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1、1蛋白质工程学末论文学院：生命与地理科学学院班级：10 级生物工程姓名：吉毛措学号：201019112422目录摘要、关键词-3英文翻译-41. 蛋白质工程-51.1 蛋白质工程的诞生-51.2 蛋白质工程的概述-52. 蛋白质工程的应用抗体工程-62.1 抗体工程的研究现状和发展前景-7（1）多克隆抗体-7（2）单克隆抗体（杂交瘤技术）-10（3）基因工程抗体(人源化抗体)-173.抗体融合蛋白-213.1 免疫毒素-183.2 基因工程抗体酶融合蛋白-213.3 基因工程抗体细胞因子融合蛋白-224.注释-235.参考文献-233蛋白质工程在抗体工程方面的应用与发展摘要：蛋白质工程是在基因
2、重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，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学科而发展起来的综合性研究邻域。蛋白质工程的出现，为认识和改造蛋白质分子提供了强有力的手段，在揭示蛋白质形成和功能表达的关系研究中发挥了重要作用。它不仅可以带动生物技术进一步发展，还可以推动与人类生产、生活关系密切的相关科学的发展。已有研究表明，蛋白质工程在医药、工业、农业等各行各业中均具有广阔的应用前景。随着蛋白质工程研究对象的扩大和技术的成熟，其应用领域也将不断拓宽。本论文就以抗体工程中单克隆抗体、多克隆抗体、基因工程抗体等的研究现状和抗体融合蛋白、杂交瘤技术、人源化抗
3、体等为例介绍蛋白质工程的应用情况和发展概况。关键词：单克隆抗体 多克隆抗体 基因工程抗体 抗体融合蛋白 杂交瘤技术 人源化抗体4Application and development of protein engineering in antibody engineering Abstract:Protein engineering is the basis of recombinant DNA technology, biochemistry, molecular biology, molecular genetics and other disciplines,the fusion pro
4、tein crystallography, protein dynamics, protein chemistry and other disciplines as computer-aided design and develop a comprehensive research neighborhood. The emergence of protein engineering, in order to understand and transformthe protein molecules provides a powerful instrument, played an import
5、ant role in the study of the relationship between to reveal proteinformation and functional expression. It can not only drive the further development of biotechnology, can also promote the development of science and human production and life are closely related. Studies have shown that protein engin
6、eering has broad prospects for applicationin medicine, industry, agriculture and other industries. With the expansion of the object of protein engineering and technology mature, will also continue to broaden its applications. The papers on antibodyengineering monoclonal antibodies, polyclonal antibo
7、dies, genetically engineered antibody Research and antibody fusion protein, hybridomatechnology, humanized antibodies, for example to introduce the application of protein engineering and development overview.Keywords:Monoclonal antibodies polyclonal antibodies genetically engineered antibody antibod
8、y fusion protein hybridoma technique humanized antibody.51.蛋白质工程定义：是研究蛋白质分子结构规律与生物学功能的关系，对现有蛋白质加以定向修饰改造、设计和剪切，构建生物学功能比天然蛋白质更加优良的新型蛋白。从预期功能出发，设计期望结构、合成目的基因并有效表达或通过定向诱变、定向修饰和改造等一系列工序，合成优良蛋白。1.1 蛋白质工程的诞生我们知道生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程中产生的，它的结构性能已经不能完全满足人类生产生活的需要。例如：干扰素是一种动物体内的抗病毒、抗肿瘤的药物蛋白，但在体外保存相当困难，以及其需求量日益增加。
9、于是我们要对现有的蛋白质进行改造，制造出目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质来满足人类生产和生活的需要。这样人们就开始了新一轮的探索，蛋白质工程应运而生了。 早在 80 年代初美国 Genex 公司 K. U lm er 第一次提出蛋白质工程概念, 并建立了专门研究实体, 制定了相应研究开发计划。其后,以美国为首的几家生物技术公司同时应用蛋白质工程技术得到几种蛋白质结构, 标志着蛋白质工程正式诞生。1.2 蛋白质工程的概述目标：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。蛋白质工程的原理：基因改造基本途径：从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱
10、氧核苷酸序列（基因）蛋白质工程的流程：（如下图）63. 蛋白质工程的应用抗体工程抗体不仅在哺乳动物机体中担负着重要的体液免疫功能, 还在医学、生物学免疫诊断中被广泛地应用。本世纪证明了抗体是一类免疫球蛋白, 并相继阐明了抗体产生及其多样性的细胞和分子机制, 使免疫学研究成为生命科学前沿领域。7Porter 等对血清 IgG 抗体的研究证明，Ig 分子的基本结构是由四肽链组。即由二条相同的分子量较小的肽链称为轻链和二条相同的分子量较大的肽链称为重链组成的。轻链与重链是由二硫键连接形成一个四肽链分子称为 Ig 分子的单体，是构成免疫球蛋白分子的基本结构。Ig 单体中四条肽链两端游离的氨基或羧基的方
11、向是一致的，分别命名为氨基端（N 端）和羧基端（C 端）。Ig 分子 酶水解片段示意图随着生命科学技术的发展，抗体的制备技术也经历着一次又一次革命, 由血清抗体到杂交瘤单克隆抗体, 再到基因工程抗体库技术, 可谓日新月异。下面主要是介绍杂交瘤单抗克隆技术，以及其遇到的问题是如何通过蛋白质工程加以解决的。2.1 抗体工程的研究现状和发展前景（1）多克隆抗体（polyclonal antibody）：抗原刺激机体，产生免疫学反应，由机体的浆细胞合成并分泌的与抗原有特异性结合能力的一组球蛋白，这就是免疫球蛋白，这种与抗原有特异性结合能力的免疫球蛋白就是抗体。抗 原 通 常 是 由 多 个 抗 原 决
12、 定 簇 组 成 的 ， 由 一 种 抗 原 决 定 簇 刺 激 机 体 ， 由 一 个B 淋 巴 细 胞 接 受 该 抗 原 所 产 生 的 抗 体 称 之 为 单 克 隆 抗 体 （ Monclone antibody） 。 由 多 种 抗 原 决 定 簇 刺 激 机 体 ， 相 应 地 就 产 生 各 种 各 样 的 单 克 隆抗 体 ， 这 些 单 克 隆 抗 体 混 杂 在 一 起 就 是 多 克 隆 抗 体 ， 机 体 内 所 产 生 的 抗 体 就是 多 克 隆 抗 体 ； 除 了 抗 原 决 定 簇 的 多 样 性 以 外 ， 同 样 一 类 抗 原 决 定 簇 ， 也 可刺
13、激 机 体 产 生 IgG、 IgM、 IgA、 IgE 和 IgD 等 五 类 抗 体 。 抗 原 上 那 部 分 可 以 引 起 机 体 产 生 抗 体 的 分 子 结 构 ， 叫 做 抗 原 决 定 簇 。 一个 抗 原 上 可 以 有 好 几 个 不 同 的 抗 原 决 定 簇 ， 因 而 使 机 体 产 生 好 几 种 不 同 的 抗8体 ， 最 终 产 生 出 抗 体 是 浆 细 胞 。 只 针 对 一 个 抗 原 决 定 簇 起 作 用 的 浆 细 胞 群 就是 一 个 纯 系 ， 纯 系 的 英 文 为 Clone， 音 译 就 是 克 隆 。 由 一 种 克 隆 产 生 的
14、特 异性 抗 体 叫 做 单 克 隆 抗 体 。 单 克 隆 抗 体 能 目 标 明 确 地 与 单 一 的 特 异 抗 原 决 定 簇结 合 ， 就 象 导 弹 精 确 地 命 中 目 标 一 样 。 另 一 方 面 ， 即 使 是 同 一 个 抗 原 决 定 簇 ，在 机 体 内 也 可 以 由 好 几 种 克 隆 来 产 生 抗 体 ， 形 成 好 几 种 单 克 隆 抗 体 混 杂 物 ，称 为 多 克 隆 抗 体 。 多 克 隆 抗 体 又 简 称 多 抗 。 与 之 相 对 应 的 叫 单 克 隆 抗 体 ， 简 称 单 抗 。抗 原 准 备概 述可 以 作 为 抗 原 的 物 质 有 很 多 种 ， 一 般 的 科 研 实 验 中 ， 经 常 使 用 的 抗 原 有 ：偶 联 多 肽 、 偶 联 的 小 分 子 或 化 合 物 、 天 然 或 重 组 蛋 白 等 等 。 对 可 溶 性 抗 原 而 言 ， 为 了
