蛋白质工程是在理解蛋白质结构功能关系的基础上，对蛋白质进行调控、设计和改造的一门学科。其研究内容包括蛋白质的结构基础、蛋白质结构功能关系、蛋白质构象模拟、蛋白质功能调控、蛋白质从头设计、蛋白质功能改造等方面。本教材系统介绍蛋白质工程的发展历史、蛋白质结构研究的基本理论、蛋白质功能调控的基本策略、蛋白质结构功能关系的基本理论、蛋白质构象模拟技术的发展历史、蛋白质的定向进化和改造与设计、蛋白质工程在新兴领域中的应用等。
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2005 年9 月-2008 年12 月 湖南师范大学生命科学学院，获博士学位
2002 年9 月-2005 年6 月 湖南农业大学生物科学与技术学院，获硕士学位2021 年12 月-至今 湖南农业大学生命科学与技术学院，教授
2010年10 月-2021年12月 湖南农业大学生命科学与技术学院，副教授
2019年2月-9月 美国纽约州立大学上州医科大学神经与生理学博士后
目录
前言
第一章 绪论 1
第一节 蛋白质概念的形成及其研究历史 1
第二节 蛋白质工程发展历程及其主要研究内容 5
第三节 蛋白质工程的前沿技术 11
第四节 蛋白质工程在生物工程中的重要地位 16
第五节 蛋白质工程对科学研究和国民经济的重要意义 17
小结 19
复习思考题 19
主要参考文献 19
第二章 蛋白质的结构基础 20
第一节 蛋白质的分类、命名及组成 20
第二节 蛋白质的结构及其特点 24
第三节 蛋白质结构的解析方法 30
第四节 蛋白质结构模拟 57
小结 73
复习思考题 73
主要参考文献 74
第三章 蛋白质的结构功能关系 75
第一节 分子内作用力与蛋白质功能 75
第二节 分子间作用力与蛋白质功能 78
第三节 蛋白质的变性与复性 94
第四节 蛋白质结构功能的演化 98
小结 110
复习思考题 111
主要参考文献 111
第四章 蛋白质的功能调控 112
第一节 配体调控策略 112
第二节 温度调控策略 125
第三节 相分离 129
小结 135
复习思考题 136
主要参考文献 136
第五章 蛋白质的制备 137
第一节 蛋白质的生物合成 137
第二节 蛋白质的化学合成 153
第三节 蛋白质的重组表达 159
第四节 蛋白质的纯化 167
小结 169
复习思考题 169
主要参考文献 169
第六章 蛋白质的设计和改造 170
第一节 蛋白质的定向进化 170
第二节 使用非天然氨基酸的蛋白质改造 181
第三节 蛋白质的从头设计 185
第四节 多肽设计和改造 191
小结 196
复习思考题 196
主要参考文献 196
第七章 蛋白质工程与光遗传学 198
第一节 光敏蛋白的发现 198
第二节 光敏蛋白的设计和改造 201
第三节 光敏蛋白在光遗传学的应用 207
小结 216
复习思考题 216
主要参考文献 216
第八章 蛋白质工程与基因编辑 217
第一节 CRISPR/Cas 系统的发展历史 217
第二节 CRISPR/Cas 工具包的优化改造 223
小结 229
复习思考题 229
主要参考文献 229
第九章 蛋白质工程与基因组学 230
第一节 基因组学在蛋白质工程中的应用 230
第二节 蛋白质工程加速基因编辑的发展 235
第三节 Nanopore技术在核酸和蛋白质测序中的应用和发展 238
小结 246
复习思考题 247
主要参考文献 247
第十章 蛋白质工程的应用 248
第一节 蛋白质工程在工业酶和日化领域的应用 248
第二节 蛋白质工程在农业和食品领域的应用 258
第三节 蛋白质工程在医药领域的应用 271
小结 280
复习思考题 280
主要参考文献 281
第十一章 蛋白质工程与未来技术 283
第一节 人工智能与蛋白质工程 283
第二节 纳米材料与蛋白质工程 290
第三节 塑料降解与蛋白质工程 298
小结 301
复习思考题 302
主要参考文献 302
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