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目录 1

第1章　蛋白质的结构 1

1.1 引言 1

1.2 蛋白质的结构概述 1

1.2.1 一级结构 2

1.2.2 肽键 6

1.2.3 氨基酸序列测定 6

1.3.1 二级结构 11

1.3　高级结构 11

1.2.4 多肽合成 11

1.3.2 三级结构 13

1.3.3 高级结构测定 16

1.4 蛋白质的翻译后修饰 18

1.4.1 蛋白酶水解过程 18

1.4.2 糖基化 18

1.4.3 磷酸化 20

1.4.4 乙酰化、酰化、氨基化 21

1.5 蛋白质的稳定性和折叠 22

1.5.1 折叠途径 25

1.5.2 蛋白质工程 27

1.6 进一步的阅读材料 29

第2章　蛋白质的来源 32

2.1 引言 32

2.2 微生物作为蛋白质的来源 33

2.2.1 基因工程菌生产蛋白质 35

2.2.2 大肠杆菌生产异源蛋白 35

2.2.3 酵母菌生产异源蛋白 38

2.2.4 真菌生产异源蛋白 39

2.3 植物蛋白质 40

2.4 动物组织作为蛋白质的来源 43

2.4.1 转基因动物生产异源蛋白 44

2.4.2 用动物细胞培养生产异源蛋白 46

2.4.3 昆虫细胞培养系统 47

2.5　直接化学合成 48

2.6 结论 50

2.7　进一步的阅读材料 50

第3章　蛋白质的纯化与鉴定 53

3.1 引言 53

3.2.1 细胞破碎 56

3.2 蛋白质的初步回收 56

3.2.2　微生物细胞破碎 57

3.3 去除完整细胞和细胞碎片 58

3.3.1 离心 58

3.3.2 过滤 58

3.3.3　双水相分离 60

3.3.4 核酸和脂类的去除 62

3.4.1 沉淀浓缩 63

3.4 浓缩和初步纯化 63

3.4.2 离子交换浓缩 64

3.4.3 超滤浓缩 65

3.4.4 渗滤 67

3.5 柱层析 67

3.5.1 空间排阻层析（凝胶过滤层析） 68

3.5.2 离子交换层析 71

3.5.3 疏水作用层析 74

3.5.4 亲和层析 76

3.5.5 羟基磷灰石层析 81

3.5.7 基于双水相分离的蛋白质层析 82

3.5.6 聚焦层析 82

3.5.8 蛋白质的高效液相层析 83

3.5.9　膨胀床层析 85

3.5.10 膜层析 87

3.5.11 重组蛋白的纯化 88

3.6 蛋白质的失活和稳定性 89

3.6.1 化学失活 90

3.6.2 生物或物理因素导致的失活 92

3.6.3 稳定蛋白质的方法 93

3.6.4 冷冻干燥 94

3.7　蛋白质的鉴定 96

3.6.5 蛋白质的微量纯化 96

3.7.1 功能研究 97

3.7.2 纯度证明 98

3.7.3 分子量的测定——质谱 100

3.8　进一步的阅读材料 101

第4章　大规模蛋白质纯化 104

4.1 一些基本原则 104

4.1.1 蛋白质纯化的规模化 105

4.1.2 纯化系统的规模化 106

4.1.3　大批量蛋白质生产 107

4.1.4 治疗或诊断用途的蛋白质的纯化 109

4.2 治疗性蛋白质产品——一些特殊的问题 110

4.2.1 清洁区 111

4.2.2 清洁、去污染和消毒 111

4.3 蛋白质类治疗性产品中杂质的种类及其在医学上的意义 113

4.3.1　微生物污染物 113

4.3.2 病毒污染物 114

4.3.3　热原质污染物 115

4.3.4　DNA污染物 118

4.3.5 蛋白质污染物 118

4.3.6 化学和非细胞污染物 119

4.4 终产品的标记与包装 120

4.5 进一步的阅读材料 120

第5章　用于治疗的蛋白质——血液制品和疫苗 122

5.1 引言 122

5.2 血液制品 122

5.2.1　全血和血浆 122

5.2.2 源于血液的蛋白质 123

5.2.3 血液凝集因子——生物化学和功能 123

5.3.1 医用的凝血因子产品 125

5.3 血友病A和血友病B 125

5.3.3 非遗传的凝固疾病 126

5.3.2 重组血液因子 126

5.4　抗凝血剂 128

5.4.1 传统的抗凝血剂 128

5.4.2 水蛭素 129

5.4.3 安克洛 130

5.5　血栓溶解剂 130

5.5.1 纤维蛋白溶解系统 130

5.5.3　其他血栓溶解剂 131

5.5.2 以组织纤溶酶原激活剂为基础的产品 131

5.6 其他血液相关制剂 132

5.6.1 人血清白蛋白 132

5.6.2 α1－抗胰蛋白酶 133

5.6.3 血液代用品 133

5.7 疫苗技术 135

5.7.1 传统疫苗 135

5.7.2 重组疫苗 136

5.7.3 以乙型肝炎为基础的重组疫苗 137

5.7.5 抗独特型抗体作为疫苗 138

5.7.4 设计疫苗的其他方法 138

5.8　艾滋病疫苗 139

5.8.1　癌症疫苗 140

5.8.2 佐剂技术 141

5.9 进一步的阅读材料 141

第6章　治疗用抗体和酶 144

6.1 引言 144

6.2 应用于体内的抗体 144

6.2.1 多克隆抗体制剂 144

6.2.2　单克隆抗体 146

6.2.3 杂交瘤技术 148

6.2.4 已获批准体内应用的抗体 149

6.2.5 基于抗体的肿瘤检测和杀伤 150

6.2.6 治疗用抗体——初始效果令人失望 151

6.2.7 嵌合和人源化抗体 151

6.2.8 肿瘤表面抗原特异性 153

6.2.9 应用于临床的抗体的制备 153

6.3 治疗用酶类 155

6.3.1 天冬酰胺酶 155

6.3.2 清创和抗炎制剂 156

6.3.4　超氧化物歧化酶 157

6.3.3 辅助消化的酶类 157

6.3.5 囊性纤维症的核酸酶治疗 158

6.3.6　葡糖脑苷脂酶 159

6.4 进一步的阅读材料 159

第7章　激素和生长因子在医疗中的应用 161

7.1 引言 161

7.2.1 糖尿病 162

7.2.2 胰岛素的体内合成 162

7.2　胰岛素 162

7.2.3 常规胰岛素制剂 164

7.2.4 层析法纯化的胰岛素 164

7.2.5 人胰岛素制剂 165

7.2.6　胰岛素配方 167

7.2.7 工程胰岛素 167

7.3　胰高血糖素 167

7.4　促性腺激素 168

7.4.1 促卵泡成熟激素（FSH）、黄体化激素（LH）和人绒毛膜促性腺激素（hCG） 168

7.4.2 促卵泡成熟激素（FSH）、黄体化激素（LH）和人绒毛膜促性腺激素（hCG）的来源 169

7.4.4 动物的超排卵 170

7.4.3 孕马血清促性腺激素 170

7.5　生长激素 171

7.4.5 抑制素 171

7.6　促红细胞生成素 173

7.7　其他生长因子 173

7.7.1 血小板源生长因子 174

7.7.2 胰岛素样生长因子 174

7.7.3　表皮生长因子 175

7.7.4 成纤维生长因子 175

7.8　促甲状腺素 176

7.7.5 转化生长因子 176

7.9　促肾上腺皮质激素 177

7.10　泌乳刺激素 177

7.11 多肽调控因子 178

7.11.1 催产素和加压素 178

7.11.2 黄体化激素释放因子 179

7.11.3 生长激素抑制素 179

7.12 生一步的阅读材料 180

8.1 调节因子——细胞因子和激素 183

第8章 干扰素、白介素和其他调节因子 183

8.2 干扰素 184

8.2.1　α干扰素 184

8.2.2 β干扰素 186

8.2.3　γ干扰素 186

8.2.4 α干扰素的生产和医疗应用 186

8.2.5　β干扰素的生产和医疗应用 187

8.2.7　ω干扰素 188

8.2.8　τ干扰素 188

8.2.6 γ干扰素的生产和医疗应用 188

8.3 白介素 189

8.3.1 白介素2 190

8.3.2 白介素2的生产和医疗用途 192

8.3.3 白介素11 193

8.3.4 白介素1 193

8.3.5 白介素4、白介素6和白介素12 194

8.4 肿瘤坏死因子 195

8.4.1　α肿瘤坏死因子 195

8.4.2 α肿瘤坏死因子的生物学效应 196

8.5　集落刺激因子 197

8.4.4　β肿瘤坏死因子 197

8.4.3 α肿瘤坏死因子的医疗用途 197

8.6 细胞因子毒性 199

8.7　进一步的阅读资料 199

第9章　用于分析的蛋白质 202

9.1 引言 202

9.2 用于诊断／分析试剂的酶 203

9.2.1 终点法与动力学方法的比较 205

9.2.2 一些以酶为基础的普通诊断检测 206

9.2.3　血糖分析 207

9.2.4 血中胆固醇和甘油三酯的分析 208

9.2.5 血中尿素和尿酸的分析 209

9.2.6 作为诊断试剂的固定化酶 210

9.3　生物传感器 210

9.3.1 以酶为基础的生物传感器 212

9.3.2 不以酶为基础的生物传感器 213

9.4 作为分析试剂的抗体 214

9.4.1 放射免疫分析 214

9.4.2　酶免疫分析 215

9.4.3 酶联免疫吸附分析 215

9.4.4 在酶免疫分析中使用的酶 218

9.4.5 免疫分析发展的趋势 219

9.4.6 人体免疫缺陷病毒的免疫学分析 219

9.4.7 其他免疫分析应用 222

9.4.8 基于乳胶和其他的免疫分析系统 222

9.4.9 与膜相结合的诊断系统 225

9.5 进一步的阅读材料 227

第10章　工业酶概述 229

10.1 工业酶 229

10.1.2 工业酶传统（非重组）来源 231

10.1.1 工业酶的商业价值 231

10.1.3 基因工程对酶生产的影响 232

10.1.4　工程酶 233

10.2 固定化酶 233

10.2.1　凝胶包埋 234

10.2.2 吸附 234

10.2.3　酶的安全性 235

10.2.4　工业酶前景 236

10.3　极端菌 236

10.3.1 嗜热菌 237

10.3.2 由嗜热菌生产的酶 238

10.3.3　其他极端菌生产的酶 239

10.3.4 有机溶剂中催化反应的酶 240

10.4　进一步的阅读材料 241

第11章　工业酶——蛋白酶和糖酶 243

11.1 蛋白酶 243

11.1.1 蛋白酶的分类 243

11.1.2 洗涤剂用蛋白酶 245

11.1.3 干酪生产中使用的蛋白酶 247

11.1.4　蛋白酶和肉质嫩化 248

11.1.5 蛋白酶和皮革生产 249

11.1.6 阿斯巴甜的合成 250

11.1.7 酿造与烘制面包工业中使用的蛋白酶 250

11.1.8 蛋白废弃物的酶促转化 251

11.1.9 蛋白酶的其他应用 252

11.2 糖酶 252

11.2.1 淀粉酶 253

11.2.2 淀粉 253

11.2.3　α－淀粉酶 254

11.2.4　葡萄糖淀粉酶 255

11.2.5　β－淀粉酶 256

11.2.6　α1→6葡萄糖苷酶 257

11.2.7　葡萄糖异构酶 258

11.2.8 淀粉转化的工业价值 259

11.2.9　α－淀粉酶用作洗涤剂 260

11.2.10　α－淀粉酶用于纺织品脱浆 261

11.2.11 乳糖酶和蔗糖酶 262

11.3.1 纤维素 263

11.3　木质纤维素降解酶 263

11.3.2 半纤维素和木质素 264

11.3.3　纤维素酶 265

11.3.4　真菌纤维素酶 265

11.3.5 细菌纤维素酶 266

11.3.6 纤维素酶的结构 266

11.3.7 纤维素水解的工业应用 267

11.3.8　用作洗涤剂 268

11.4　果胶与果胶酶 269

11.4.1 果胶 269

11.3.10 酶催化脱墨 269

11.3.9　砂洗和生物抛光 269

11.4.2 果胶酶 271

11.4.3 果胶及果胶降解酶的工业价值 271

11.5 进一步的阅读材料 272

第12章　其他一些工业酶 274

12.1 脂肪酶 274

12.1.1 洗涤剂中的应用 275

12.1.2 其他应用 276

12.2　青霉素酰化酶 277

12.3 酰化氨基酸水解酶和氨基酸的生产 278

12.4 环糊精与环糊精糖基转移酶 280

12.5 酶与动物营养 282

12.5.1 除去不利于营养吸收的因素 282

12.5.2　肌醇六磷酸酶和植酸 283

12.5.3 影响饲料酶功效和稳定性的因素 285

12.5.4　检测加入到饲料中的酶 286

12.5.5 酶与动物营养以及未来发展方向 287

12.6　氧化还原酶 288

12.7.1 限制性核酸内切酶和DNA连接酶 290

12.7　分子生物学用酶 290

12.7.2 DNA聚合酶 291

12.8　进一步的阅读材料 292

第13章　非催化的工业蛋白 294

13.1 引言 294

13.2 蛋白质的功能特性 294

13.2.1 黏度和增稠性 295

13.2.2 凝胶化、内聚力和弹性 295

13.2.3 脂类与香味的结合、乳化和发泡 296

13.3　乳汁和乳蛋白 297

13.3.1 酪蛋白的生化性质 298

13.3.2 酪蛋白的工业生产和应用 300

13.3.3 乳清蛋白的生化性质 304

13.3.4 乳清蛋白的工业化生产和应用 306

13.4 动物蛋白和微生物蛋白 307

13.4.1 明胶 307

13.4.2 卵清蛋白 308

13.4.3　单细胞蛋白 309

13.5 甜味和口味修饰蛋白 310

13.6 进一步的阅读材料 311

索引 313