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蛋白质工程课程教学大纲

《蛋白质工程》课程教学大纲

赵艮贵

课程名称：蛋白质工程

课程类型: 专业基础课

总学时：讲课学时：36

学分：2

适用对象: 生物技术专业

先修课程：生物化学，细胞生物学，分子生物学，基因工程

一、课程性质、目的和任务

蛋白质工程是随着生物化学、分子生物学、结构生物学、晶体学和计算机技术等的迅猛发展而诞生的，也与基因组学、蛋白质组学、生物信息学等的发展密切相关，是融合了蛋白质晶

体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。由于蛋白质工程学科的边缘性，所以本课程在介绍蛋白质基本内容的同时，兼顾学科发展动向，旨在使学生了解现代蛋白质工程理论的新进展并为相关学科提供知识和技术。

二、教学基本要求

通过本课程的学习，使学生掌握蛋白质工程的基本理论、基础知识、主要研究方法和技术以及生物信息学和现代生物技术在蛋白质工程上的应用及典型研究实例，熟悉从事蛋白质工程的重要方法和途径。努力培养学生具有科学思维方式、启发学生科学思维能力和勇于探索，善于思考、分析问题的能力，激发学生的学习热情，为未来的学习和工作奠定坚实的理论和实践基础。

3、教学内容及要求

教学内容	教学要求
1 绪论：蛋白质工程的物质基础；蛋白质工程的原理；　蛋白质工程的程序和操作方法；蛋白质工程的产生与发展；蛋白质工程的应用领域	理解掌握蛋白质工程研究内容和蛋白质工程设计的原理
2 蛋白质结构基础：蛋白质的生物学功能及应用；常见蛋白质氨基酸的结构特征、分类、肽和多肽链；蛋白质的空间结构及维持蛋白质空间构象的作用力；研究蛋白质空间构象的技术和方法；蛋白质氨基酸序列结构及空间结构与功能的关系；蛋白质间的相互作用与特殊结构；参与蛋白质与DNA分子间相互作用的结构域；蛋白质的变性与复性；多肽链的折叠蛋白和酶；蛋白质的去折叠和错误折叠。	要求掌握蛋白质各个结构层次的组成、基本特点和维持结构的作用力、结构与功能的关系。蛋白质的变性和复性、蛋白质的折叠以及分子伴侣和折叠酶在蛋白质折叠中的作用。
3 蛋白质分子设计：蛋白质分子设计原理；基于天然蛋白质结构的分子设计和全新蛋白质的分子设计	理解掌握蛋白质分子设计的原理、程序和种类以及遵循的原则；蛋白质结构和功能全新设计的方法和特点
4　蛋白质的修饰和表达：　蛋白质的侧链基团、位点专一性、聚乙二醇、化学交联和、偶联化学修饰；蛋白质的基因突变和融合的分子生物学改造；重组蛋白质的表达	了解蛋白质化学修饰的反应类型及主要的修饰部位。掌握蛋白质分子生物学改造技术的特点。重组蛋白质的表达系统类型和各自的优缺点。
5蛋白质的物化性质：热力学函数与蛋白质构象；热力学函数与热力学平衡；热容量； van’t　Hoff焓；蛋白质构象与热运动	了解蛋白质折叠动力学的研究技术，掌握蛋白质折叠的基本过程、意义、机制和应用前景。
6　蛋白质结构解析：X-射线晶体结构分析；核磁共振波谱的溶液结构解析；蛋白质结构测定的其它方法	掌握用于蛋白质结构解析的各种方法的特点和各项参数反映的蛋白质的结构信息。蛋白质结晶的方法和技术。
7　生物信息学在蛋白质工程中的应用：生物信息学与蛋白质工程；蛋白质常用数据库；蛋白质结构预测	了解掌握蛋白质结构数据库的主要种类和特点、核酸和蛋白质序列比对的意义和操作程序。比较常见的蛋白质二级结构预测的方法以及在蛋白质局部结构预测和三维结构预测中的作用。
8 蛋白质的分离纯化与鉴定	掌握蛋白质分离纯化的总原则和一般步骤。了解各种分离技术在蛋白质分离纯化和鉴定中的主要原理和实验步骤。
9 现代生物学技术在蛋白质工程中的应用：蛋白质分析鉴定技术；研究蛋白相互作用技术；表面展示技术；其它蛋白质工程技术	掌握用于蛋白质工程研究中的各种技术的概念，原理及应用特点
10 蛋白质组学：蛋白组学研究思路与策略、蛋白组学研究内容、蛋白组学的应用与发展趋势	了解蛋白组学的产生过程，掌握蛋白组学的研究技术、动态性和时空性。掌握目前蛋白质相互作用研究方法。了解蛋白组学研究中存在有哪些问题。
11 蛋白质工程的应用	了解蛋白质工程应用的领域，典型的范例有哪些。

四、课程的重点和难点

重点内容包括蛋白质分子基础、分子设计、折叠、理化性质、结构解析与预测以及蛋白组学、生物信息学在蛋白质工程中的应用、蛋白质的分离纯化鉴定技术和现代生物技术在蛋白质工程中的应用。难点蛋白的分子设计和结构解析。

五、实践环节

独立开课

六、参考性教学时间安排

蛋白质晶体教学内容	授课学时
绪论	2
蛋白质结构基础	3
蛋白质分子设计	4
蛋白质的修饰和表达	4
蛋白质的物理化学性质	2
蛋白质结构解析	3
生物信息学在蛋白质工程中的应用	3
蛋白质的分离纯化与鉴定	4
现代生物学技术在蛋白质工程中的应用	4
蛋白质组学	4
蛋白质工程的应用	3