 ...

蛋白质的分子结构 蛋白质分子的结构有4个严格的层次，即蛋白质的一级至四级结构。 蛋白质的一级结构(primary structure)是指多肽链的氨基酸残基的排列顺序。胰岛素的一级结构 线性的多肽链在空间中折叠成特定的三维空间结构，称为蛋白质的空间结构或构象。蛋白质的空间结构包括二级结构、超二级结构、结构域、三级结构和四级结构。 蛋白质二级结构(secondarystru ...

反向折叠法预测蛋白质的结构 蛋白质三维结构很大程度上决定了蛋白质的功能，因此如何获得蛋白质的结构并对基序分析研究是现代分子生物学的重要课题。目前应用X线晶体衍射图谱法和NMR法已测定出1万多种蛋白质及其复合物的结构。但与已测得的30多万种蛋白质序列相比，还有很大的差距，大大地影响了人们对蛋白质结构和功能关系的研究。因此，发展一种不依赖实验而又有一定准确性的理论蛋白质结构预测方法显得格外重要 ...

蛋白质的创造与改造 蛋白质的分子设计是蛋白质工程的一个重要方面。设计分成3类：①小范围改造，是对已知结构的蛋白质进行少数几个残基的替换，来研究和改善蛋白质的性质和功能。②较大程度的改造，就是对来源于不同蛋白质的结构域进行拼接组装，期望转移相应的功能。③蛋白质从头设计(denovo or ab initio protein design)，所谓蛋白质从头设计就是给定一个目标三维结构，要求找出 ...

蛋白质结构的测定(一)蛋白质一级结构的测定 蛋白质一级结构的测定又称蛋白质序列分析。其基本方法是：①应用化学裂解法和蛋白酶水解法将多肽链专一性裂解；②逐一测定每个纯化小肽段序列；③根据肽段氨基酸序列中的重叠区确定小肽段的排列次序；④完成整条多肽链的序列分析。 尽管蛋白质序列分析已经自动化，但仍然耗时、复杂并且昂贵。重组DNA技术出现后，人们可以从cDNA或基因序列直接推导出蛋白质的氨基 ...

比较建模法预测蛋白质的结构 比较建模法(comparative modeling method)是基于知识的蛋白质结构预测方法，又称为同源结构预测，是根据大量已知的蛋白质三维结构来预测序列已知而结构未知的蛋白质结构。 按照目前的定义，若待模型构建蛋白质的序列与模板序列经比对(alignment)后的序列同源性(sequence identity)在40%(也有人认为在35%)以上， ...

组织因子途径抑制物(TFPI)的结构和功能 组织因子途径抑制物(tissue factor pathway inhibitor，TFPI)是外源性凝血途径的天然抑制物，，它能与FXa直接结合并抑制其活性，形成的FXa/TFPI复合物，既可以与启动外源性凝血途径的FVIIa/TF复合物结合，同时可抑制其活性，从根本上阻止外源性凝血途径的活化。同时TFPI还具有抗炎、抑制血管平滑肌增生等生物活 ...

嵌台抗体和人源化抗体 免疫球蛋白的空间结构呈Y型，由二条重链和二条轻链通过二硫键相互连接而构成。每条链可分为可变区(N端)和恒定区(C端)，抗原的吸附位点在可变区，细胞毒素或其他功能因子的吸附位点在恒定区。每个可变区中有3个部分在氨基酸序列上高度变化，在三维结构上是处在臼折叠端头的松散结构(CDR)，是抗原的结合位点，其余部分为CDR的支持结构(FR)。不同种属的CDR结构是保守的，这样就 ...

蛋白质从头设计实例 长期以来，设计目标都是一些结构简单、规律明显的分子。最著名的是四螺旋捆结构，这个结构可以作为一个独立的折叠单位，易于独立研究。Degrado等应用“设计循环”的策略，在1986年完成了一个四聚体螺旋捆，每个单体为16个残基，这个序列仅使用Leu作为疏水残基，放在螺旋的内侧，用Lys或Glu作为极性残基，置于螺旋的外侧，每个螺旋用Gly(螺旋终结者)结束，而Gly又为将来 ...

TFPI的基因工程 下面以我们实验室研制的TFPI为例，具体描述基因工程的步骤和方法。 (一)获取目的基因 获取目的基因的方法很多。对于大多数已知基因，借助反转录酶，以mRNA为模板，进行酶促合成相应的cDNA，是获得真核细胞基因最主要和最常用的方法。TFPI基因可用此法获得。 1．搜索t-PAmRNA序列 (1)登陆美国国家生物技术信息中心(national ce ...

TFPI的蛋白质工程 应用蛋白质工程改造TFPI，主要目的是减少其在肝脏的摄取，从而延长半衰期，降低用药剂量和减少给药次数。 TFPI1-161是TFPI的缺失突变体，主要包括前两个Kunitz结构域及N端。该突变体由于缺少K3和C端，半衰期明显延长，但同时其抗凝活性不及野生型，而且丧失了抗炎等非抗凝功能。如何尽最大可能地保全TFPI结构和功能，同时延长其半衰期，是TFPI的蛋白质工 ...

生物信息学与生物医学 2l世纪是生命科学的时代，也是信息时代。随着人类基因组计划的实施与完成，生物学的研究进入到了后基因组时代。新的高通量的实验技术的不断采用，使得有关核酸、蛋白质的序列和结构数据呈指数增长。面对大量而复杂的数据，运用计算机系统进行相关的数据管理、整合和分析，以期在海量的数据中发现新的生命活动的规律势在必行。从20世纪80年代末开始，生物信息学(bioinformatics ...

生物信息学与生物医学数据 生物医学数据库的建立既是生物信息学在医学领域的应用，也是生物信息学自身发展所必需的组成成分。在人类基因组计划的推动下，生物学数据急剧爆炸，而要真正读懂这些基因，揭示所有基因编码所代表的信息，必须破译浩如烟海的DNA和蛋白质的序列和结构数据。显然传统的生物学研究模式已经不能适应，我们必须借助于信息技术和信息学手段，构建各种类型的专业数据库，同时必须发展新的分析方法， ...

基因及蛋白质功能的研究 到目前为止，人类22条常染色体和l对性染色体的精细结构及序列的注释已接近尾声，人类基因组的测序和注释为广大的从事人类生命活动研究的科研人员提供了大量宝贵的信息。在实验的过程中，当克隆到一DNA片段，拿到其序列后，首要的任务是必须知道这条序列在其他物种中是否具有同源性，由此可能推测出其功能，这可以利用BLAST工具来完成。在BLAST的结果中，E值最低的同源性最高。 ...