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蛋白質的創造和改造
閱讀：1538 發布時間：2011-1-25
蛋白質的創造和改造
蛋白質的分子設計是蛋白質工程的一個重要方面。設計分成三類：
一是小范圍改造，就是對已知結構的蛋白質進行少數幾個殘基的替換，來研究和改善蛋白質的性質和功能；
二是較大程度的改造，是對來源于不同蛋白質的結構域進行拼接組裝，期望轉移相應的功能；
三是蛋白質從頭設計。所謂蛋白質從頭設計就是給定一個目標三維結構，要求找出與已知順序無明顯同源，能折疊成目標結構的氨基酸順序來。
1．定點突變
蛋白質中的氨基酸是由基因中的三聯密碼決定的，只要改變其中的一個或兩個就可以改變氨基酸。通常是改變某個位置的氨基酸，以研究蛋白質的結構、穩定性或催化特性。
2．盒式突變
一次可以在一個位點上產生20種不同氨基酸的突變體，可以對蛋白質分子中重要氨基酸進行“飽和性”分析。利用定位突變在擬改造的氨基酸密碼兩側添加兩個原載體和基因上沒有的內切核酸酶切點，用該內切核酸酶消化基因，再用合成的發生不同變化的雙鏈Ⅲ伙片段替代被消化的部分。這樣一次處理就可以得到多種突變型基因。
3．蛋白質融合
將編碼一種蛋白質的部分基因重組到另一種蛋白質基因上或將不同蛋白質基因的片段組合在一起，經基因克隆和表達，產生出新的融合蛋白質。這種方法可以將不同蛋白質的特性集中在一種蛋白質上，顯著地改變蛋白質的特性。現在研究的較多的所謂“嵌合抗體”和“人源化抗體”等，就是采用的這種方法。
4．蛋白質的從頭設計
成功地從頭設計一個蛋白質或活性位點需要正確理解所有有關的相互作用，理論的正確與否與設計成功與否直接相關。由于設計的蛋白質是由一個算法采用一組描述相互作用的參數而產生，因此在設計參數和蛋白質特性之間可以建立直接的實驗。
蛋白質從頭設計這個領域還有許多挑戰性的問題，如β折疊蛋白質、αβ交替蛋白的設計還有困難，即使對α螺旋蛋白而言，要設計各種性能都和天然蛋白質一樣仍然是個問題。序列組合中只有極少數序列能形成的結構、高水平的活性，要設計出這樣的分子無疑是個難度更高的課題。但無論如何，在過去10年中，人們已經從一個只能從天然有機體中提取蛋白質的時代走到了一個蛋白質從頭設計，嘗試全新合成蛋白質的時代