蛋白质工程技术，实质上就是借助在重组DNA以及利用基因水平来设计分子的过程，在这个过程中更好地定向转化以及定向突变自然界的蛋白质、转运RNA将转化技术应用在蛋白质工程中。本文探析了生物药物研发应用蛋白质工程技术。
关键词：
生物药物；研发应用；蛋白质工程技术
引言
当前，我国的生命科学在快速发展发酵工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程、以及基因工程的过程中获得了更多的进步，蛋白质工程技术在研发生物药物的过程中得到了更加广泛的应用，同时其在发展生命科学的过程中也发挥着十分重要的作用。另外，借助蛋白质工程的DNA重组技术分子设计还能够改造自然界已经存在的蛋白质、创造全新的蛋白质，蛋白质工程技术好可以提供更多的设计方案来改造以及合成生物药物，改善重组蛋白药物的免疫原性、半衰期、生物利用度、稳定性、活性。
1.定点突变技术
定点突变(site-directedmutagenesis)技术，实质上就是在确定生物药物的功能以及结构的基础上，对某一活性基团进行全新的有目的地改变，或者是在确定DNA序列中删除、插入以及取代一定长度的核苷酸片段，在突变基因的过程中可以更好地对生物大分子中的个别结构氨基酸残基进行有目的的改变，这样可以获取比较新颖的含有新性状生物药物的方法，因此又被称作是理性分子的设计[1]。在定点突变技术应用的过程中，应该建立在已经知道知生物药物的编码序列以及一级结构的基础上，对突变位点进行更好地设计可以按照蛋白质空间结构进行。相比与使用自然因素以及化学因素致使其突变的方法，定点突变技术更具有重复性好、简单易行、以及突变率高等优点。另外，定点突变技术不但能够对特定的核苷酸序列进行改变，通同时还能够更好地最大化地影响以及随机突变一段核苷酸序列的生物性质以及功能，这样蛋白质就会产生一系列的显著突变，从而更加容易发现基因改良以及高活性的生物药物。同时，在开发心血管药物的过程中，纳豆激酶具有十分重要的作用，因为其主要是通过纳豆枯草生产的涵盖着能够溶解纤维蛋白活性的酶。在实际应用纳豆激酶时，其主要会表现出其非常差的稳定性，而且还比较容易发生氧化反应，更加容易出现定点突变，在序列中引入丙氨酸以及丝氨酸可以相应地改善其周围的苏氨酸以及催化残基的位点，可以更加容易表达在大肠杆菌上，还可以提高其具有的抗氧化能力[2]。另外，在借助催化抗体的过程中，还可以调节免疫蛋白的活性，以及利用突变技术可以很好地提高催化酶的活性，更加容易产生酶解反应。
2.体外定向进化技术
定点突变技术，只可以替换天然蛋白中所含有的少数氨基酸，高级蛋白的结构基本可以一直维持原来的结构状态，所以改造蛋白功能就会受到非常多的限制。另外，当前大多数蛋白功能以及结构的关系数据也往往不符合人类认知蛋白质新功能的实际要求。由此可知，当前改造新兴蛋白质的策略之一就是体外分子定向进化技术，并且体外定向进化的蛋白质工程药物，又常常被称作是分子进化，实质上就是在实验室对实际存在的自然进化机制(自然选择、重组以及随机突变、)进行模拟，利用DNA改组以及易错PCR等方法，可以随机诱变编码蛋白质工程药物的基因，还可以利用压力选择方法或者是高通量筛选对其具有的性能进行定向筛选，这样可以利用优良的生物药物或者是创造出性质优良的、自然界中不存在的新药。相比定点突变，定向进化不必要获知生物药物的功能以及结构的信息，因此就常常被人作是非理性设计[3]。
3.tRNA介导蛋白质工程技术
实质上，tRNA介导蛋白质工程技术定点非天然氨基酸替代法，主要是非天然氨基酸在人为设计的过程中会选择性地掺杂至蛋白质中的技术。相比于定点突变技术，tRNA介导蛋白质工程技术和其有着很多相似的地方，都可以对目的蛋白功能进行可选择性地定向改良，定向改良的主要操作步骤是:首先，借助化学氨酰化等方法来使抑制型的tRNA错酰化，抑制型的tRNA就是指tRNA中具有UAG三联体的反密码子，这样抑制型的tRNA就可以携带更多的非天然氨基酸，之后将该非天然氨基酸利用错酰化的tRNA的反密码子靶向引入目的蛋白的设定位点，再在体外细胞游离合成体内细胞体系中以及系统中合成含该非天然氨基酸的蛋白质。
4.结语
综上所述，在我国不断快速发展生命科学以及信息技术的过程中，在研发新药的同时生物药物发挥着十分重要的作用，在整个药物研发的过程中具有十分重要的意义。研究生物药物的相关人员在利用蛋白质工程技术时，能够在蛋白质分子剪裁以及设计的时候就更加得心应手，这样就能够研发出来的全新蛋白质药物就会拥有更多的新功能以及新结构。在不断深入研究、发展以及应用蛋白质工程的同时，也能够更加快速地发展以及创新自然界中不存在的生物药物。
作者：宋鹏辉单位：齐鲁理工学院化学与生物工程学院
参考文献：
[1]吴梧桐,王友同,吴文俊,等.生物技术药物的研究开发新进展[C].全国工业生化学术会议.2014，12(22):264-265.
[关键词]蛋白质化学；生物技术；研究；分析
[中图分类号]r34[文献标识码]a[文章编号]1674-4721（2011）04（a）-024－01
本文就蛋白质化学以及生物技术做一综述，现分析如下：
1蛋白质化学生物技术研究
蛋白质生物技术的主要任务之一就是要通过变化的蛋白质表达量，来寻找疾病潜在的诊断标志物。另一方面，蛋白质是生物体内的执行者，许多生物学过程、蛋白质降解、细胞之间的识别，都是依据蛋白质传递的信息来完成的[1]。
1.1对蛋白质的化学标签
标签就是要将能够区分的元素差异的物质引入到差异样本中去，利用质谱分析得到的信息，将相对量的差异区分显示出来。化学标签的主要作用就是：便于目标蛋白的定位、追踪、纯化以及结构和相互作用研究[2-3]。
1.1.1体内的标记体内的标记，也可以称为是代谢的标记。就是利用含有稳定的同位素，饲料对动物进行喂养和培养，将标签成功的引入。15n和13c是比较常用的稳定的同位素[4-5]。
1.1.2氨基酸标记氨基酸的标记就是将氨基酸碳原子和氢原子替换成为稳定的元素，然后再将这样稳定的氨基酸加入到某种培养基中，这样细胞就会将氨基酸加入到蛋白质中引入的标记[6-8]。
1.1.3体外的标记体外的标记主要分为酶解前、酶解时和酶解后三个标记。酶解前标记是将含有差异试剂标记在蛋白质的某个部位上，采用icat的技术，进行等量的混合后酶解，最后通过链亲和素的柱子富集这些标记的肽段，利用质谱分析差异。酶解时标记，就是在内切酶作用下，蛋白质发生酶解。酶解后标记，有些标记试剂适用于在蛋白质酶解成肽段后标记，酶解后标记就是指蛋白质在酶解后对形成的肽段进行标记，这样酶解后标记就派上了用场[9]。
1.2化学标记的优缺点和应用问题
定量标记主要就是分体内标记和体外标记，对于体外标记技术分析的范围比较广，外标记技术适合于各种条件的标记，无论是从组织、体液到细胞样品均可以。而对于体内标记而言，无法实现完全标记，主要就是取决于蛋白质的代谢问题。化学标记来分析蛋白质是比较有发展前景的学科，许多的疾病与蛋白质也有一定的联系。最近，结合稳定同位素标记和差异技术分析了磷酸化蛋白,一共分析出了8000多个磷酸化的位点[10-11]。
化学标记的不足：是在理论上，可能使融合蛋白不稳定，改变或使融合蛋白的功能丧失。在实验中表明，当应用较大的亲和纯化标记，常会发现细菌的融合蛋白产物的功能钝化。一个表位附加标记对融合蛋白质的行为影响是多变的，且依赖于该蛋白质的结构。
2各个国家对蛋白质化学和生物技术的研究
德国美因兹大学的哈密特·斯托科教授的报告介绍了传统的著名医学植物萝芙木碱利血平最近几年提供的有关单贴吲哚生物碱的生物合成的详细内容。日本神户学院大学的冈田芳男教授也做了关于含有2，6-二甲基-l-酪氨酸和pyrazinone的阿片类似物的设计和报告。日本东京大学的野水本雄教授的报告是关于细胞黏附性多肽一壳聚糖基质：这一种新型多功能生物材料，组织工程要求移植到组织的细胞，需要修复和再生[12]。
3结语
蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。因此，它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。最近几年各国的管理人员更加重视对蛋白质的研究和探索。
[参考文献]
[1]张幼怡(主译).蛋白质－蛋白质相互作用方法与应用[m].北京:北京大学医学出版社,2008:9,120-125.
[2]魏群(主译).蛋白质:结构与功能[m].北京:科学出版社,2008:3,45-46.
[3]初众,邢春影,严善春.洋虫成虫蛋白质化学提取方法的比较[j].东北林业大学学报,2008,12(5):149-150.
[4]王彦艳(综述),陈公琰(审校).seldi蛋白质芯片技术及在肺癌肿瘤标志物中的研究进展[j].实用肿瘤学杂志,2006,19(5):78-79.