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文檔簡介
1、 蛋白質(zhì)工程課程教學(xué)大綱趙艮貴課程名稱:蛋白質(zhì)工程 課程類型: 專業(yè)基礎(chǔ)課總 學(xué) 時(shí):講課學(xué)時(shí):36 學(xué)分:2適用對象: 生物技術(shù)專業(yè)先修課程:生物化學(xué),細(xì)胞生物學(xué),分子生物學(xué),基因工程一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù) 蛋白質(zhì)工程是隨著生物化學(xué)、分子生物學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、晶體學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等的迅猛發(fā)展而誕生的,也與基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、生物信息學(xué)等的發(fā)展密切相關(guān),是融合了蛋白質(zhì)晶體學(xué)、蛋白質(zhì)動(dòng)力學(xué)、蛋白質(zhì)化學(xué)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等多學(xué)科而發(fā)展起來的新興研究領(lǐng)域。由于蛋白質(zhì)工程學(xué)科的邊緣性,所以本課程在介紹蛋白質(zhì)基本內(nèi)容的同時(shí),兼顧學(xué)科發(fā)展動(dòng)向,旨在使學(xué)生了解現(xiàn)代蛋白質(zhì)工程理論的新進(jìn)展并為相關(guān)學(xué)科提供知識和技
2、術(shù)。二、教學(xué)基本要求 通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握蛋白質(zhì)工程的基本理論、基礎(chǔ)知識、主要研究方法和技術(shù)以及生物信息學(xué)和現(xiàn)代生物技術(shù)在蛋白質(zhì)工程上的應(yīng)用及典型研究實(shí)例,熟悉從事蛋白質(zhì)工程的重要方法和途徑。努力培養(yǎng)學(xué)生具有科學(xué)思維方式、啟發(fā)學(xué)生科學(xué)思維能力和勇于探索,善于思考、分析問題的能力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,為未來的學(xué)習(xí)和工作奠定堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。3、 教學(xué)內(nèi)容及要求 教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求1 緒論 :蛋白質(zhì)工程的物質(zhì)基礎(chǔ);蛋白質(zhì)工程的原理;蛋白質(zhì)工程的程序和操作方法;蛋白質(zhì)工程的產(chǎn)生與發(fā)展;蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用領(lǐng)域理解掌握蛋白質(zhì)工程研究內(nèi)容和蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)的原理2 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ):蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能
3、及應(yīng)用;常見蛋白質(zhì)氨基酸的結(jié)構(gòu)特征、分類、肽和多肽鏈;蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)及維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的作用力;研究蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的技術(shù)和方法;蛋白質(zhì)氨基酸序列結(jié)構(gòu)及空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系;蛋白質(zhì)間的相互作用與特殊結(jié)構(gòu);參與蛋白質(zhì)與DNA分子間相互作用的結(jié)構(gòu)域;蛋白質(zhì)的變性與復(fù)性;多肽鏈的折疊蛋白和酶;蛋白質(zhì)的去折疊和錯(cuò)誤折疊。要求掌握蛋白質(zhì)各個(gè)結(jié)構(gòu)層次的組成、基本特點(diǎn)和維持結(jié)構(gòu)的作用力、結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。蛋白質(zhì)的變性和復(fù)性、蛋白質(zhì)的折疊以及分子伴侶和折疊酶在蛋白質(zhì)折疊中的作用。3 蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì):蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)原理;基于天然蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的分子設(shè)計(jì)和全新蛋白質(zhì)的分子設(shè)計(jì)理解掌握蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)的原理、程序和種類
4、以及遵循的原則;蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能全新設(shè)計(jì)的方法和特點(diǎn)4蛋白質(zhì)的修飾和表達(dá):蛋白質(zhì)的側(cè)鏈基團(tuán)、位點(diǎn)專一性、聚乙二醇、化學(xué)交聯(lián)和、偶聯(lián)化學(xué)修飾;蛋白質(zhì)的基因突變和融合的分子生物學(xué)改造;重組蛋白質(zhì)的表達(dá)了解蛋白質(zhì)化學(xué)修飾的反應(yīng)類型及主要的修飾部位。掌握蛋白質(zhì)分子生物學(xué)改造技術(shù)的特點(diǎn)。重組蛋白質(zhì)的表達(dá)系統(tǒng)類型和各自的優(yōu)缺點(diǎn)。5蛋白質(zhì)的物化性質(zhì): 熱力學(xué)函數(shù)與蛋白質(zhì)構(gòu)象;熱力學(xué)函數(shù)與熱力學(xué)平衡;熱容量; vantHoff焓;蛋白質(zhì)構(gòu)象與熱運(yùn)動(dòng)了解蛋白質(zhì)折疊動(dòng)力學(xué)的研究技術(shù),掌握蛋白質(zhì)折疊的基本過程、意義、機(jī)制和應(yīng)用前景。6蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析:X-射線晶體結(jié)構(gòu)分析;核磁共振波譜的溶液結(jié)構(gòu)解析;蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)測定的
5、其它方法掌握用于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析的各種方法的特點(diǎn)和各項(xiàng)參數(shù)反映的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息。蛋白質(zhì)結(jié)晶的方法和技術(shù)。7生物信息學(xué)在蛋白質(zhì)工程中的應(yīng)用:生物信息學(xué)與蛋白質(zhì)工程;蛋白質(zhì)常用數(shù)據(jù)庫;蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測了解掌握蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的主要種類和特點(diǎn)、核酸和蛋白質(zhì)序列比對的意義和操作程序。比較常見的蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)預(yù)測的方法以及在蛋白質(zhì)局部結(jié)構(gòu)預(yù)測和三維結(jié)構(gòu)預(yù)測中的作用。8 蛋白質(zhì)的分離純化與鑒定掌握蛋白質(zhì)分離純化的總原則和一般步驟。了解各種分離技術(shù)在蛋白質(zhì)分離純化和鑒定中的主要原理和實(shí)驗(yàn)步驟。9 現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)在蛋白質(zhì)工程中的應(yīng)用:蛋白質(zhì)分析鑒定技術(shù);研究蛋白相互作用技術(shù);表面展示技術(shù);其它蛋白質(zhì)工程技術(shù)掌握
6、用于蛋白質(zhì)工程研究中的各種技術(shù)的概念,原理及應(yīng)用特點(diǎn)10 蛋白質(zhì)組學(xué):蛋白組學(xué)研究思路與策略、蛋白組學(xué)研究內(nèi)容、蛋白組學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢了解蛋白組學(xué)的產(chǎn)生過程,掌握蛋白組學(xué)的研究技術(shù)、動(dòng)態(tài)性和時(shí)空性。掌握目前蛋白質(zhì)相互作用研究方法。了解蛋白組學(xué)研究中存在有哪些問題。11 蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用了解蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的領(lǐng)域,典型的范例有哪些。四、課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)內(nèi)容包括蛋白質(zhì)分子基礎(chǔ)、分子設(shè)計(jì)、折疊、理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)解析與預(yù)測以及蛋白組學(xué)、生物信息學(xué)在蛋白質(zhì)工程中的應(yīng)用、蛋白質(zhì)的分離純化鑒定技術(shù)和現(xiàn)代生物技術(shù)在蛋白質(zhì)工程中的應(yīng)用。難點(diǎn)蛋白的分子設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)解析。五、實(shí)踐環(huán)節(jié) 獨(dú)立開課六、參考性教學(xué)時(shí)間安排教 學(xué) 內(nèi) 容授課學(xué)時(shí)緒論2蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)3蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)4蛋白質(zhì)的修飾和表達(dá)4蛋白質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)2蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析3生物信息學(xué)在蛋白質(zhì)工程中的應(yīng)用3蛋白質(zhì)的分離純化與鑒定4現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)在蛋白質(zhì)工程中的應(yīng)用4蛋白質(zhì)組學(xué)4蛋白質(zhì)工
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