蛋白質工程（第二版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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汪世華 著

圖書標籤:

• 蛋白質工程
• 蛋白質設計
• 基因工程
• 生物技術
• 分子生物學
• 生物化學
• 結構生物學
• 多肽
• 酶工程
• 蛋白質改造

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030512123

版次：01

商品編碼：12128098

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十二五”規劃教材

開本：16開

齣版時間：2017-02-01

頁數：244

正文語種：中文

內容簡介

本書主要介紹蛋白質工程的基本內容，兼顧學科發展動態，著重介紹蛋白質的結構基礎、蛋白質分子設計、蛋白質物理化學、蛋白質修飾與錶達、蛋白質結構測定等，同時還對蛋白質的分離純化、蛋白質生物信息學、蛋白質技術、蛋白質組學等做瞭介紹。

目錄

第二版前言
第一版前言
1 緒論
1.1 蛋白質工程的起源
1.2 蛋白質工程的研究內容
1.2.1 蛋白質的基礎知識
1.2.2 蛋白質的物質準備
1.2.3 蛋白質的研究方法
1.2.4 蛋白質的改造應用
1.3 蛋白質工程與其他學科
1.4 蛋白質工程的應用領域
思考題
主要參考文獻

2 蛋白質的結構基礎
2.1 蛋白質的功能及其應用
2.1.1 蛋白質的生物學功能
2.1.2 蛋白質的應用
2.2 蛋白質、氨基酸與多肽鏈
2.2.1 氨基酸
2.2.2 蛋白質中常見氨基酸的分類
2.2.3 肽
2.3 蛋白質的結構
2.3.1 蛋白質的一級結構
2.3.2 蛋白質的空間結構
2.4 蛋白質結構與功能的關係
2.4.1 蛋白質一級結構與功能的關係
2.4.2 蛋白質的空間結構與功能的關係
2.4.3 蛋白質的變性與復性
思考題
主要參考文獻

3 蛋白質的錶達
3.1 蛋白質的原核錶達
3.1.1 大腸杆菌錶達係統
3.1.2 枯草芽孢杆菌錶達係統
3.2 蛋白質的真核錶達
3.2.1 酵母錶達係統
3.2.2 昆蟲杆狀病毒錶達係統
3.2.3 哺乳動物細胞錶達係統
思考題
主要參考文獻

4 蛋白質的修飾
4.1 蛋白質的化學修飾
4.1.1 蛋白質側鏈基團的化學修飾
4.1.2 蛋白質的位點專一性修飾
4.1.3 蛋白質的聚乙二醇（PEG）修飾
4.1.4 蛋白質的化學交聯和化學偶聯
4.2 蛋白質的分子生物學改造
4.2.1 基因突變技術
4.2.2 基因融閤技術
4.2.3 摻入非天然氨基酸
思考題
主要參考文獻

5 蛋白質的物理化學性質
5.1 蛋白質熱力學函數與蛋白質構象平衡
5.1.1 描述蛋白質體係的主要熱力學函數
5.1.2 蛋白質構象與熱運動
5.1.3 維持蛋白質構象的作用力
5.2 突變與摺疊
5.2.1 突變與熱穩定性
5.2.2 蛋白質摺疊
5.3 蛋白質摺疊熱力學和動力學
5.3.1 蛋白質摺疊的熱力學研究
5.3.2 蛋白質摺疊的動力學研究
5.3.3 蛋白質構象研究方法
思考題
主要參考文獻

6 蛋白質的結構解析
6.1 利用X射綫晶體衍射技術解析蛋白質結構
6.1.1 X射綫晶體衍射技術的發展和基本原理
6.1.2 蛋白質結晶方法
6.1.3 X射綫晶體衍射解析蛋白質結構的基本方法
6.2 核磁共振波譜法解析蛋白質結構
6.2.1 有關核磁共振波譜法的基礎理論
6.2.2 多維核磁共振技術
6.2.3 NMR測定蛋白質空間結構的步驟和關鍵環節
6.2.4 核磁技術的發展與應用"
6.3 蛋白質結構研究的其他方法
6.3.1 電鏡三維重構技術
6.3.2 質譜技術
6.3.3 熒光共振能量轉移技術
思考題
主要參考文獻

7 蛋白質結構預測
7.1 生物信息學與蛋白質工程
7.1.1 生物信息學概述
7.1.2 生物信息學與蛋白質工程
7.1.3 生物信息學與蛋白質組學
7.2 蛋白質工程常用數據庫
7.2.1 核酸數據庫
7.2.2 蛋白質數據庫
7.3 蛋白質結構預測
7.3.1 蛋白質序列比對
7.3.2 蛋白質基本性質分析
7.3.3 蛋白質二級結構預測
7.3.4 蛋白質結構預測實例
思考題
主要參考文獻

8 蛋白質分子設計
8.1 概述
8.1.1 蛋白質分子設計的基本概念
8.1.2 蛋白質分子設計的基本流程
8.2 蛋白質分子設計的類型
8.2.1 基於天然蛋白質結構的分子設計
8.2.2 全新蛋白質的分子設計
8.3 蛋白質分子設計中的技術方法
8.3.1 同源建模
8.3.2 蛋白質二級結構的預測
8.3.3 分子動力學模擬
8.3.4 基因工程構建設計蛋白質
8.4 蛋白質分子設計的應用及發展趨勢

12.4.2 明膠
12.4.3 絲素蛋白
12.4.4 彈性蛋白
12.4.5 羊毛角蛋白
12.4.6 植物蛋白
12.5 在其他領域中的應用
12.5.1 基礎理論研究
12.5.2 其他
思考題
主要參考文獻

《蛋白質工程（第二版）》—— 聚焦生命科學前沿，探索分子世界的奧秘 在生命科學飛速發展的今天，蛋白質作為生命活動的核心載體，其結構與功能的奧秘始終是科學傢們孜孜不倦的探索領域。而蛋白質工程，作為一門集分子生物學、生物化學、遺傳學、結構生物學乃至計算科學等多個學科精髓於一體的前沿交叉學科，正以前所未有的力量，推動著我們對生命本質的認識，並為解決人類健康、農業生産、環境保護等諸多重大挑戰提供著革命性的解決方案。《蛋白質工程（第二版）》正是這樣一部集思想性、科學性和實踐性於一體的著作，它不僅係統地梳理瞭蛋白質工程的發展曆程、核心理論與關鍵技術，更以前瞻性的視角，揭示瞭該領域未來的發展趨勢和無限可能。 本書的編寫，旨在為廣大生物科學、醫學、藥學、農學等領域的專業人士、研究人員和高等院校師生提供一本全麵、深入且具有高度參考價值的教材與專著。它力求以清晰的邏輯、嚴謹的論證、生動的案例，帶領讀者穿越蛋白質的分子世界，領略工程改造帶來的非凡力量。 第一篇 基礎理論與技術基石 蛋白質工程的根基在於對蛋白質本身及其相關生物學過程的深刻理解。因此，本書的開篇，將首先為讀者構建起堅實的理論框架。 蛋白質的結構與功能： 這一章節將從氨基酸序列的綫性排列齣發，逐步深入到蛋白質的三級和四級結構，詳細闡述 α-螺鏇、β-摺疊、無規則捲麯等二級結構單元如何巧妙組閤，形成復雜而精妙的三維空間構象。我們將深入探討結構與功能之間的緊密聯係，理解活性位點的形成、底物結閤的機製、酶催化反應的原理，以及蛋白質在信號轉導、分子識彆、運輸、催化等生命過程中扮演的關鍵角色。此外，還將介紹各種解析蛋白質三維結構的經典方法，如X射綫晶體學、核磁共振（NMR）譜學和冷凍電鏡技術，並討論這些技術在揭示蛋白質精細結構和動態變化方麵的優勢與局限。 基因工程與蛋白質錶達： 任何蛋白質工程的改造，其本質都是對編碼該蛋白質的基因進行操作。本章將詳述現代基因工程的核心技術，包括DNA的提取、剋隆、重組，以及利用PCR技術進行目的基因的擴增和修飾。我們將重點介紹各種錶達係統的選擇與優化，如大腸杆菌、酵母、昆蟲細胞、哺乳動物細胞以及轉基因動物和植物等。讀者將學習如何構建高效的錶達載體，選擇閤適的宿主細胞，並掌握調控基因錶達的策略，以獲得目標蛋白質的穩定、高産和功能完整的錶達。同時，還將討論蛋白質翻譯後修飾的重要性，以及如何在錶達係統中模擬這些修飾，以獲得功能更接近天然狀態的重組蛋白。 蛋白質純化與鑒定： 獲得高純度的蛋白質是後續研究和應用的基礎。本章將係統介紹各種蛋白質純化技術，從早期應用廣泛的層析技術（如離子交換層析、疏水層析、親和層析、尺寸排阻層析）到新興的電泳技術和膜分離技術。我們將詳細講解每種技術的原理、操作步驟、適用範圍以及如何根據目標蛋白質的理化性質和功能特點，設計最優的純化策略。此外，還將介紹多種蛋白質鑒定方法，包括SDS-PAGE、Western Blotting、質譜分析（MS）以及氨基酸序列測定等，以確保獲得純淨且身份確定的目標蛋白。 第二篇 蛋白質工程的核心策略與方法 在掌握瞭基礎理論與技術後，本書將進入蛋白質工程的核心內容，即如何通過理性設計或定嚮進化等手段，對蛋白質進行改造，賦予其新的或增強的功能。 理性設計（Rational Design）： 基於對蛋白質結構-功能關係的深刻理解，理性設計是蛋白質工程中最具代錶性的方法之一。本章將深入探討如何通過預測和分析蛋白質的立體結構，識彆關鍵的氨基酸殘基，並基於這些信息，通過定點突變（Site-directed Mutagenesis）等手段，精確地改變蛋白質的氨基酸序列，從而達到改變其物理化學性質、催化活性、底物特異性、穩定性、溶解度或與其他分子的結閤能力等目的。我們將介紹多種定點突變技術，並詳細闡述如何選擇閤適的突變位點和突變類型，以實現預期工程改造效果。此外，還將討論如何利用計算機輔助設計（CAD）工具，如分子動力學模擬、蛋白質對接等，來預測和評估突變對蛋白質結構和功能的影響。 定嚮進化（Directed Evolution）： 與理性設計不同，定嚮進化是一種模擬自然選擇過程的體外進化方法，它不需要事先瞭解蛋白質的結構-功能關係，而是通過隨機誘變和高通量篩選/選擇相結閤，逐步“進化”齣具有所需功能的蛋白質。本章將詳細介紹定嚮進化的基本原理和流程，包括如何建立多樣化的基因庫（如隨機誘變、DNA碎片重組等），如何設計高效的篩選或選擇係統（如噬菌體展示、酵母展示、核酸適配體等），以及如何進行多輪的進化和優化。我們將通過大量經典案例，展示定嚮進化在獲得高活性酶、新型抗體、生物傳感器等方麵的強大威力。 蛋白質分子模擬與計算蛋白質工程： 隨著計算能力的飛速發展，計算方法在蛋白質工程中的應用日益廣泛。本章將介紹蛋白質分子模擬技術，如濛特卡洛模擬、分子動力學模擬等，它們能夠幫助我們理解蛋白質在溶液中的動態行為，預測蛋白質摺疊過程，以及分析突變對蛋白質穩定性和構象變化的影響。同時，還將探討計算蛋白質工程在蛋白質設計中的作用，包括如何利用機器學習和人工智能算法，預測蛋白質序列與結構的關係，發現新的蛋白質摺疊模式，以及設計具有全新功能的蛋白質。 第三篇 蛋白質工程的應用前景與挑戰 蛋白質工程的最終目的是將實驗室的創新成果轉化為實際的應用，為社會發展做齣貢獻。本書的第三篇將聚焦於蛋白質工程在各個領域的廣闊應用前景，以及當前麵臨的挑戰與未來發展方嚮。 醫藥與健康領域： 蛋白質工程在醫藥領域的應用可謂日新月異。我們將深入探討如何通過蛋白質工程改造，設計和生産新型治療性蛋白質藥物，如單剋隆抗體、重組生長因子、酶製劑等，以治療癌癥、自身免疫性疾病、代謝性疾病等。還將介紹如何利用蛋白質工程技術，開發更安全、更有效的疫苗，以及用於疾病診斷的生物標記物。此外，還將討論蛋白質工程在藥物遞送係統中的應用，例如設計能夠靶嚮特定細胞或組織的納米載體。 工業與環境領域： 工業生産和環境保護同樣是蛋白質工程大顯身手的舞颱。本章將重點介紹如何利用蛋白質工程技術，開發高效、環保的工業酶，用於生物催化、生物修復、生物降解等過程。例如，用於紡織、造紙、食品加工的酶製劑，以及能夠降解塑料、石油汙染物等的酶。我們還將探討如何通過蛋白質工程，設計具有特殊功能的生物材料，用於生物傳感器、生物醫學植入物等。 農業與食品科學： 蛋白質工程在提升農産品産量、品質，以及開發新型食品方麵也發揮著重要作用。我們將討論如何通過基因工程和蛋白質工程技術，培育具有抗病蟲害、抗逆性強、營養價值高等特性的作物。在食品科學領域，蛋白質工程可以用於改善食品的質構、風味、穩定性和營養成分，例如開發新型的食用蛋白替代品，或提升現有食品的加工性能。 蛋白質工程麵臨的挑戰與未來展望： 盡管蛋白質工程取得瞭輝煌成就，但仍麵臨諸多挑戰。本章將探討當前研究中存在的問題，例如如何更精確地預測蛋白質功能，如何剋服錶達和純化中的難題，如何評估工程改造蛋白質的長期安全性和有效性等。同時，還將展望蛋白質工程的未來發展方嚮，例如與閤成生物學的深度融閤，利用AI驅動的蛋白質設計，以及開發更加智能化的生物製造平颱等。我們將強調跨學科閤作的重要性，以及如何通過持續的創新，不斷突破蛋白質工程的邊界，為人類社會的可持續發展貢獻力量。 《蛋白質工程（第二版）》是一部集理論深度、技術廣度與應用視野於一體的力作。它不僅是科研人員進行研究的寶貴參考，更是相關領域學習者的必備讀物。本書將帶領讀者深入瞭解蛋白質工程這一充滿活力和潛力的學科，激發各位對生命科學前沿的探索熱情，並為未來的科學創新與技術應用奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述方式讓我耳目一新，它不像我之前讀過的其他專業書籍那樣枯燥乏味。作者將復雜的生物化學原理和工程學概念巧妙地融入到一係列引人入勝的故事和案例之中。我尤其喜歡書中關於蛋白質如何被應用於疾病治療和診斷的章節，這些內容讓我對現代醫學的進步有瞭更深刻的認識。雖然有些地方我還需要反復閱讀和思考，但總體來說，這本書讓我對蛋白質工程這個領域産生瞭濃厚的興趣，並且激發瞭我對相關前沿研究的進一步探索。我期待著能夠將書中的知識與我自己的學習和工作相結閤，或許能從中獲得新的靈感。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容實在太豐富瞭，以至於我感覺自己需要一張巨大的思維導圖纔能把它們串聯起來。從蛋白質的摺疊動力學到同源建模，再到錶麵展示技術和細胞信號通路的設計，幾乎涵蓋瞭蛋白質工程的每一個重要環節。我特彆喜歡書中對各種算法和軟件工具的介紹，這讓我想象到如何在計算機上模擬和預測蛋白質的結構與功能。雖然我目前還隻是一個初學者，對很多術語和概念都比較陌生，但這並不妨礙我感受到這本書的厚重和專業。我需要花更多的時間去消化和吸收這些信息，希望能夠逐步理解這些先進的技術是如何被應用到實際的生物工程項目中的。

評分☆☆☆☆☆

我是在一個偶然的機會下翻到這本書的，原本隻是想大緻瞭解一下蛋白質工程這個概念，沒想到越看越覺得有趣。書中有很多關於蛋白質如何被“定製”的故事，比如如何改造病毒讓它成為更安全的疫苗載體，或者如何設計齣能夠清除環境中汙染物的酶。這些應用案例讓我覺得蛋白質工程不僅僅是實驗室裏的理論，更是能夠切實解決現實世界問題的強大工具。雖然有些技術細節我可能還不太懂，但書中的敘述方式很清晰，不會讓人覺得枯燥乏味。我特彆喜歡作者的筆觸，充滿瞭對科學探索的熱情，讀起來讓人心情愉悅，也激發瞭我對未來科技發展的無限遐想。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容實在太龐雜瞭，我感覺自己像是掉進瞭一個知識的海洋，一時半會兒根本上不來。從最基礎的蛋白質結構和功能講起，到各種酶的設計、改造，再到抗體的工程化生産，簡直涵蓋瞭蛋白質工程的方方麵麵。我特彆喜歡裏麵關於理性設計和定嚮進化的章節，作者用瞭很多生動的例子來解釋這些抽象的概念，比如如何通過改變氨基酸序列來提高酶的催化效率，或者如何設計齣能夠特異性結閤某個靶點的抗體。這些內容讓我對如何“創造”齣具有特定功能的蛋白質有瞭全新的認識。雖然有些地方我還需要反復琢磨，但總體而言，這本書為我打開瞭一扇通往蛋白質世界的大門，讓我對這個領域充滿瞭好奇和探索的欲望。我還會繼續深入研讀，爭取把裏麵的知識融會貫通。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論性很強，我感覺更像是一本高級的教科書，內容相當紮實。它係統地闡述瞭蛋白質工程的基本原理、常用技術以及在各個領域的應用。讓我印象深刻的是，作者在講解每個概念時，都引用瞭大量的經典研究文獻和最新的研究進展，這使得這本書的學術價值非常高。對於我這種想要深入瞭解蛋白質工程背後科學原理的讀者來說，這本書無疑是一本寶藏。不過，也正是因為其高度的學術性，閱讀起來確實需要花費不少時間和精力。我常常需要對照其他資料，纔能完全理解其中的一些復雜概念。但這種深度和廣度，也正是其魅力所在，它能夠幫助我們構建起對蛋白質工程的完整認知框架。