第一卷 化學與生命科學 第一章 RNA作為催化劑及與磷化學的關係研究
常見的蛋白質工程改造包括提高蛋白的熱、酸穩定性，增加活性，降低副作用，提高專一性以及通過蛋白質工程手段進行結構-功能關係研究等。由於對蛋白質結構-功能關係的了解不夠深入，成功的實例還不很多，因此更需要在蛋白質分子設計的方法學上開展深入研究。
蛋白質的分子設計可分為兩個層次，一種是在已知立體結構基礎上所進行的直接將立體結構信息與蛋白質的功能相關聯的高層次的設計工作，另一種是在未知立體結構的情形下借助於一級結構的序列信息及生物化學性質所進行的分子設計工作。此處隻探討第一類分子設計，因為在利用三級結構信息的同時也運用了一級結構序列及有關生化信息，第一類的分子設計工作實際上已包含了第二類工作，而後者實際上是在不得已的情形下所進行的努力。
蛋白質分子設計的過程簡單說來就是首先建立所研究對象的結構模型，在此基礎上進行結構-功能關係研究，然後提出設計方案，通過實驗驗證後進一步修正設計，往往需要幾次循環才能達到目的。一般的分子設計工作可以按以下五個步驟進行：
（1）建立所研究蛋白質的結構模型，可以通過X射線晶體學、二維核磁共振等測定結構，也可以根據類似物的結構或其他結構預測方法建立起結構模型。
（2）找出對所要求的性質有重要影響的位置。同一家族中的蛋白質的序列對比、分析往往是一種有效的途徑。需要認真考慮此種性質受哪些因素的影響，然後逐一對各因素進行分析，找出重要位點，這是分子設計工作的關鍵。
（3）選擇一係列的在（2）中所選出位點上改變殘基所得到的突變體，一方麵使蛋白質可能具有所要求的性質，另一方麵又盡量維持原有結構，使其不做大的變動。盡量在同源結構中此位點已有的氨基酸殘基序列中進行選擇，同時考慮殘基的體積、疏水性等性質的變化所帶來的影響。
（4）預測突變體的結構。
（5）定性或定量計算優化所得到的突變體結構是否具有所要求的性質。能否成功地進行分子設計，除了要求有好的計算機軟件和高質量的力場以外，還要求工作者有一個堅實的結構化學和物理化學基礎，同時對所研究的問題有一個深入細致的了解。
5.北京大學蛋白質分子設計係統
雖然蛋白質分子設計是生物工程中必不可少的一個環節，國際或國內也都進行了大量的工作，但迄今為止尚沒有一個完整的分子設計係統，多為孤立的、互不相通的程序或數據庫，給蛋白質分子設計工作造成了很大的不便。因此我們著手研製了一個蛋白質分子設計係統，力圖將我們自行研製的程序、第二代數據庫和引進的程序與數據庫統一到一個係統中來，一方麵便於成果推廣，另一方麵也為用戶更快更好地進行蛋白質的分子設計提供了方便。
北京大學蛋白質分子設計係統（PEPMODS：PekingUniversityProteinMolecularDesignSystem）立足於集中現有的各種蛋白質結構預測和分子設計的方法，盡可能多地為用戶提供方便。鑒於目前蛋白質的結構預測和分子設計方法主要是在現有結構數據的基礎上進行的分層次的預測和計算，因此將整個分子設計係統分為兩大部分--蛋白質結構信息相關數據庫和蛋白質分子設計程序包。蛋白質結構信息相關數據庫是在引進數據源的基礎上自行研製的高分支相關數據庫，可方便地對於蛋白質、核酸和多肽的序列及結構信息進行查詢，還具有多種結構比較和描述的功能，為蛋白質的分子設計提供了可靠的基礎。蛋白質分子設計程序包包含有自行研製的及引進的各種蛋白質結構預測和分子設計程序，主要按照蛋白質分子設計的層次分為序列分析、二級結構預測、同源蛋白質結構預測、蛋白質突變體結構預測、蛋白質的性能預測和蛋白質的分子設計六個部分，可以較為全麵地為蛋白質的分子設計提供服務。
整個分子設計係統設計成菜單驅動式，用戶可以很方便地從菜單上選擇自己所需要的功能。蛋白質分子設計係統VAX版本以VAX-11VMS操作係統為依托，主要由FORTRAN和C語言寫成。要求機器內存大於8MB，硬盤大於400MB，其中硬盤的容量可以根據用戶對數據庫的不同需求而進行調整。由於目前蛋白質結構、功能預測及分子設計還遠未完善，因此，北京大學蛋白質分子設計係統也需要進一步的發展、補充和完善。
雞蛋，是雞的產物，而雞又誕生於雞蛋之中；沒有雞蛋，雞不能從天而降，而沒有雞，雞蛋又從何而來？究竟是先有雞，還是先有雞蛋呢？令人困惑的"雞與雞蛋"的問題迷茫了人類數千年。隨著人類對自身存在的世界認識的不斷深入，越來越多的"雞與雞蛋"現象被揭示出來，蛋白質與核酸之間就存在著"雞與雞蛋"現象。