酶工程(enzyme engineering)的概念最早出现于20世纪70年代,随着该学科的不断发展,酶工程被认为是组成现代生物工程四大技术体系(基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程)之一。90年代以后,酶工程作为生物工程领域的重要组成部分与生物工程的其他领域一起飞速发展,酶工程的基础理论研究与应用研究方面均取得了重大成果。因此,该课程的知识内容迅速扩宽,不断增加新技术、新内容以及交叉学科的新知识。
蛋白质工程(protein engineering)是20世纪80年代初诞生的一个新兴生物技术领域,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延伸出来的,包含多学科的综合科技工程领域,是生物工程的重要组成部分。
蛋白质工程特点是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础,通过有控制的基因修饰和基因合成,对现有蛋白质加以定向改造,设计、构建并最终生产出性能比自然界存在的蛋白质更加优良、更加符合人类社会需要的新型蛋白质。酶工程则是酶的生产与应用的技术过程,其主要任务是通过人工操作,获得人们所需要的酶,并通过各种方法使酶发挥其催化功能。
蛋白质工程与酶工程两者是有机的统一体。酶工程的重点是在于对已存在的酶的合理利用,而蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质的分子改造。随着蛋白质工程的发展,其成果最终也会应用到酶工程中,使酶工程成为蛋白质工程的一部分。
蛋白质工程和酶工程是现代生物工程技术的重要组成部分,与基因工程和细胞工程等其他几大工程密切联系。学习这门课程将有助于我们更好的理解和应用分子细胞生物学的基本知识解决实际问题。
通过本课程的学习,一、要求学生较全面了解蛋白质与酶工程的具体内容,理解并掌握蛋白质与酶工程的基本理论,蛋白质与酶分子的设计、合成、分离纯化、修饰和表达、结构分析和预测的方法和技术等相关内容,特别是酶的固定化技术、蛋白质生物传感器、抗体酶工程技术和蛋白质组学等相关技术的应用。二、学会综合运用所学的基本理论知识和技术来解决一些与生产相关的实际问题,并为从事新产品和新工艺的研究与开发奠定应有的理论基础。三、注重科学思维方法的训练和科学伦理的教育,培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。挖掘提炼知识体系中所蕴含的思想价值和精神内涵,从课程所涉专业、文化、历史等角度,增加课程的知识性、人文性,提升引领性、时代性和开放性,促进思政目标元素与专业基础课程一体化建设,将思政教育贯穿于人才培养全过程,使专业课程与思想政治课程相辅相成、协同育人。
生物化学、分子生物学、基因工程、生物信息学的基本知识
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掌握蛋白质与酶分子的设计、合成、分离纯化、修饰和表达、结构分析和预测的方法和技术等相关基本理论,熟悉蛋白质的分离纯化技术、酶的固定化技术、蛋白质生物传感器及抗体酶工程等相关技术,能够综合运用所学的理论知识进行验证性实验和综合性实验,了解蛋白质与酶工程在相关领域内的应用和作用。
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