在基因工程基礎上發展起來的蛋白質工程,被稱為“第二代基因工程”。在亞太地區蛋白質學會主席、北京大學跨院系蛋白質科學中心主任昌增益教授看來,蛋白質工程不僅蘊涵著人類攻克癌癥等生命難題的重大契機,其在產業化上的巨大發展空間也是不言而喻的。
近年來,蛋白質工程研究和應用已遍及醫療、工業、農業等領域。目前,分子生物學家們已經能夠通過對蛋白質進行修飾、加工、改良,使蛋白質“升級換代”。例如,人們對藥物蛋白進行PEG(聚乙二醇)修飾,可以延長藥物蛋白的作用半衰期;葡萄糖異構酶在工業上有著廣泛的應用,人們對其基因進行定點誘變,將第138位的甘氨酸(Gly138)替代為脯氨酸(Pro)后,可顯著提高葡萄糖異構酶的熱穩定性,有利于其在食品工業上的應用;轉入多拷貝串聯的金屬硫蛋白α-結構域編碼基因的轉基因植株,有著比野生植株更高的對重金屬的抗性等等。
然而,昌增益認為,對蛋白質工程這座“金礦”的開發才剛剛開始。“盡管幾十年來人們在蛋白質基礎研究方面有了很大進步,但是我們對蛋白質這類結構和功能極其多樣的神奇生命分子的認知還很有限,對蛋白質功能機制的研究方法和手段還遠不夠完善。”
他表示,如何揭示蛋白質分子發揮作用的規律,是一個復雜而艱深的難題。“借助其他學科平臺,通過跨學科研究對蛋白質工程提出新的理論、新的方法,從不同的層面揭示蛋白質運作的機制,將是一個新的挑戰和機遇。”
據了解,蛋白質工程研究的觸角已經延伸到了各個高科技領域,包括生物、化學、物理、醫學、工程以及計算機等。
“多學科、多角度、多層次的系統研究,能夠幫助人們更深刻地揭示蛋白質‘神奇’的面紗,同時也能促進各學科的發展。”昌增益說。
據最新一期《科學》雜志報道,西班牙巴塞羅那基因組調控中心和英國威康桑格研究所的研究人員發現,蛋白質的核心區域比此前認為的更穩定、更具容錯性,顛覆了蛋白質如多米諾骨牌一般,具有“牽一發而動全身”的脆弱結......
蛋白質工程基于蛋白質的靈活性,通過人工手段改變氨基酸序列,實現對蛋白質結構和功能的修飾和改造。與基因組工程相比,蛋白質工程可直接對蛋白質分子進行操縱,借助突變的迭代積累,快速完成蛋白功能優化和創新。蛋......
人工智能(AI)蛋白質設計正在走向“更快、更好、更強”。美國麻省總醫院布萊根分院和貝斯以色列女執事醫療中心團隊開發了一款名為EVOLVEpro的AI工具,被認為是蛋白質工程領域的一項重大突破。團隊在最......
在基因工程基礎上發展起來的蛋白質工程,被稱為“第二代基因工程”。在亞太地區蛋白質學會主席、北京大學跨院系蛋白質科學中心主任昌增益教授看來,蛋白質工程不僅蘊涵著人類攻克癌癥等生命難題的重大契機,其在產業......
據蛋白質工程及植物基因工程國家重點實驗室網站消息,該實驗室2011年開放課題現已開始申請,截止日期為2011年1月15日。詳情請見:2011年開放課題申請......
據預測,未來十年世界范圍內的生化與生物技術藥物的開發熱點主要集中在單克隆抗體、反義藥物、基因治療藥物、可溶性蛋白質類藥物和疫苗的幾大類。根據我國實際國情,生化藥物五......
摘要治療性蛋白的分子設計與工程化已取得突破進展,基因工程藥物已進入了第三代蛋白質治療藥物發展新階段。文章重點介紹了蛋白質工程技術在優化蛋白質的療效、穩定性、靶向性、特異性以及改善免疫原性和藥代動力學等......
摘要體外定向進化是蛋白質工程中一個非常有效的設計策略。最近幾年,在過去常用的寡核苷酸介導的隨機突變、易錯PCR和DNA改組等方法的基礎上又出現了一些新的定向進化方法。對這些方法及其特點加以總結,可為解......
摘要:回顧蛋白質工程研究及應用技術、手段和方法,分析定點突變及化學修飾在改造蛋白質分子結構與功能方面的異同。定點突變技術可以隨心所欲地在已知DNA序列中取代、插入或缺失一定長度的核苷酸片段。該方法與使......
摘要蛋白質定向進化是在人類改造蛋白質的過程中產生的。蛋白質定向進化通常分三步進行,即隨機誘變、體外重組和篩選。每一步都有多種研究技術。蛋白質定向進化大大加速了人類改造蛋白質的步伐,在實際應用研究和基拙......