蛋白质分子设计蛋白质分子设计的三个基本条件：结构与1、蛋白质分子的基本知识：理化性质、功能、构象规律2、对具体改造的蛋白质分子必须有一个系统全面和深入的了解3、分子设计的基本工具：高性能的计算机硬件功能齐全的计算机软件只有在此基础上，才能应用蛋白质分子预测技术，提出合理的设计方案
蛋白质分子设计 蛋白质分子设计的三个基本条件： 1、蛋白质分子的基本知识：理化性质、结构与 功能、构象规律 2、对具体改造的蛋白质分子必须有一个系统、 全面和深入的了解 3、分子设计的基本工具：高性能的计算机硬件、 功能齐全的计算机软件 ——只有在此基础上，才能应用蛋白质分子预测 技术，提出合理的设计方案
蛋白质分子设计的分类1、基于天然蛋白质结构的分子设计1）小范围改造：对已知结构的蛋白质进行少数几个残基的替换、部分片段的缺失，改善蛋白质的性质和功能。2）较大程度的改造：根据需求对来源于不同蛋白质的结构域进行拼接组装，或在蛋白质分子中进行大范围肽链替换、结构域替换，获得多功能复合体2、蛋白质从头设计de novoprotein design
蛋白质分子设计的分类 1、基于天然蛋白质结构的分子设计 ： 1）小范围改造：对已知结构的蛋白质进行少 数几个残基的替换、部分片段的缺失，改善 蛋白质的性质和功能。 2）较大程度的改造：根据需求对来源于不同 蛋白质的结构域进行拼接组装，或在蛋白质 分子中进行大范围肽链替换、结构域替换， 获得多功能复合体。 2、蛋白质从头设计de novo protein design
基于天然结构的分子设计蛋白质结构与功能的关系的认识对蛋白质设计至关重要Primary structure蛋白质结构层次氨基酸通过肽键形成的生物高分子一级结构、二级结构、三级结构、四级结构Becondary structuri-1i+1iR.ORR.L测福-CEN-C:NNBpleated shee主链aipha helix肽键具有双键性质而不能任意旋转teetiary主链可旋转的二面角中，单structurequaternstructure
◼ 蛋白质结构与功能的关系的认识对蛋白质设计 至关重要 基于天然结构的分子设计
蛋白质分子设计目标及解决办法设计目标解决办法Hartley等于热稳定性引入二硫桥1986年完成增加内氢键数目改善内疏水堆积了一个我们增加表面盐桥所要的有关对氧化的稳定性把Cys转换为Ala或Ser把Met转换为Gln、Val、Ile或Leu蛋白质重要把Trp转换为Phe或Tyr性质设计目对重金属的稳定性把Cys转换为Ala或Ser把Met转换为Gln、Val、Ile或Leu标及解决办替代表面羧基法表，该表pH稳定性替换表面荷电基团His、Cys以及Tyr的置换至今仍有参内离子对的置换考价值。提高酶学性质专一性的改变增加逆转数(turnovernumber）改变酸碱度
◼ Hartley等于 1986年完成 了一个我们 所要的有关 蛋白质重要 性质设计目 标及解决办 法表，该表 至今仍有参 考价值。 蛋白质分子设计目标及解决办法
蛋白质设计原理内核假设：内核是指蛋白质在进化中保守的内部区域。在大多数情况，内核由氢键连接的二级结构单元组成假定蛋白质独特的折叠形式主要由蛋白质内核中残基的相互作用所决定■内部密堆积，并且没有重叠：疏水效应;分子间的伦敦色散力氢键最大满足
蛋白质设计原理 ◼ 内核假设： 内核是指蛋白质在进化中保守的内部区域。在大多 数情况，内核由氢键连接的二级结构单元组成。 假定蛋白质独特的折叠形式主要由蛋白质内核中残 基的相互作用所决定。 ◼ 内部密堆积，并且没有重叠： ① 疏水效应； ② 分子间的伦敦色散力 ◼ 氢键最大满足