導語：淺議蛋白質(zhì)工程技術(shù)的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:進入21世紀以來，生物工程技術(shù)突飛猛進，蛋白質(zhì)工程技術(shù)是生物工程技術(shù)的一個重要組成方面。目前，人們已經(jīng)可以利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)在基因水平上對DNA進行設(shè)計、重組，通過轉(zhuǎn)錄、翻譯等過程合成自然界中不存在的蛋白質(zhì)。這一技術(shù)目前被廣泛地應(yīng)用于生物藥物的研發(fā)當中，本文將簡要對生物藥物研發(fā)中的蛋白質(zhì)工程技術(shù)進行額分析。

關(guān)鍵詞:生物藥物研發(fā);蛋白質(zhì)工程;技術(shù)應(yīng)用

生物工程技術(shù)自從上世紀70年代興起以來，已經(jīng)發(fā)展了將近50年的時間。到了21世紀，生物工程技術(shù)特別是其中的蛋白質(zhì)工程技術(shù)的迅猛發(fā)展，正推動這生命科學的不斷進步。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)，我們可以對分子進行設(shè)計，對DNA進行重組，以生產(chǎn)我們需要的但自然界中不存在的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程技術(shù)已經(jīng)成為生物藥物生產(chǎn)中不可或缺的一個重要的組成部分。

一、生物藥物

生物藥物是綜合了生物學、生物化學以及醫(yī)學的極高融合度的產(chǎn)物，生物藥物的生產(chǎn)主要是在生物體內(nèi)，利用生物體的組織細胞和體液等進行。生物藥物的種類繁多，按照藥物的功能大致可分為治療藥物、預防藥物和診斷疫苗。由于生物藥物大多產(chǎn)自于生物體內(nèi)，因此生物藥物具有普通藥物不具備的優(yōu)越的藥理學性質(zhì)，生物藥物的藥理活性比普通藥物更高;治療腫瘤、艾滋病等的治療藥物其比普通藥物的針對性更高，毒副作用小，會減少藥物對于體內(nèi)正常細胞的損傷。除了應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)，生物藥物還被廣泛應(yīng)用于保健品行業(yè)和化妝品領(lǐng)域，具有較為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù)上述的分析，生物藥物具有十分廣泛的應(yīng)用，在國內(nèi)國外也擁有著廣闊的市場。但是由于我國的生物藥物行業(yè)起步較晚，生物藥物的制造生產(chǎn)相對歐美等發(fā)達國家較為落后，但由于市場的刺激，我國的生物藥物行業(yè)發(fā)展十分迅速，生物藥物的制造技術(shù)和水平得到了大幅度的提高。

二、蛋白質(zhì)工程技術(shù)在生物藥物研發(fā)中的優(yōu)勢

近年來蛋白質(zhì)工程技術(shù)的發(fā)展，對于生物藥物生產(chǎn)起了極大的推動作用，蛋白質(zhì)工程技術(shù)能夠極大地減輕藥物研究從業(yè)者的工作量和工作難度。在實際應(yīng)用的過程中，蛋白質(zhì)工程技術(shù)能夠在基因尺度上對DNA進行設(shè)計重組，這樣就可以通過轉(zhuǎn)錄翻譯等生理過程制造出自然界不存在，但具有優(yōu)越藥理性能的蛋白質(zhì)。還可以利用定點突變、體外定向等等技術(shù)實現(xiàn)對于氨基酸的改造，使藥物呈現(xiàn)出更加優(yōu)越的藥理作用。總之，蛋白質(zhì)工程技術(shù)在新型藥物的研發(fā)領(lǐng)域和生產(chǎn)方面具有巨大的優(yōu)勢，而且隨著蛋白質(zhì)工程技術(shù)的不斷精進和技術(shù)的不斷革新，這樣的優(yōu)勢將會不斷擴大。

三、蛋白質(zhì)工程技術(shù)在生物藥物研發(fā)中的應(yīng)用

(一)定點突變技術(shù)。定點突變技術(shù)是指根據(jù)生物醫(yī)藥所學的結(jié)構(gòu)或功能對基因進行特殊的改造，在特定的DN段或特定的核苷酸序列進行刪除或者添加，從而實現(xiàn)對于合成蛋白質(zhì)的氨基酸序列的改變，進而改變藥品的藥性。在生物學上，這種對于特定DN段或特定核苷酸的刪除或添加屬于基因突變，這樣的定點突變技術(shù)對于生物藥物的編碼序列和一級結(jié)構(gòu)具有很好的修飾作用。相比于傳統(tǒng)使用的利用自然因素或化學藥物進行的誘導突變而言，定點突變技術(shù)所產(chǎn)生的突變的特異性和可重復性更強。通過自然因素或化學藥物進行的誘導突變所產(chǎn)生的突變基因片段具有極大的不確定性，其往往是不可重復的。通過對于DN段或者核苷酸的刪除、添加所產(chǎn)生的蛋白質(zhì)藥物的活性更高。以納豆激酶為例，納豆激酶是納豆枯草桿菌所產(chǎn)生的蛋白酶，其具有很強的溶解纖維蛋白的一種酶，被廣泛的應(yīng)用于質(zhì)量心腦血管疾病當中。但是根據(jù)研究表明，傳統(tǒng)的由納豆谷草桿菌所分泌納豆激酶其第222位的蛋氨酸非常容易被過氧化氫所氧化，進而導致整個酶失去活性，嚴重影響藥物的藥效。而通過定點突變技術(shù)將絲氨酸和丙氨醛替換到原有的第220位蘇氨酸和第222位的蛋氨酸，經(jīng)過定點突變技術(shù)改造得到的納豆激酶經(jīng)過抗氧化活性測試的結(jié)果表明:經(jīng)過定點突變技術(shù)改造的納豆激酶的抗氧化性明顯優(yōu)于油油的野生納豆激酶，具有是非優(yōu)良的抗氧化性。(二)體外定向進化技術(shù)。體外定向進化技術(shù)與定點突變技術(shù)有一定的相似之處，二者同樣都是對DN段或核苷酸進行改變，以產(chǎn)生具有醫(yī)藥價值的藥物。但是兩者也存在著巨大的不同。首先，定點突變技術(shù)主要應(yīng)用于一些自然界中已經(jīng)存在的蛋白質(zhì)的個別位點進行刪除或添加，蛋白質(zhì)自身更高級的結(jié)構(gòu)并沒有改變，只是對于自然界中已經(jīng)存在的蛋白質(zhì)進行進一步的優(yōu)化。而體外定向進化技術(shù)是在生物體外，利用PCR擴增技術(shù)或體外DNA對大量的位點進行處理，對于藥物的某一特征進行持續(xù)高通量的篩選。通過這樣的方式來獲得自然界中不存在的具有高價值的藥物。體外定向進化技術(shù)相比于定點突變技術(shù)也存在一定的弊端，在利用PCR技術(shù)進行高通量的體外擴增時，會產(chǎn)生堿基對錯配的情況，這一點與生物體相類似且無法避免。因此在利用PCR技術(shù)擴增之后，還應(yīng)進行篩選。篩選的過程較為復雜，需要通過多輪次的重復篩選，最后才能獲取有益的突變基因。這種經(jīng)過體外定性進化技術(shù)獲取的有益突變基因雖過程復雜，但人類已經(jīng)基本掌握該項技術(shù)，并且取得了一定的成果。例如，1，3-丙二醇就是通過體外定向進化技術(shù)通過不斷地定向篩選而得到的具有更強的氧化還原活性的氧化還原酶。

四、結(jié)語

科學技術(shù)不斷進步推動著人們醫(yī)療水平的不斷提高，當前蛋白質(zhì)工程技術(shù)在生物藥物研發(fā)工作中已經(jīng)起到了極大的推動作用，提高了生物藥物研發(fā)的效率，減輕了藥物研發(fā)人員的負擔。通過蛋白質(zhì)工程技術(shù)對特定的DN段或特定的核苷酸片段進行添加或刪除，已經(jīng)生產(chǎn)出許多具有新結(jié)構(gòu)、新功能的藥物，造福人類。

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作者:陳鑠 單位:湖北大學知行學院