本書共分八章，主要介紹了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能、結(jié)構(gòu)分析及預(yù)測、重組表達、化學(xué)修飾、分子改造、全新設(shè)計及應(yīng)用；力求使學(xué)生通過學(xué)習(xí)加深對理論知識的理解和掌握，提高學(xué)習(xí)興趣，拓展知識面，開闊思路，并提高理論知識的應(yīng)用能力，為學(xué)生今后熟練掌握蛋白質(zhì)工程技術(shù)、從事科學(xué)研究及實際工作奠定堅實的基礎(chǔ)。
蛋白質(zhì)是由氨基酸以“脫水縮合”方式組成的多肽鏈經(jīng)過盤曲折疊形成的、具有一定空間結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，是一切生命活動存在的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是日常生活中普遍存在的營養(yǎng)物質(zhì)、生產(chǎn)原料、醫(yī)藥試劑，在食品、日化、飼料工業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用。
蛋白質(zhì)工程是通過基因重組技術(shù)改變或設(shè)計合成具有特定功能的蛋白質(zhì)，其意義在于以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過化學(xué)、物理和分子生物學(xué)等手段進行基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。天然蛋白質(zhì)都是經(jīng)過漫長的進化過程自然選擇而來的，通過蛋白質(zhì)工程對天然蛋白質(zhì)進行相應(yīng)的設(shè)計和改造，相當(dāng)于在實驗室里加快了進化過程，從而更快、更有效地為人類的需求服務(wù)。
“蛋白質(zhì)工程”作為高等學(xué)校生物技術(shù)和生物工程專業(yè)的重要專業(yè)課程，旨在使學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)工程學(xué)的基礎(chǔ)理論及研究方法，深入了解其廣闊的應(yīng)用前景及其對生命科學(xué)前沿的推動作用。本教材是在精品開放課程項目建設(shè)的基礎(chǔ)上進行編寫的，屬于教育部高等學(xué)校生物技術(shù)、生物工程類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會和高等教育出版社共同策劃出版的“iCourse.教材：生物技術(shù)與生物工程系列”。教材屬于新形態(tài)教材，在出版形式、編寫理念、內(nèi)容選取和體系編排上都積極響應(yīng)學(xué)科發(fā)展和教育發(fā)展的新要求，以紙質(zhì)教材配合豐富的多媒體素材，提升課程教學(xué)效果，利于學(xué)生進行混合式和自主性學(xué)習(xí)。教材的編寫緊扣課程教學(xué)實際，密切聯(lián)系工程應(yīng)用，注重學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)。本教材條理清晰，通過大量原創(chuàng)插圖使學(xué)生能夠直觀地獲取課程知識，并引導(dǎo)學(xué)生從基因工程的整體思考科學(xué)問題，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，可作為生物工程、生物技術(shù)、生物制藥和相關(guān)專業(yè)蛋白質(zhì)工程課程的本科生教材，同時適合于作為發(fā)酵工程、生物化工專業(yè)碩士研究生的教材，也可供從事生物技術(shù)工作的人員參考。
本教材力求使學(xué)生通過對課程的學(xué)習(xí)加深對理論知識的理解和掌握，提高學(xué)習(xí)興趣，拓展知識面，開闊思路，并提高理論知識的應(yīng)用能力，為學(xué)生今后熟練掌握蛋白質(zhì)工程技術(shù)、從事科學(xué)研究及實際工作奠定堅實的基礎(chǔ)。
本教材共分8章，主要介紹了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能、結(jié)構(gòu)分析與預(yù)測、重組表達、化學(xué)修飾、分子改造、全新設(shè)計及應(yīng)用。教材的編寫集合了江南大學(xué)吳敬教授、周哲敏教授，大連工業(yè)大學(xué)李憲臻教授，湖南大學(xué)朱詠華教授，南開大學(xué)周衛(wèi)紅研究員，浙江大學(xué)劉祥瑞副教授，中國藥科大學(xué)鄭珩副教授，齊魯工業(yè)大學(xué)劉同軍副教授和武漢生物工程學(xué)院方中明副教授等在一線從事蛋白質(zhì)工程方面科研工作的精英人員。
由于時間所限，書中疏漏、錯誤和不妥之處在所難免，希望讀者、同行批評、指正。
1 緒論
1．1 蛋白質(zhì)工程概論
1．1．1 蛋白質(zhì)工程含義
1．1．2 蛋白質(zhì)工程的發(fā)展歷史與研究進展
1．1．3 蛋白質(zhì)工程與其他學(xué)科的關(guān)系
1．2 蛋白質(zhì)工程的研究內(nèi)容與技術(shù)
1．2．1 蛋白質(zhì)表達與分離純化
1．2．2 蛋白質(zhì)多肽的研究
1．2．3 蛋白質(zhì)改性的研究
1．2．4 蛋白質(zhì)固定化的研究
1．2．5 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析、功能設(shè)計與預(yù)測
1．2．6 蛋白質(zhì)設(shè)計與合成
1．3 蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用領(lǐng)域
1．3．1 醫(yī)藥工業(yè)領(lǐng)域
1．3．2 食品工業(yè)領(lǐng)域
1．3．3 輕工業(yè)領(lǐng)域
2 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能
2．1 蛋白質(zhì)氨基酸與多肽鏈
2．1．1 常見蛋白質(zhì)氨基酸的結(jié)構(gòu)特征
2．1．2 蛋白質(zhì)氨基酸的分類
2．1．3 肽和多肽鏈
2．2 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)
2．2．1 蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)
2．2．2 維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的作用力
2．3 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系
2．3．1 蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系
2．3．2 蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系
2．4 蛋白質(zhì)的折疊
2．4．1 蛋白質(zhì)折疊的驅(qū)動力
2．4．2 蛋白質(zhì)的正確折疊
2．4．3 蛋白質(zhì)內(nèi)穩(wěn)態(tài)的調(diào)控
2．4．4 蛋白質(zhì)錯誤折疊與疾病
3 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析與預(yù)測
3．1 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析技術(shù)
3．1．1 蛋白質(zhì)氨基酸測序技術(shù)
3．1．2 x射線晶體結(jié)構(gòu)分析技術(shù)
3．1．3 核磁共振結(jié)構(gòu)解析技術(shù)
3．1．4 三維電鏡重構(gòu)技術(shù)
3．2 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測
3．2．1 蛋白質(zhì)常用數(shù)據(jù)庫
3．2．2 蛋白質(zhì)的序列分析
3．2．3 蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)預(yù)測
3．2．4 蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)預(yù)測
4 蛋白質(zhì)的重組表達
4．1 蛋白質(zhì)重組表達的一般流程
4．1．1 目的基因的獲得
4．1．2 目的基因與載體的連接
4．1．3 重組載體導(dǎo)入細胞
4．1．4 克隆子的篩選與鑒定
4．2 微生物表達系統(tǒng)
4．2．1 原核生物表達系統(tǒng)
4．2．2 酵母表達系統(tǒng)
4．2．3 絲狀真菌表達系統(tǒng)
4．3 其他表達系統(tǒng)
4．3．1 昆蟲細胞表達系統(tǒng)
4．3．2 哺乳動物細胞表達系統(tǒng)
4．3．3 植物表達系統(tǒng)
5 蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾
5．1 功能基團的添加
5．1．1 體內(nèi)酶作用下的添加
5．1．2 體內(nèi)非酶作用下的添加
5．1．3 體外非酶作用下的添加
5．2 其他蛋白質(zhì)或多肽修飾
5．3 氨基酸的化學(xué)修飾
5．4 蛋白質(zhì)側(cè)鏈基團的修飾
5．4．1 氧化還原反應(yīng)
5．4．2 芳香環(huán)取代反應(yīng)
5．5 蛋白質(zhì)修飾的反應(yīng)部位
5．5．1 巰基的化學(xué)修飾
5．5．2 氨基的化學(xué)修飾
5．5．3 羧基的化學(xué)修飾
5．5．4 蛋白質(zhì)位點專一性修飾
5．6 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變
5．7 實例
5．7．1 胰島素生產(chǎn)中二硫鍵的切割與形成
5．7．2 肽鏈切割是蛋白質(zhì)特異性的關(guān)鍵所在
5．7．3 蛋白質(zhì)側(cè)鏈基團的化學(xué)修飾
5．8 蛋白質(zhì)的化學(xué)交聯(lián)
5．8．1 蛋白質(zhì)的交聯(lián)方法及交聯(lián)劑
5．8．2 蛋白質(zhì)的固定化
5．9 蛋白質(zhì)化學(xué)修飾的應(yīng)用
5．10 蛋白質(zhì)化學(xué)修飾的局限性
6 蛋白質(zhì)的分子改造
6．1 蛋白質(zhì)分子改造技術(shù)
6．1．1 基因突變技術(shù)
6．1．2 定向進化技術(shù)
6．1．3 基因融合技術(shù)
6．2 蛋白質(zhì)分子改造設(shè)計
6．2．1 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測
6．2．2 蛋白質(zhì)分子理性設(shè)計策略
6．2．3 蛋白質(zhì)設(shè)計實例
7 蛋白質(zhì)分子全新設(shè)計
7．1 蛋白質(zhì)分子設(shè)計原理
7．1．1 蛋白質(zhì)分子設(shè)計概述
7．1．2 分類和原則
7．1．3 蛋白質(zhì)分子設(shè)計的程序
7．2 全新設(shè)計
7．2．1 全新蛋白質(zhì)的設(shè)計方案
7．2．2 結(jié)構(gòu)的從頭設(shè)計
7．2．3 功能的從頭設(shè)計
8 蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用
8．1 蛋白質(zhì)工程在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用
8．1．1 蛋白質(zhì)工程在抗體生產(chǎn)中的應(yīng)用
8．1．2 蛋白質(zhì)工程在病毒疫苗中的應(yīng)用
8．1．3 蛋白質(zhì)工程在藥用蛋白質(zhì)中的應(yīng)用
8．2 蛋白質(zhì)工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用
8．2．1 蛋白質(zhì)工程在食品原料品質(zhì)改良中的應(yīng)用
8．2．2 蛋白質(zhì)工程在食品生產(chǎn)工藝改進中的應(yīng)用
8．2．3 蛋白質(zhì)工程在食品添加劑生產(chǎn)中的應(yīng)用
8．2．4 農(nóng)作物品質(zhì)改良與轉(zhuǎn)基因食品
8．3 蛋白質(zhì)工程在輕工業(yè)中的應(yīng)用
8．3．1 蛋白質(zhì)工程在釀造與發(fā)酵中的應(yīng)用
8．3．2 蛋白質(zhì)工程在紡織與日化中的應(yīng)用
8．3．3 蛋白質(zhì)工程在環(huán)保與監(jiān)測中的應(yīng)用
書單推薦
