第一章 总论 1
第一节 基因、基因工程与基因工程药学 1
一、基因与基因工程 1
二、基因工程药学 4
第二节 基因工程药学的发展沿革与研究内容 5
一、从基因工程技术到基因工程药物 5
二、基因工程药学的主要研究内容 7
第三节 基因工程药物的类型和临床应用 8
一、目前已上市的基因工程药物类型 8
二、几种基因工程药物在临床上的应用情况 9
第一篇 基因工程药学基础 13
第二章 分子克隆工具酶 13
第一节 限制性内切酶 13
一、限制与修饰 13
二、限制性内切酶识别的序列 15
三、限制性内切酶产生的末端 16
四、DNA末端长度对限制性内切酶切割的影响 16
五、位点偏爱 17
六、酶切反应条件 17
七、星号活性 18
八、单链DNA的切割 18
九、酶切位点的引入 19
十、影响酶活性的因素 19
十一、酶切位点在基因组中分布的不均一性 19
第二节 甲基化酶 19
一、甲基化酶的种类 19
二、依赖于甲基化的限制系统 20
三、甲基化对限制酶切的影响 20
第三节 DNA聚合酶 20
一、大肠埃希菌DNA聚合酶 21
二、Klenow DNA聚合酶 21
三、T4 DNA聚合酶 21
四、T7 DNA聚合酶 22
五、耐热DNA聚合酶 22
六、反转录酶 23
七、末端转移酶 23
第四节 其他分子克隆工具酶 23
一、依赖于DNA的RNA聚合酶 23
二、连接酶 24
三、T4多核苷酸激酶 25
四、碱性磷酸酶 25
五、核酸酶 26
六、蛋白酶K 26
七、琼脂糖酶 27
八、DNA结合蛋白 27
九、其他酶 27
第三章 目的基因的获取与重组DNA技术 30
第一节 化学合成法 30
一、DNA化学合成的原理 30
二、DNA化学合成的应用 31
第二节 基因文库法 32
一、基因组文库 32
二、cDNA文库 36
第三节 重组DNA技术 40
一、外源DNA与载体的连接 40
二、重组DNA与导入受体细胞的方法 41
三、重组体的筛选 43
第四章 PCR技术及其应用 45
第一节 PCR技术的发展 45
第二节 PCR技术的原理和操作 46
一、PCR的原理 46
二、PCR的反应体系 47
三、PCR的反应条件 49
第三节 几种重要的PCR技术 50
一、反转录PCR 50
二、反向PCR 51
三、不对称PCR 51
四、原位PCR 52
五、免疫PCR 52
六、实时定量PCR 53
七、PCR-单链构象多态性 54
八、限制性片段长度多态性PCR 55
九、序列特异性寡核苷酸多态性PCR 55
第四节 PCR技术的应用 55
一、在遗传病诊断和研究中的应用 55
二、在癌症诊断和研究中的应用 56
三、在传染病诊断和研究中的应用 57
四、在基因分型中的应用 57
五、在法医学中的应用 57
第五章 原核细胞表达系统 59
第一节 目的基因的来源 59
一、化学合成法 59
二、基因组DNA 59
三、cDNA文库 60
四、聚合酶链式反应 60
第二节 原核表达载体 60
一、载体 60
二、常用的原核表达载体 60
第三节 DNA分子的体外重组与筛选 63
一、DNA分子的体外重组 63
二、重组DNA分子导入宿主细胞 65
三、转化子的筛选和重组子的鉴定 66
第四节 克隆基因在原核细胞中的表达及实现高效表达的基本策略 68
一、克隆基因在原核细胞中的表达 68
二、克隆基因在原核细胞中的表达形式 68
三、实现原核细胞中高效表达的基本策略 69
第六章 真核细胞表达系统 71
第一节 哺乳动物细胞表达系统 71
一、哺乳动物基因表达载体的组成 71
二、哺乳动物基因表达载体的类型 72
三、哺乳动物基因表达的宿主细胞 74
四、提高哺乳动物细胞基因表达效率的策略 75
第二节 昆虫细胞表达系统 76
第三节 酵母表达系统 77
一、酵母菌基因表达载体的组成元件 77
二、酵母菌基因表达载体的类型 78
三、表达外源基因的常用酵母宿主菌 80
第七章 基因的表达和调控 83
第一节 真核表达和调控 83
一、真核生物表达系统 83
二、真核生物中的表达调控 87
第二节 原核表达和调控 89
一、原核生物表达系统 90
二、原核生物中的表达调控 93
第三节 翻译后的加工 94
一、一级结构的修饰 94
二、高级结构的修饰 96
第八章 基因工程药物的分离纯化与鉴定 98
第一节 基因工程药物分离的原理 98
一、蛋白质分子形状、大小和密度 98
二、蛋白质分子的酸碱性质和等电点 99
三、蛋白质的溶解度 100
四、蛋白质分子表面的性质 100
五、蛋白质的特异结合力 100
六、反常性质 101
七、蛋白质折叠与蛋白质分子相互作用力 101
第二节 基因工程药物的分离纯化 102
一、目标产物初步分离 102
二、目标产物精制纯化 105
第三节 基因工程药物的鉴定 107
一、理化性质的鉴定 107
二、蛋白质纯度检查 109
三、蛋白质含量测定 109
第二篇 DNA特殊技术与细胞因子 111
第九章 DNA序列分析 111
第一节 经典的DNA序列分析原理及方法 111
一、DNA双脱氧链末端终止测序法 112
二、DNA化学降解测序法 115
三、双脱氧法或化学测序法的选择 116
第二节 发展中的DNA序列分析技术 116
一、自动测序仪 116
二、毛细管凝胶电泳测序技术 117
三、杂交测序技术 118
四、基因芯片测序技术 118
五、Solexa高通量DNA测序技术 118
六、cDNA微阵列技术 119
第三节 DNA序列的计算机处理和分析 119
一、序列数据的录入 120
二、DNA序列数据的确证和组装 121
三、同源性检索 121
第十章 基因芯片 124
第一节 基因芯片概述 124
第二节 基因芯片原理、类型及相关技术 127
一、原理 127
二、基因芯片的类型 128
三、基因芯片的制备方法 129
四、基因芯片的相关技术 130
第三节 基因芯片的应用 133
一、基因芯片技术在药学方面的应用 133
二、基因芯片技术在其他方面的应用 135
第十一章 DNA诱变 138
第一节 DNA传统诱变 138
一、物理因素诱变DNA 138
二、化学因素诱变DNA 139
三、生物因素诱变DNA 140
第二节 DNA定点诱变 140
一、盒式诱变 140
二、寡核苷酸介导的定点诱变 141
三、PCR定点诱变 143
第三节 DNA随机诱变 145
一、化学诱变剂介导的DNA随机诱变 145
二、易错PCR 146
三、DNA改组 147
四、随机引物体外重组 148
五、交错延伸技术 148
第十二章 细胞因子 151
第一节 概述 151
一、细胞因子的命名与分类 151
二、细胞因子的作用方式 152
三、细胞因子的作用特点 152
第二节 干扰素 153
一、干扰素的分型和性质 153
二、干扰素的分子结构 154
三、干扰素的生物学活性 154
四、干扰素的生产 157
五、干扰素的临床应用 159
第三节 白介素 159
一、概述 159
二、IL-2 160
三、其他白细胞介素 162
四、白细胞介素受体和融合蛋白 163
第四节 肿瘤坏死因子 164
一、概述 164
二、TNF的分子结构与功能 164
三、TNF的生物学活性及临床应用 165
四、TNF的制备 166
第五节 趋化因子 166
一、趋化因子的分子结构与功能 166
二、趋化因子的生物学活性 168
三、趋化因子的作用特点及临床应用 169
第十三章 重组凝血因子和纤溶酶原激活物 171
第一节 凝血因子 171
一、概述 171
二、凝血因子Ⅷ 171
三、凝血因子Ⅶ 172
第二节 纤溶酶原激活剂 173
一、组织型纤溶酶原激活剂 173
二、尿激酶 179
第十四章 造血生长因子和其他生长因子 181
第一节 造血生长因子 181
一、集落刺激因子 181
二、促红细胞生成素 185
第二节 表皮生长因子 188
一、基因和蛋白结构 188
二、生物学活性 188
三、重组人表皮生长因子 190
四、临床应用 190
第三节 其他生长因子 190
一、胰岛素样生长因子 191
二、血小板衍生生长因子 192
三、成纤维细胞生长因子 193
四、转化生长因子 194
五、神经营养因子 194
第十五章 多肽类药物 198
第一节 多肽类药物的分类和优点 198
一、多肽的分类 198
二、多肽药物的优点 200
三、目前多肽类药物的应用范围 200
第二节 多肽药物分子设计与人工合成 203
一、抗原多肽选择的基本原则 203
二、抗原表位预测 203
三、抗原多肽设计的原则 204
四、多肽药物的合成与改造 205
五、目前进行的多肽药物研究热点 208
第三节 多肽类药物药代动力学特点及分析方法 209
一、多肽类药物药代动力学特点 209
二、多肽类药物药代动力学研究的分析方法 210
第四节 治疗用酶 211
一、治疗用酶的种类 211
二、几种主要酶类 212
第三篇 其他基因工程药物 214
第十六章 基因工程抗体 214
第一节 抗体生物学概述 214
一、抗体的基本结构 214
二、抗体的基因组成 217
三、抗原识别特异性的产生 217
四、亲和力和结合力 218
五、类别转换 218
六、抗体代谢动力学 219
七、效应功能 220
第二节 单克隆抗体 222
一、单克隆抗体制备的原理 222
二、单克隆抗体的局限性 223
三、单克隆抗体的应用 223
第三节 基因工程抗体 224
一、嵌合型单抗 225
二、人源化单抗 225
三、人单克隆抗体 225
四、抗体衍生物 226
五、基因工程抗体连接物 228
第四节 抗体的生产 230
一、大肠埃希菌表达系统 230
二、酵母表达系统 230
三、哺乳动物细胞表达系统 230
四、植物表达系统 230
五、昆虫表达系统 231
第十七章 基因工程疫苗 232
第一节 传统疫苗技术 233
一、活减毒疫苗 235
二、灭活疫苗 235
三、多糖疫苗 236
第二节 现代疫苗技术 236
一、基因改良的活疫苗 236
二、基因工程亚单位疫苗 238
三、核酸疫苗 243
四、植物基因工程疫苗 244
五、实用疫苗设计 245
六、疫苗的相关法规和临床研究 247
第十八章 动物基因工程药物 249
第一节 转基因动物制备 250
一、转基因载体的构建 250
二、转基因的受体细胞 251
三、实验动物的准备 251
四、导入基因的方法 252
五、转基因小鼠的鉴定 254
六、转基因小鼠的繁育和品系建立 255
第二节 转基因动物生物反应器 255
一、动物血液生物反应器 256
二、动物膀胱生物反应器 256
三、动物精液生物反应器 256
四、家禽生物反应器 256
五、动物乳腺生物反应器 256
第十九章 植物基因工程药物 259
第一节 植物基因工程 259
一、植物表达载体的构建 260
二、植物转化 268
第二节 植物基因工程药物 270
一、植物基因工程重组蛋白药物 270
二、植物次生代谢工程 273
第二十章 基因诊断 277
第一节 概述 277
一、基因诊断的含义 277
二、基因诊断的对象 278
三、基因诊断的特点 278
四、基因诊断的意义 278
五、基因诊断面临的问题和展望 279
第二节 基因诊断的原理及方法 279
一、基因诊断的原理 279
二、基因诊断的方法 279
第三节 基因诊断的应用 283
一、遗传疾病 283
二、感染性疾病 286
三、恶性肿瘤 287
四、法医学中的应用 288
第二十一章 基因治疗与核酸类药物 290
第一节 基因治疗的概念及重要疾病的基因治疗 290
一、基因治疗的概念 290
二、基因治疗的分子机制 290
三、基因治疗的条件及策略 292
四、重要疾病的基因治疗 292
第二节 基因治疗的基本程序 294
一、目的基因的选择和制备 294
二、基因治疗载体的选择 294
三、基因治疗中的靶向性问题 297
四、靶细胞的选择 297
五、转移载体的选择与细胞转染 297
六、外源基因的表达及检测 298
第三节 小分子RNA、反义核酸和核酶 298
一、RNAi的作用及其机制 298
二、miRNA的基本特征 299
三、RNAi试验 299
四、miRNA和siRNA的关系 299
五、RNAi与药物开发 300
六、反义核苷酸 300
七、核酶技术 301
第二十二章 基因组学和蛋白质组学方法在药物靶点发现中的应用 304
第一节 药物靶点及其研究策略 304
一、药物靶点 304
二、研究药靶的策略 305
第二节 基因组学相关技术在药靶发现中的应用 308
一、基因芯片技术 308
二、代表性差异分析技术等基因分析技术 310
第三节 蛋白质组学技术在药靶发现中的应用 311
一、蛋白质表达谱技术 311
二、亲和色谱法 312
三、表达克隆结合亲和色谱法 314
四、基于蛋白质活性的蛋白质组学方法 317
五、芯片技术 318
六、蛋白质相互作用方法 319
七、结构蛋白质组学方法 320
第四节 药靶的确证方法 321
第二十三章 基因工程药物质量控制与安全性 323
第一节 质量控制要点 323
一、基因工程药物对生产的要求 323
二、基因工程药物对产品的要求 325
第二节 蛋白质理化性质和生物学活性测定 325
一、蛋白质理化性质分析 325
二、生物学活性测定 331
第三节 微量杂质和其他外源污染物分析 333
一、来自宿主细胞的污染 333
二、来自动物、微生物的污染 333
三、纯化工艺、安全性试验及生物学活性测定的标准品 333
后记 我国基因工程药学学科发展的战略构想 336
中英文对照索引 340