实际应用：
1.提高稳定性
提高蛋白质的稳定性包括以下几个方面：（1）延长酶的半衰期；
（2）提高酶的热稳定性；
（3）延长药用蛋白质的保质期；
（4）抵抗重要氨基酸氧化而引起的活性丧失。
葡萄糖异构酶（GI）在工业上应用十分广泛，为了提高其热稳定性，朱国平等确定138位甘氨酸（Gly138）为目标氨基酸，随后利用双引物法对GI基因进行体外定点诱变，将Gly138替换为脯氨酸（Pro138），含有突变体的重组质粒在大肠杆菌中进行表达，结果发现突变体GI的热半衰期比野生型延长了2倍，最适反应温度提高了10~12 ℃，而酶比活力相同。分析认为，Pro取代Gly138后，可能是由于引入了吡咯环，恰好可以填补Gly138附近的空洞，使得蛋白质空间结构更加刚性，从而提高酶的热稳定性。
2.融合蛋白
脑啡肽（Enk）的N端5肽线性结构是与δ受体结合的重要功能区，而干扰素（IFN）是一种广谱的抗病毒和抗肿瘤细胞因子。李孟峰等化学合成了EnkN端5肽编码区，通过1肽编码区与人α3干扰素基因相连，在大肠杆菌中表达此融合蛋白。以体外人结肠腺癌细胞和多形性胶质瘤细胞为模型，通过3H-胸腺嘧啶核苷掺入法检测融合蛋白的抑制活性明显高于单纯干扰素，且纳洛酮竞争阻断实验表明抑制活性的增加是由Enk引导区介导的。
3.活动改变
通常餐后30～60min，人体血液中胰岛素含量达峰值，120～180min内恢复到基础水平，但目前临床使用的胰岛素制剂在注射后120min才达峰值，持续时间为180～240min，与人体生理情况不符。实验证明，胰岛素在高浓度（大于10-5mol/L）时以二聚体形式存在，在低浓度（小于10-9mol/L）时主要以单体形式存在。速效胰岛素的设计目的是为了避免胰岛素形成聚集体。胰岛素样生长因子-I（IGF-I）的结构和性质与胰岛素有高度的同源性和三维结构的相似性，但IGF-I不会形成二聚体。 IGF-I的B结构域（对应胰岛素B链）中的B28-B29氨基酸序列与胰岛素B链的B28-B29相比是反转的，因此将胰岛素B链改为B28Lys-B29Pro，得到单体速效胰岛素，该速效胰岛素已通过临床测试。
4.抗癌酶改造
Gene therapy for cancer is divided into two aspects: drugs act on cancer cells to specifically inhibit or kill cancer cells, and drugs protect normal cells from chemical drugs, which can increase the dose of chemotherapy. HERPES VIRUS (HSV) THYMINE KINASE (TK) CAN CATALYZE THE PHOSPHORYLATION OF THYMINE AND OTHER STRUCTURAL ANALOGUES SUCH AS GANCICLOVIR AND ACYCLOVIR ACYCLIC GUANOSINE. THE LACK OF A 3′ HYDROXYL GROUP IN GANCICLOVIR AND ACYCLOVIR ALLOWS IT TO STOP DNA SYNTHESIS AND THUS KILL CANCER CELLS. THE ABILITY OF HSV-TK TO CATALYZE GANCICLOVIR AND ACYCLOVIR CAN BE IMPROVED BY GENETIC MUTATIONS. One was screened from a large number of random mutations, and 6 amino acids were replaced near the active site of the enzyme, and the catalytic capacity was increased by a factor of 43 and 20, respectively. O6-alkyl-guanine is the main mutagen and cytotoxin formed by the treatment of DNA with alkylating agents, including nitroso drugs for chemotherapy, so the dosage of these nitroso drugs is limited. O6-alkylguanine-DNA alkyltransferase (AGT) removes the alkyl group on guanine O6 and plays a protective role. Human AGT was expressed and protected in murine bone marrow cells by reverse viral transfection. Through mutation treatment, some positive mutant AGT genes were obtained, and the activity was higher than that of the wild type, and it was found that the 6th proline in one mutant gene was replaced by alanine.
5.嵌合抗体
免疫球蛋白呈Y型，由两条重链和两条轻链通过二硫键连接而成。每条链可分为可变区（N端）和恒定区（C端），可变区为抗原的吸附位点，恒定区为细胞毒素或其他功能因子的吸附位点。每个可变区的三个部分氨基酸序列变化很大，在三维结构上β折叠（CDR）末端为松散结构，为抗原的结合位点，其余部分为CDR的支持结构。不同物种的CDR结构保守，这使得抗体可以通过蛋白质工程进行改造。鼠源单克隆抗体被人体免疫系统排斥，其潜在的治疗益处无法得到发挥。嵌合抗体是将鼠源单克隆抗体的恒定区替换为人源抗体的恒定区，使其免疫原性显著降低。例如用于治疗直肠腺癌（COLORECTALADENOCARCINOMA）的单克隆抗体Mab17-1A。虽然嵌合抗体还存在免疫原性问题，但已有数个嵌合抗体通过了临床试验。所谓人源化抗体，就是将抗原吸附区移植到人抗体上，使抗体上的外源肽链减少到最低限度，使免疫原性降到最低限度。但当只将CDR转导到人抗体上时，其抗原吸附能力非常小，必须携带几个框架氨基酸残基才能保持原有的吸附能力。这样，免疫原性和抗原吸附性就成了矛盾。氨基酸逐一替换或计算机模拟分析可以在保持原有吸附性的情况下，尽可能降低免疫原性。CAMPATH-1H是第一个在临床上用于治疗淋巴肉芽肿病和类风湿关节炎的人源抗体，尽管疗效显著，但超过一半的患者有免疫反应。然而，其他人源化抗体，例如用于治疗脊髓白血病的 ANTI-CD33，具有微不足道的免疫反应。
发展前景：
蛋白质工程是一个不断发展的领域。蛋白质工程的功能已经彻底改变了医疗保健、工业、研究和开发。在本文中，我们总结了蛋白质工程的当前发展趋势，并表明蛋白质修饰不仅从传统方法发展到新方法，而且还为许多具有新特性和新应用的新蛋白质提供了新途径。这篇综述为读者提供了有关蛋白质工程的最新方法和范围以及如何最好地利用这些方法的见解。它还强调了蛋白质工程在未来的重要性，并阐明了几种可以优化和充分探索的方法，以便在工业水平上生产工程蛋白质。显然，随着该领域新方法和新途径的迅速出现，蛋白质工程可能很快就会变得与调整 DNA 一样重要，以有效地设计蛋白质中的目标活动和功能。
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百伦 Biotechnology Co., Ltd. stands as a leading supplier and premier technical service provider, specializing in the provision of comprehensive bioreactor systems and advanced control solutions. Our extensive product line encompasses a wide array of offerings, ranging from bioreactors (fermenters) to animal cell bioreactors, biological shakers, and control systems tailored for bioprocessing applications. With a capacity spanning from 0.1L to 1000KL, we are committed to fostering the growth of China’s bioreactor industry on a global scale.
在 百伦, we boast a seasoned team of engineers equipped with profound expertise in fermentation processes, biochemical equipment, and chemical technology. Moreover, we actively engage nationally renowned experts and scholars as technical consultants, ensuring the robust technological underpinnings of our products. Central to our ethos is a relentless pursuit of product innovation and technological leadership, all geared towards guaranteeing utmost customer satisfaction. We hold ourselves accountable to prioritize customer benefits, embodying this commitment as the cornerstone of Bailun Company’s core values.
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