第八节蛋白质工程的最新进展 一、 对蛋白质的研究与改造 ,二·蛋白质聚合形成的机制研究 ·三、决定细胞形状和运动能力的蛋白质 ·四、控制细胞生长速度的蛋白质 。五、蛋白质连接图 ·六、日本发现控制生物形体的蛋白质 ·七、水蛭素改造 ·八、生长激素改造 九、治雍酶的改造
第八节 蛋白质工程的最新进展 • 一．对蛋白质的研究与改造 • 二．蛋白质聚合形成的机制研究 • 三．决定细胞形状和运动能力的蛋白质 • 四．控制细胞生长速度的蛋白质 • 五．蛋白质连接图 • 六．日本发现控制生物形体的蛋白质 • 七．水蛭素改造 • 八．生长激素改造 • 九．治癌酶的改造
对蛋白质的研究与改造 蛋白质是重要的生物大分子，参与生命 体条几乎所有的过程。 ·血红蛋白在红血球中载氧，胶原蛋白组 成皮肤的大部分，各种酶催化生命话动 中众多的反应。 蛋白质在组成和结构上有一些规律，人 们可以着手对它进行研究和改造
一．对蛋白质的研究与改造 • 蛋白质是重要的生物大分子，参与生命 体系几乎所有的过程。 • 血红蛋白在红血球中载氧，胶原蛋白组 成皮肤的大部分，各种酶催化生命活动 中众多的反应。 • 蛋白质在组成和结构上有一些规律，人 们可以着手对它进行研究和改造
在生理条件下，由于肽链内部相邻氨基酸残基 之间的相互作用，以及在顺序上相隔较远，但 在空间上相互接近的氨基酸残基之间的相互作 用，使得肽链总是倾向于采取一种能量最低的 空间结构，来达到稳定存在的形式。这样的特 定的空间结构，与蛋白质特有的功能密切相关。 蛋白质的空间结构是由其氨基酸的组成和排列 顺序决定的。有了这样一个规律，就可以通过 改变蛋白质的氨基酸组成和排列顺序来改变其 空间结构，进而影响蛋白质的功能
• 在生理条件下，由于肽链内部相邻氨基酸残基 之间的相互作用，以及在顺序上相隔较远，但 在空间上相互接近的氨基酸残基之间的相互作 用，使得肽链总是倾向于采取一种能量最低的 空间结构，来达到稳定存在的形式。这样的特 定的空间结构，与蛋白质特有的功能密切相关。 • 蛋白质的空间结构是由其氨基酸的组成和排列 顺序决定的。有了这样一个规律，就可以通过 改变蛋白质的氨基酸组成和排列顺序来改变其 空间结构，进而影响蛋白质的功能
二、蛋白质聚合形成的机制研究 ● 蛋白质聚合现象很可能是帕全森氏症、阿尔茨 海默症等一些病症的诱因。然而，人们目前对 蛋白质聚合现象形成的分子机制并不十分了解。 英国剑桥大学的Chris Dobson和意火利的合作 伙伴发现，对于磷酸酰酶这样的小蛋白，其多 肽链上几个位点的突变将会影响蛋白质聚合效 率。而且，这些位点和那些正常蛋白质结构的 相应位点明显不同。这些研究结果表明，特定 氨基酸残留物也许导致分子问的相互作用，从 而使得多肽转变为聚合体，而正常的蛋白质则 在折叠反应中会避免这些相互作用的发生
二．蛋白质聚合形成的机制研究 • 蛋白质聚合现象很可能是帕金森氏症、阿尔茨 海默症等一些病症的诱因。然而，人们目前对 蛋白质聚合现象形成的分子机制并不十分了解。 • 英国剑桥大学的Chris Dobson和意大利的合作 伙伴发现，对于磷酸酰酶这样的小蛋白，其多 肽链上几个位点的突变将会影响蛋白质聚合效 率。而且，这些位点和那些正常蛋白质结构的 相应位点明显不同。这些研究结果表明，特定 氨基酸残留物也许导致分子间的相互作用，从 而使得多肽转变为聚合体，而正常的蛋白质则 在折叠反应中会避免这些相互作用的发生
三、决定细胞形状和运动能力的蛋白质 美国北卡罗来纳大学(UNG-CH)的科学家发现一种 蛋白质，这种蛋白质对确定细胞的开头和运动状态 玉关重要。这种名为“Palladin”,对很多生物过 程产生影响如摇细胞的扩散、伤口的愈合、大脑的 发充以及胚胎在子宫的着床等。 该大学知学院的细胞和分子生理学助教卡 罗·A·臭蒡说：“细胞的形状关系到它的功能， 比如神经元的外形是长而细，这样神经系统才好发 挥功能；再比如，上皮细胞（包括表皮细胞）彼此紧 密地结合在一起，形成连续的一片
三．决定细胞形状和运动能力的蛋白质 • 美国北卡罗来纳大学(UNG-CH)的科学家发现一种 蛋白质，这种蛋白质对确定细胞的开头和运动状态 至关重要。这种名为“Palladin”，对很多生物过 程产生影响如癌细 胞的扩散、伤口的愈合、大脑的 发充以及胚胎在子宫的着床等。 • 该大学知学院的细胞和分子生理学助教卡 罗·A·奥蒡说：“细胞的形状关系到它的功能， 比如神经元的外形是长而细，这样神经系统才好发 挥功能；再比如，上皮细胞(包括表皮细胞)彼此紧 密地结合在一起， 形成连续的一片”
四、控制细胞生长速度的蛋白质 美国哈钦森癌症研究中心基础科学部罗纳 德.里德等人近期在国家科学院《进展》杂 志上刊文称，他们在人和酵母体内发现了一 种名“RRN3”的蛋白质，在控制细胞生长 速度方面起着重要作用
四．控制细胞生长速度的蛋白质 • 美国哈钦森癌症研究中心基础科学部罗纳 德.里德等人近期在国家科学院《进展》杂 志上刊文称,他们在人和酵母体内发现了一 种名“RRN3 ”的蛋白质，在控制细胞生长 速度方面起着重要作用
人和酵母若设有这种蛋白质，就无法生长，即 使有其它可调节细胞生长的机制。里德认为上 述蛋白质在调节细胞生长方面起着关健性的作 用。 ● 他们对这种引发细胞生长的新的分子机制颇为 看好，一是这种调节分子本身可以作为一种独 特的药靶，破坏它就可以中止痘细胞的生长； 二是RRN3的话跃程度可以反映出全身细胞的 生长速度、RRN3可以作为开发高灵敏度抗癌 方法的生物标志物
• 人和酵母若没有这种蛋白质，就无法生长，即 使有其它可调节细胞生长的机制。里德认为上 述蛋白质在调节细胞生长方面起着关键性的作 用。 • 他们对这种引发细胞生长的新的分子机制颇为 看好，一是这种调节分子本身可以作为一种独 特的药靶，破坏它就可以中止癌细胞的生长； 二是RRN3的活跃程度可以反映出全身细胞的 生长速度、 RRN3可以作为开发高灵敏度抗癌 方法的生物标志物
里德说：“若您在检查胸腺或肝脏时， 想分请正常细胞与失控细胞，RRN3的活 跃程度便可清楚地表明失控细胞癌变的 速度特点。”鉴于该发现潜在商业价值， 里德等人已经就生长RRN3基因的技术中 请了专利
• 里德说：“若您在检查胸腺或肝脏时， 想分清正常细胞与失控细胞， RRN3的活 跃程度便可清楚地表明失控细胞癌变的 速度特点。”鉴于该发现潜在商业价值， 里德等人已经就生长RRN3基因的技术申 请了专利
五、蛋白质连接图 美国AxCcll生物科技公司日前宣布，他们 根据人类基因组工作草图的成果，已经 描绘出一种具有相同连接结构的蛋白质 的连接图。据此，可以解析蛋白质相互 作用的奥秘，有助于了解某些疾病的成 因，并加快针对性新药的开发
五．蛋白质连接图 • 美国AxCcll生物科技公司日前宣布，他们 根据人类基因组工作草图的成果，已经 描绘出一种具有相同连接结构的蛋白质 的连接图。据此，可以解析蛋白质相互 作用的奥秘，有助于了解某些疾病的成 因，并加快针对性新药的开发
该公司科研人员称，人体细胞中约有70多种不 同的蛋白质连接结构，即所谓的蛋白质城群。 ● 蛋白质间相互作用的差异，反映出其不同的连 接结构。 他们利用先进的计算机及仪器，对大量蛋白质 之间的相互作用进行测定，在6个月内描绘出 一种被称为“W八W”城群的蛋白质相互作用连 接图。 该公司还将在晚些时候绘制出其它两个城群的 蛋白质连接图
• 该公司科研人员称，人体细胞中约有70多种不 同的蛋白质连接结构，即所谓的蛋白质域群。 • 蛋白质间相互作用的差异，反映出其不同的连 接结构。 • 他们利用先进的计算机及仪器，对大量蛋白质 之间的相互作用进行测定，在6个月内描绘出 一种被称为“WW”域群的蛋白质相互作用连 接图。 • 该公司还将在晚些时候绘制出其它两个域群的 蛋白质连接图