贵州理工学院“双学分”课程相关材料

（蛋白质工程）

《蛋白质工程》课程简介

蛋白质是所有生命体的重要组成部分，是一切生命的物质基础，生命体的一

切代谢活动都与蛋白质的活动和代谢密切相关，从最简单的病毒到最复杂的人体， 哪里有生命，哪里就存在着蛋白质，蛋白质存在于生物体的各种不同部位，行使

着生命过程中的各种重要机能，在催化生命体内的各种生化反应、代谢调节、抵御外来物质入侵及控制遗传信息等方面起着至关重要的作用。如果说 DNA 是遗传信息的携带者和生命的指导者，那么蛋白质就是生命的执行者。

蛋白质工程是指通过对蛋白质进行修饰，改造和拼接以生产出能满足人类需要的新型蛋白质的技术，是现代生物工程技术的重要内容。蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质化学、结构生物学、生物物理学、生物信息学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域，也是一种综合性生物工程技术。蛋白质工程包括蛋白质的分离纯化、蛋白质结构和功能的分析、设计和预测，通过物理、化学、生物和基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质，将蛋白质的研究推进到崭新的时代，在制药、化工、农业和环保等领域都有广阔的应用前景。

《蛋白质工程》课程已经成为高校生物技术和生物工程类专业以及生物制药专业的一门重要专业课程。蛋白质工程应用领域的快速发展决定了《蛋白质工程》是一门综合性很强，对基础知识要求高，且内容繁杂，并不断发展的课程，教学难度较大。

培养创新人才已经成为新一轮高校改革的重要内容，根据社会需求，培养具备能够运用知识创造性地解决问题的能力和发现新知识的能力的创新型人才是我们的宗旨。蛋白质工程应用领域的飞速发展导致技术革新加快，新发明、新应用层出不穷，要解决各种新出现的实际问题，要求学生不仅要掌握书本上的理论知识，还要掌握蛋白质工程技术的核心思想，并具有创新精神。

《蛋白质工程》课程内容包括蛋白质工程的基本原理，蛋白质的结构与理化

性质，工业蛋白质及其应用，蛋白质组织工程，固定化酶技术，蛋白质结晶，蛋白质分子设计，荧光蛋白，蛋白质芯片，蛋白质分子印迹技术及蛋白质生物传感器等。

通过本课程的学习，使学生掌握蛋白质工程的基本理论、基础知识、主要研究方法和技术以及生物信息学和现代生物技术在蛋白质工程上的应用及典型研究实例，熟悉从事蛋白质工程的重要方法和途径。努力培养学生具有科学思维方式、启发学生科学思维能力和勇于探索，善于思考、分析问题的能力，激发学生的学习热情。通过学习本课程，使学生掌握蛋白质工程科学的基本原理、基础知识、基本技能，熟悉从事蛋白质科学与工程研究的主要方法和技术，为日后从事蛋白质科学以及相关生命科学领域的科学研究与生产实践打下理论基础。

贵州理工学院制药工程学院为生物制药专业本科生设置蛋白质工程课程，该课程可使学生将之前所学的众多理论知识融会贯通，并在实践中加以应用，包括在 CDIO3 中的具体实践操作，对培养具有从事蛋白质研究及生产的技术人才有很大的帮助。

《蛋白质工程》课程教学大纲

英文名称: Protein Engineering 课程号：1200061340 学时：36 学分：2

课程类别：学科专业平台课课程性质：专业选修课

课程归属单位：制药工程学院适用专业：生物制药编制时间：2016 年 8 月

一、 课程的简介

蛋白质工程是生物制药专业一门基础的专业课程。要求学生掌握蛋白质工程的概念，基本理论，基础知识、主要研究方法和技术，以及现代生物技术在蛋白质工程上的应用及典型研究实例；熟悉从事蛋白质工程的重要方法和途径；了解相关领域的最新研究成果及科研动向；为培养专业素质打下坚实的基础。

通过学习，学生应该可以达到以下目标： 知识目标

（1） 掌握蛋白质工程的基本概念、研究内容；

（2） 掌握蛋白质各个结构层次的组成、基本特点与功能等；

（3） 掌握工业蛋白质的种类及应用；

（4） 熟悉工业蛋白质的种类与功能特性及工业蛋白质的改性方法；

（5） 掌握蛋白质分子的现代应用技术，包括蛋白质印迹等；

（6） 掌握蛋白质工程的技术应用，蛋白质芯片、蛋白质生物传感器；

（7） 掌握蛋白质分子设计技术；

（8） 掌握蛋白质的抗体酶工程技术和酶的固定化技术；

（9） 熟悉蛋白质的分析方法；

（10） 学习蛋白质工程领域文献查阅方法。

能力目标：

（1） 具备基本的实验设计和结果分析能力

（2） 具备简单的蛋白质分子设计的能力；

（3） 具备分析蛋白质基本理化性质的能力；

（4） 具备使用网络技术，搜集、分析、判断、选择蛋白质工程研究领域研究热点的能力；

（5） 具有一定的文献综述能力

（6） 具备整合思维能力和有效的交流能力。

蛋白质工程是一个新兴的技术领域，是生物工程的重要组成部分。其特点是以蛋白质的结构功能的关系为基础，通过基因修饰或基因合成等手段，对现有蛋白质加以定向改造，或对所需蛋白质进行全新设计，构建并最终生产出性能比自然界现存蛋白质更加优越、更加符合人类社会需要的新型蛋白质。

蛋白质是生命的体现者，离开了蛋白质，生命将不复存在。蛋白质是构成组织细胞的主要材料，人的大脑、神经、皮肤、肌肉、内脏、血液，甚至指甲、头发都是以蛋白质为主要成分构成的。蛋白质的功能是构成组织与修补组织，这充分体现了蛋白质的重要性.蛋白质在生物界与非生物界的信息交流中起着关键的作用。

目前，蛋白质工程尚未有统一的定义。一般认为蛋白质工程就是通过基因重组技术改变或设计合成具有特定生物功能的蛋白质。因此,有学者称，蛋白质工程是第二代基因工程。其基本实施目标是运用基因工程的 DNA 重组技术，将克隆后的基因编码加以改造，或者人工组装成新的基因，再将上述基因通过载体引入挑选的宿主系统内进行表达，从而产生符合人类设计需要的“突变型”蛋白质分子。这种蛋白质分子只表达人类需要的性状。

实际上，蛋白质可以是一种营养品、一种致病源物质、一种治病良药、一种生产材料。它们各具有不同的结构和功能，应用于社会生产的不同方面。可是， 生物体内存在的天然蛋白质，往往在不同领域的应用上不尽如人意，需要进行改造。由于蛋白质是由许多氨基酸按一定顺序连接而成的，每一种蛋白质有自己独特的氨基酸顺序，改变其中关键的氨基酸就能改变蛋白质的性质。由于蛋白质是两性电解质，每一种蛋白质有自己独特的 pH 和等电点，因此改变其中关键的氨基酸就能改变蛋白质所带电荷特性，进而改变蛋白质的性质。

从广义上来说，蛋白质工程应是以蛋白质为原材料，进行生产性为主的、建设性的、对蛋白质进行合理利用的过程。在这个过程中人们需要改造蛋白质，对蛋白质进行修饰与加工，通过物理、化学、生物，如基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质。

蛋白质工程是随着生物化学、分子生物学、结构生物学、晶体学和计算机技术等的迅猛发展而诞生的，也与基因组学、蛋白质组学、生物信息学等的发展密切相关，是融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。由于蛋白质工程学科的边缘性，所以本课程在介绍蛋白质基本内容的同时，兼顾学科发展动向，旨在使学生了解现代蛋白质工程理论的新进展并为相关学科提供知识和技术。

通过本课程的学习，使学生掌握蛋白质工程的基本理论、基础知识、主要研究方法和技术以及生物信息学和现代生物技术在蛋白质工程上的应用及典型研究实例，熟悉从事蛋白质工程的重要方法和途径。努力培养学生具有科学思维方式、启发学生科学思维能力和勇于探索，善于思考、分析问题的能力，激发学生的学习热情。通过学习本课程，使学生掌握蛋白质工程科学的基本原理、基础知识、基本技能，熟悉从事蛋白质科学与工程研究的主要方法和技术，为日后从事蛋白质科学以及相关生命科学领域的科学研究与生产实践打下理论基础。

二、 主要教学环节及学时安排

教学环节	理论教学	实验	合计
学时数	26	10	36

注：①教学环节仅供参考，请根据培养方案自行修改；②理论教学的学时数是指安排在教室授课的学时；实验课的学时是必须在实验课表上体现；实践指导为无固定时间和固定地点，指导方式由教师灵活把握。

三、 先修要求

生物化学、分子生物学、细胞生物学、基因工程、生物信息学

四、 预期学习成果

教学内容			预期学习成果		要求程度
一级标题	学 时	二级标题	知识	能力
蛋白质工程的基本理论	1	蛋白质工程的内涵	理解广义蛋白质工程的概念	能说出蛋白质工程的概念	L2
			理解狭义蛋白质工程的概念		L2
		蛋白质工程的功能与研究内容	了解蛋白质工程的功能		L1
			了解蛋白质工程的研究内容		L1
		蛋白质工程的产生与发展	了解蛋白质工程的产生		L1
			了解蛋白质工程的发展		L1
		蛋白质工程的主要成就	了解蛋白质工程的应用领域	能举例说出蛋白质工程的应用领域	L1
蛋白质的结构	2	蛋白质的初级结构	掌握蛋白质的元素组成及特点	能说出组成蛋白质的基本 元素	L3
			掌握氨基酸的结构通式	能写出氨基酸的结构通式	L3
			掌握氨基酸的分类方法	能判断给出氨基酸的类别	L3
			了解几种特殊的氨基酸		L1
			掌握肽键的定义及形成	能写出肽键的形成过程	L3
			掌握肽单位的概念	能说出肽单位的概念	L3
			掌握蛋白质一级结构的定义及 特点	能判断蛋白质一级结构的 类型	L3
		蛋白质的高级结构	掌握蛋白质二级结构的定义及主要形式	能分辨蛋白质二级结构的类型	L3
			了解超二级结构的概念及形成		L1

			掌握结构域的概念	能说出结构域的概念	L3
			理解蛋白质的三级结构	能判断蛋白质的三级结构	L2
			理解蛋白质的四级结构	能比较蛋白质各级结构的 特点	L2
			了解蛋白质的高级结构与初级 结构的关系		L1
工业蛋白质的种类与功能特性	1	工业蛋白质的定义	了解工业蛋白质的发展史		L1
			掌握工业蛋白质的定义	能判断属于工业蛋白质	L2
		工业蛋白质的种类	了解植物蛋白质的种类		L1
			了解动物蛋白质的种类		L1
		工业蛋白质的理化特性	掌握溶解性、水合能力的概念	能举例说明蛋白质的溶解 性和水合能力	L2
			理解乳化性、起泡、黏度和凝 胶性	能举例说明蛋白质的乳化 性及	L2
			了解组织形成性和风味结合性		L1
		工业蛋白质的生产特性与要求	掌握工业蛋白质的生产特性	能够说出工业蛋白质的生 产特性	L2
			理解特殊形成、决定的影响因 素	能判断影响因素	L2
			了解一些工业蛋白质的物理化 学要求		L1
			理解蛋白质结构与功能的关系		L1
工业蛋白质改性加工方法与利用途径	1	蛋白质改性的原理与目的	掌握蛋白质改性的原理与目的	能够说出蛋白质改性的原 理和目的	L3
		蛋白质改性的途径与方法	掌握蛋白质改性的途径与方法	能够举例说明蛋白质改性 的途径	L3

		改性的限制因素	了解蛋白质改性的限制因素		L1
		蛋白质改性的方法	理解蛋白质改性的方法	能够举例说明蛋白质改性 的方法	L1
		改性蛋白质的利用途径	了解蛋白质改性的应用		L1
蛋白质组织工程	2	天然蛋白基水凝胶	掌握水凝胶的概念	能够说出水凝胶的概念，并 且举例	L3
			掌握天然蛋白基水凝胶的形成原理、作用与影响因素	能够说出天然蛋白基水凝 胶的形成原理、作用与影响因素	L3
			掌握蛋白基水凝胶的类型	能够说出蛋白基水凝胶的 类型	L2
		生物功能表面材料	理解生物功能表面材料的概念		L2
			了解生物功能表面材料与蛋白质之间的关系		L1
		骨组织工程的蛋白质支架材料	掌握支架的功能与作用	能够说出细胞支架的功能 与作用	L3
			理解骨组织工程要素与支架材 料条件	能够举例说出组织工程的 要素和一些支架材料	L2
			了解支架材料的种类		L1
			理解支架的性能评价		L1
		不同蛋白质制备组织工程支架	了解羊毛角蛋白做组织工程支 架材料的方法		L1
			了解其他蛋白质做组织工程支 架的制备方法		L1
		纳米纤维复合支架	理解纳米纤维的生物学效应		L2
			了解纳米蛋白纤维的种类		L1

			了解纳米纤维支架的构建方法		L1
			了解复合支架的制备		L1
蛋白抗体酶工程技术	2	抗体酶工程的基本理论	了解抗体多样性及来源		L1
			掌握抗体酶的产生		L3
			掌握抗体酶的优点	能根据所学知识比较抗体酶与天然酶的区别	L3
		产生抗体酶的原理与方法	掌握抗体酶产生的原理和方法		L3
		用于产生抗体酶的抗体库技术	掌握PCR 引物克隆产生抗体酶 技术		L3
			理解生物合成反应法产生抗体酶技术		L2
			了解直接筛选法产生抗体酶技 术		L1
		抗体酶活性部位的修饰	掌握定点突变法和化学法修饰抗体酶的活性部位	能分辨抗体酶活性部位的修饰方法	L3
		抗体酶的晶体结构	了解三种抗体酶的晶体结构	能判断三种抗体酶的晶体 结构	L1
		抗体酶研究新方法	理解抗体酶研究的新方法	能说出抗体酶研究的新方 法	L2
酶的固定化技术	3	酶的固定化技术概述	了解固定化酶的发展史		L1
			了解固定化酶发展的动因和过 程		L1
			掌握酶固定化的定义	能区分酶固定化与固定化酶的不同	L4
			理解酶固定化技术的重要性		L2
			掌握固定化酶的优缺点	能说出固定化酶的特点	L4

		酶固定化的机制	掌握酶分子与载体连接的功能 基团的种类	能找到酶分子与载体连接 的功能基团	L4
			理解固定化载体的选择		L2
			理解偶联反应		L2
		酶固定化的方法	掌握固定化方法的分类	能说出固定化方法的种类	L3
			掌握物理固定方法的内容		L3
			掌握化学固定方法的操作	能设计化学方法固定酶	L4
			理解各种固定化酶特点的比较		L2
		固定化酶载体材料与反应器	掌握载体的分类及对载体的要 求	能选择合适的载体用于固 定化酶	L4
			理解合适的固定化条件		L2
			了解固定化酶的反应器		L1
		固定化酶的形态与性质	掌握固定化酶的性质，包括活 力和稳定性		L3
			理解固定化对酶性质的影响		L2
			了解固定化酶的催化特征		L1
		影响固定化酶酶促反应的主要 因素	掌握影响固定化酶酶促反应的 主要因素	能分析影响固定化酶酶促 反应的主要因素	L4
		固定化酶的应用	了解固定化酶在不同领域的应 用		L1
蛋白质结晶技术	1	晶体生长机制	掌握晶体的生长机制		L3
		结晶条件的筛选和结晶技术	掌握影响蛋白质晶体生长的因 素		L3
		蛋白质晶体生长方法	掌握蛋白质晶体生长的方法	能用简单的方法完成蛋白 质晶体的生长	L4
		蛋白质晶体的初步鉴定和挑选	理解蛋白质晶体的初步鉴定和		L2

			挑选
蛋白质芯片技术	2	生物芯片的基本概念	掌握生物芯片的定义、技术特 点及优势	能够说出生物芯片的定义 及组成	L3
			掌握蛋白质芯片的定义、作用及优点	能够说出蛋白质芯片的定义	L3
		蛋白质芯片的组成、原理及分类	掌握蛋白质芯片的基本构成	能够说出蛋白质芯片的基 本构成及原理	L3
			掌握蛋白质芯片的原理		L3
			掌握不同点样方式的蛋白质芯片		L3
			掌握蛋白质芯片的分类		L3
		蛋白质芯片的操作流程	掌握蛋白质芯片的操作步骤	能够操作蛋白质芯片	L3
		常用的蛋白质芯片	了解常用的蛋白质芯片		L1
		蛋白质芯片的应用与发展	了解蛋白质芯片的应用与未来发展重点		L1
荧光蛋白工程	2	绿色荧光蛋白	了解绿色荧光蛋白的发现		L1
			掌握绿色荧光蛋白的结构及特 点	能够识别绿色荧光蛋白	L4
			理解绿色荧光蛋白的用途		L2
			了解绿色荧光蛋白的应用		L1
			理解绿色荧光蛋白的改进		L2
		红色荧光蛋白	理解红色荧光蛋白的发光原理		L2
			了解红色荧光蛋白的应用		L1
蛋白质基因改造的分子设计	4	蛋白质分子设计的基本理论	掌握蛋白质分子设计的层次、 目的、原理		L3
			掌握蛋白质分子设计的流程	能够写出蛋白质分子设计	L3

				的流程
		基于天然蛋白质结构的分子设计	掌握蛋白质分子设计的途径与 方法		L4
			掌握突变体设计的步骤		L3
			理解蛋白质设计中结构-功能 的关系		L2
			掌握天然蛋白质的剪裁的方法 及特点		L3
		全新蛋白质设计	掌握蛋白质结构的从头设计		L3
			掌握蛋白质功能的从头设计		L3
		计算蛋白质设计	了解计算蛋白质设计的途径		L1
蛋白质分子印迹技术	2	分子印迹技术的基本理论	了解分子印迹技术的起源		L1
			理解分子印迹技术的定义与原 理		L2
			掌握分子印迹技术的过程与作 用		L3
			理解分子印迹技术的分类		L2
		蛋白质分子印迹方法	理解蛋白质分子印迹的各种方 法具体实施过程及要求		L2
		蛋白质分子印迹的载体	理解蛋白质分子印迹的形式可 变固体载体、形式可变的软质载体及其他类型的载体		L2
			了解影响制备蛋白质印迹聚合物的因素		L1
		蛋白质分子印迹效率及评价	理解蛋白质分子印迹效率的概 念		L2

			理解蛋白质分子印迹效率的影 响因素		L2
			理解蛋白质分子印迹效率的评 价方法		L2
		蛋白质分子印迹技术的应用与 展望	了解蛋白质分子印迹技术的应 用及存在的问题		L1
蛋白质生物传感器	2	生物传感器的基本理论	掌握生物传感器的概念、原理、 种类及应用		L3
		固定化酶生物传感器	掌握固定化酶生物传感器的基 本原理及应用		L3
		实时光学蛋白质芯片生物传感 器	掌握实时光学蛋白质芯片生物 传感器的基本原理及应用		L3
		电化学酶免疫传感器	了解电化学酶免疫传感器的基 本原理及应用		L1
		适配子生物传感器	了解适配子生物传感器的基本 原理		L1
		表面等离子共振生物传感器	了解SPR 生物传感器的基本原理及应用		L1
		纳米技术在促进酶生物传感器方面的应用	了解纳米生物材料在生物传感 器中的主要作用		L1
			理解常见的纳米材料		L2

注：要求程度填写布鲁姆的教育目标分类法，分别为 L1——知道、L2——领会、L3——应用、L4——分析、L5——评价。

五、 教学内容

1. 绪论

基本内容：蛋白质工程的内涵；蛋白质工程的功能；蛋白质工程的研究内容； 蛋白质工程的产生与发展；蛋白质工程的应用领域

教学重点：广义蛋白质工程的基本概念；狭义蛋白质工程的含义；蛋白工程的功能及研究内容

教学难点：蛋白质工程与基因工程的区别

2. 蛋白质的结构

基本内容：蛋白质的一级结构；蛋白质氨基酸的构成及作用；蛋白质的二级结构；蛋白质各级结构的基本特点；蛋白质的结构域类型；蛋白质初级结构与高级结构的关系；蛋白质结构与功能的关系；Swiss-PDB Viewer 的使用；PDB 在线分析工具的应用

教学重点：蛋白质各级结构的要点；蛋白质结构与功能的关系；Swiss-PDB

Viewer 的使用；PDB 在线分析工具的应用教学难点：蛋白质的二级结构的类型

3. 工业蛋白质种类与功能特性

基本内容：工业蛋白质的定义及种类；工业蛋白质的理化特性；工业蛋白质的生产特性

教学重点：工业蛋白质的水合能力；工业蛋白质的凝胶性和起泡性； 教学难点：工业蛋白质的生产特性

4. 工业蛋白质改性加工方法与利用途径

基本内容：蛋白质改性的原理和目的；蛋白质改性的途径和方法；改性蛋白质的加工方法；改性蛋白质的利用途径

教学重点：蛋白质改性的原理；蛋白质改性的目的；蛋白质改性的方法； 教学难点：改性蛋白质的加工程序与方法

5. 蛋白质抗体酶工程技术

基本内容：抗体酶的产生的原理与方法；抗体酶的多样性；抗体酶的优点； 抗体酶活性部位的修饰；抗体酶的晶体结构；研究抗体酶的新方法；抗体酶的应用。

教学重点：产生抗体酶的原理；定点突变修饰抗体酶教学难点：抗体酶的晶体结构

6. 酶的固定化技术

基本内容：固化的酶的发展史；酶固定化的定义；酶固定化技术的重要性； 固定化酶的优缺点；酶固定化的机制；酶固定化的方法；固定化酶载体材料与反应器；固定化酶的形态与性质；影响固定化酶酶促反应的主要因素。

教学重点：酶固定化的机制；酶固定化的方法；固定化酶载体材料与反应器； 固定化酶的形态与性质；

教学难点：固定化酶载体材料与反应器；

7. 蛋白质结晶技术

基本内容：晶体生长机制；结晶条件的筛选和结晶技术；蛋白质晶体生长的方法；蛋白质晶体的初步鉴定和挑选。

教学重点：蛋白质晶体生长的方法；蛋白质晶体的初步鉴定和挑选。教学难点：晶体生长机制；

8. 蛋白质组织工程

基本内容：天然蛋白基水凝胶形成的原理、作用和影响因素；蛋白基水凝胶的类型；蛋白基水凝胶结构表征；生物功能表面材料；骨组织工程的蛋白质支架材料；不同蛋白质制备组织工程支架；纳米纤维复合支架；

教学重点：天然蛋白基水凝胶形成的原理、作用和影响因素；蛋白基水凝胶的类型；

教学难点：纳米纤维复合支架

9. 蛋白质芯片技术

基本内容：生物芯片；蛋白质芯片；蛋白质的组成、原理及分类；蛋白质芯片的操作流程；常用的蛋白质芯片；抗体芯片；SPR 传感的蛋白质芯片；微流控芯片技术；蛋白质芯片的应用与发展趋势；

教学重点：蛋白质的组成、原理及分类；蛋白质芯片的操作流程； 教学难点：抗体芯片；SPR 传感的蛋白质芯片；微流控芯片技术

10. 荧光蛋白工程

基本内容：绿色荧光蛋白的发光原理；绿色荧光蛋白的用途与作用；绿色荧光蛋白的改进；红色荧光蛋白的发光原理；红色荧光蛋白的光谱多样性；红色荧光蛋白的来源多样性；红色荧光蛋白的改造；绿色荧光蛋白 Halo Tag 技术；荧光蛋白技术的应用；

教学重点：绿色荧光蛋白的发光原理；绿色荧光蛋白的改进；红色荧光蛋白的发光原理；红色荧光蛋白的光谱多样性；红色荧光蛋白的改造；

教学难点：绿色荧光蛋白 Halo Tag 技术；

11. 蛋白质基因改造的分子设计

基本内容：蛋白质分子设计的目的和原理；基于天然蛋白质结构的分子设计； 全新蛋白质设计；计算蛋白质设计；Discovery-Studio 软件操作

教学重点：基于天然蛋白质结构的分子设计；全新蛋白质设计；

Discovery-Studio 软件操作；

教学难点：计算蛋白质设计；

12. 蛋白质分子印迹技术

基本内容：分子印迹技术的原理；分子印迹技术的过程；蛋白质分子印迹的方法；蛋白质分子印迹的载体；蛋白质分子印迹的效率；蛋白质分子印迹技术的应用；

教学重点：分子印迹技术的过程；蛋白质分子印迹的方法；蛋白质分子印迹的载体；

教学难点：蛋白质分子印迹的效率；

13. 蛋白质生物传感器

基本内容：蛋白质生物传感器的概念、原理、种类和应用；固定化酶生物传感器的基本原理；实时光学蛋白质芯片生物传感器的工作原理；电化学酶免疫传感器的原理；适配子生物传感器的筛选原理；表面等离子共振生物传感器的组成、原理；纳米技术在促进酶生物传感器方面的应用；酶在非水相机有机相中的活性与生物传感器发展趋势；

教学重点：蛋白质生物传感器的概念、原理、种类和应用；固定化酶生物传感器的基本原理；实时光学蛋白质芯片生物传感器的工作原理；表面等离子共振生物传感器的组成、原理；纳米技术在促进酶生物传感器方面的应用；

教学难点：适配子生物传感器的筛选原理；表面等离子共振生物传感器的组成、原理；

六、 成绩评定

考核环节		权重
平时表现	作业	20 %
	考勤	10 %
实践	实验	30 %
期末考试（撰写综述）		40 %
合计		100%

注：①表格中的考核环节仅供参考，可自行修改；②各环节评分标准另行制定。

教材及推荐参考书： 教材：

《蛋白质工程》，李维平主编，科学出版社，2013 年普通高等教育“十二五” 规划教材

推荐参考书：

1. 《蛋白质工程》（第二版），汪世华主编，科学出版社，2008.  普通高等教育十一五规划教材

2 ． 王培之主编， 蛋白质工程， 哈尔滨： 黑龙江教育出版社，

ISGN7-5316-1186-4，1991 年 12 月第一版。

推荐网站：

http://bbs.bbioo.com/生物秀论坛

《蛋白质工程》实验教学大纲

英文名称: Protein Engineering 课程号：1200061340 课程学分：2 课程属性：课内

课程学时：26 实验学时：10

课程类别：学科专业平台课程课程性质：专业选修课

课程归属单位：制药工程学院适用专业：生物制药专业编制时间：2016 年 8 月

一、 课程的简介（课内实验略）

二、 先修要求（课内实验略）

三、 预期学习成果

通过实验项目 1，使学生了解常见蛋白质浓度测定方法的原理和应用特点，掌握考马斯亮蓝法测定蛋白质浓度的操作过程。

通过实验项目 2，使学生掌握 Lowry 法测定蛋白质浓度的原理及操作过程，了解各种蛋白质浓度测定方法的优缺点，掌握根据样品特点液研究目的选择合适的蛋白质浓度测定方法。

通过实验项目 3，使学生学习溶菌酶粗提液制备的方法和基本原理，掌握离子交换层析介质处理方法和离子交换层析的基本操作，理解如何通过蛋白粗提液中蛋白特性的差异设计蛋白质纯化的技术路线。

通过实验项目 4，使学生掌握酶活测定的过程，理解酶活力单位。

四、 实验项目设置与内容

序 号	实验项目名 称	实验内容	每组 人数	实验 性质	是否 必修	主要仪器名称
1	考马斯亮蓝法测定蛋白质含量	采用考马斯亮蓝的方法检测未知蛋白质溶液中蛋白质的 含量	2	综合	是	紫外可见分光光度计
2	Lowry 法测定蛋白质含量	采用Lowry 法检测未知蛋白质样品中 蛋白浓度	2	综合	是	紫外可见分光光度计
3	蛋清溶菌酶的 纯化	提取蛋清中溶菌酶 并进行纯化	2	综合	是	层析系统
4	蛋白酶的活性 测定	选一种蛋白酶，测定 酶的活性	2	综合	是	可见分光光度计

注：①实验性质填写演示、验证、设计或综合；

②是否必修填写是或否。

五、 成绩评定和报告

1. 各实验项目的权重分别为：

实验项目名称	权重
实验项目 1	15 %
实验项目 2	15 %
实验项目 3	40 %
实验项目 4	20 %
合计	100 %

2. 每个实验项目的考核环节

考核环节	实验表现	实验结果	实验报告	合计
权重	25 %	15 %	60 %	100 %

注：①表格中的考核环节仅供参考，可自行修改；②各环节评分标准另行制定。

六、 指导书及推荐参考书

实验指导书：教师编写推荐参考书：

1 《现代蛋白质实验技术》，刘国琴主编，中国农业大学出版社；

2 《蛋白质分析实验技术指南》，李玉花主编，高等教育出版社； 推荐网站：

http://bbs.bbioo.com/生物秀论坛

贵州理工学院本科教学日历

（2016 —2017  学年度第一学期）

任课教师：刘丽萍职称：所属院（部）：制药工程学院

课程名称（课程号）：1200061340 开课班级（学生人数）：生物制药 141（47 人）生物制药 142

（46 人）

学分数： 2 总学时： 36 讲授学时：26 实验（实习）学时：10 其它学时：0

节次	周次	授课内容提要	教学形式
1	1	第一章绪论 第一节蛋白质工程概论 第二节蛋白质工程的功能与研究内容 第三节蛋白质工程的历史回顾与应用研究进展第四节蛋白质工程的主要成就	多媒体教学
2	2	第二章蛋白质的结构 第一节蛋白质的初级结构 第二节蛋白质的高级结构	多媒体教学
3	3	第三章工业蛋白质种类与功能特性第一节概述 第二节工业蛋白质的种类第三节蛋白质的理化特性 第四节工业蛋白质的生产特性与要求 第四章工业蛋白质改性加工方法与利用途径第一节蛋白质改性的原理与目的 第二节蛋白质改性的途径与方法第三节改性的限制因素 第四节改性蛋白质的加工方法	多媒体教学
4	4	第十一章蛋白质组织工程 第一节天然蛋白基水凝胶第二节生物功能表面材料 第三节骨组织工程的蛋白质支架材料第四节不同蛋白质制备组织工程支架 第五节纳米材料复合支架第九章蛋白质结晶技术 第一节晶体生长机制 第二节晶体条件的筛选和结晶技术第三节蛋白质晶体生长的方法 第四节蛋白质晶体的初步鉴定和挑选	多媒体教学
5	5	第六章蛋白抗体酶工程技术第一节概述 第二节产生抗体酶的原理与方法 第三节用于产生抗体酶的抗体库技术第四节抗体酶活性部位的修饰 第五节抗体酶的晶体结构 第六节抗体酶的研究新方法 第七节抗体酶的应用	多媒体教学
6	6	第八章酶的固定化技术 第一节酶的固定化技术概述	多媒体教学

		第二节酶的固定化机制第三节酶固定化的方法
7	7	第八章酶的固定化技术 第四节固定化酶载体材料与反应器第五节固定化酶的形态与性质 第六节影响固定化酶酶促反应的主要因素 第七节固定化酶的应用	多媒体教学
8	8	第十二章蛋白质芯片技术第一节概述 第二节蛋白质芯片的组成、原理及分类第三节蛋白质芯片的操作流程 第四节常用的蛋白质芯片	多媒体教学自学
9	9	第十二章蛋白质芯片技术 第五节蛋白质芯片的应用与发展趋势第十三章荧光蛋白工程 第一节绿色荧光蛋白第二节红色荧光蛋白 第三节绿色荧光蛋白 Halo Tag 技术 第四节荧光蛋白技术的应用	多媒体教学
10	10	第十四章蛋白质基因改造的分子设计第一节概述 第二节基于天然蛋白质结构的分子设计	多媒体教学
11	11	第十四章蛋白质基因改造的分子设计第三节全新蛋白质设计 第四节计算蛋白质设计	多媒体教学
12	12	第十六章蛋白质分子印迹技术第一节分子印迹技术概述 第二节蛋白质分子印迹方法 第三节蛋白质分子印迹的载体 第四节蛋白质分子印迹效率及其评价 第五节蛋白质分子印迹技术的应用与展望	多媒体教学
13	13	第十七章蛋白质生物传感器第一节概述 第二节固定化酶生物传感器 第三节实时光学蛋白质芯片生物传感器第四节电化学酶免疫传感器 第五节适配子生物传感器 第六节表面等离子共振生物传感器 第七节纳米技术在促进酶生物传感器方面的应用	多媒体教学
14	14	实验项目 1 和实验项目 2	集中指导
15	15	实验项目 3	集中指导
16	16	实验项目 4	集中指导

注：1.凡遇国家法定节假日，需在授课内容提要栏内注明节假日放假（5 月 1 日劳动节、10 月 1 日国庆节、1 月 1 日元旦节）

2. 本表由课程任课教师填写。一式 3 份，一份自用、一份交所在学院（部）存档备查、一份由学院送交教务处审查。

3. 请不要更改表格的格式，以便全校统一。

教研室主任审批（签名） 教学院长（签名）

20 年月日