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1、 通过前面的学习我们知道，利用基因工程能通过前面的学习我们知道，利用基因工程能够大规模生产生物体内微量存在的活性物质，并够大规模生产生物体内微量存在的活性物质，并借助转基因而改变动植物性状，也得以在人类医借助转基因而改变动植物性状，也得以在人类医疗保健中进行基因诊断和基因治疗。然而在广泛疗保健中进行基因诊断和基因治疗。然而在广泛利用自然界各种蛋白质的过程中就发现，这些蛋利用自然界各种蛋白质的过程中就发现，这些蛋白质只是适应生物自身的需要，而对它们进行产白质只是适应生物自身的需要，而对它们进行产业化开发往往不合意，如采用基因工程生产的干业化开发往往不合意，如采用基因工程生产的干扰素可用于治疗病毒
2、感染和癌症，但体外不容易扰素可用于治疗病毒感染和癌症，但体外不容易保存，需要加以改造。保存，需要加以改造。1983年年Ulmer首先提出蛋首先提出蛋白质工程这个名词。那么，什么叫蛋白质工程？白质工程这个名词。那么，什么叫蛋白质工程？它同基因工程有何区别和联系？又是如何设计和它同基因工程有何区别和联系？又是如何设计和施工的？它的进展和前景如何？这就是我们今天施工的？它的进展和前景如何？这就是我们今天所要学习的内容所要学习的内容蛋白质工程的崛起。蛋白质工程的崛起。湖南祁阳二中 刘朝晖蛋白质工程的崛起蛋白质工程的崛起湖南祁阳二中 刘朝晖1、基因工程的应用、基因工程的应用（1）基因工程的实质：将一种生
3、物的）基因工程的实质：将一种生物的 转移到另转移到另一种生物体内，使后者产生本不能产生的一种生物体内，使后者产生本不能产生的 ，进而表现出新的进而表现出新的 。（2）基因工程的不足：在原则上只能生产自然界已存）基因工程的不足：在原则上只能生产自然界已存在的在的 。2、天然蛋白质的不足、天然蛋白质的不足 天然蛋白质是生物在长期天然蛋白质是生物在长期 过程中形成的，过程中形成的，它们的它们的 符合特定物种符合特定物种 的需要，却不的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。一定完全符合人类生产和生活的需要。3、蛋白质工程的目的、蛋白质工程的目的 生产符合人类生产和生活的需要的生产符合人类生产和生
4、活的需要的 。一、蛋白质工程崛起的缘由一、蛋白质工程崛起的缘由基因基因蛋白质蛋白质性状性状蛋白质蛋白质进化进化结构和功能结构和功能生存生存蛋白质蛋白质湖南祁阳二中 刘朝晖二、蛋白质工程的基本原理二、蛋白质工程的基本原理1、目标：根据人们对、目标：根据人们对 功能的特定功能的特定需求，对蛋白质的需求，对蛋白质的 进行分子设计。进行分子设计。2、原理：改造基因（基因、原理：改造基因（基因 或基因或基因 ）。3、流程：、流程：预期蛋白质功能预期蛋白质功能设计 推推测应有的有的 序列序列找到找到对应的的 序列。序列。蛋白质蛋白质结构结构修饰修饰合成合成预期的蛋白质预期的蛋白质氨基酸氨基酸脱氧核苷酸脱氧
5、核苷酸湖南祁阳二中 刘朝晖三、蛋白质工程的基本原理三、蛋白质工程的基本原理基因基因DNA氨基酸序列氨基酸序列多肽链多肽链蛋白质蛋白质三维结构三维结构预期功能预期功能生物功能生物功能mRNA转录转录翻译翻译折叠折叠DNA合成合成分子设计分子设计湖南祁阳二中 刘朝晖蛋白质工程的概念蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系功能的关系作为基础，通过作为基础，通过基因修饰或基因合成基因修饰或基因合成，对对现有现有蛋白质进行改造，或制造一种蛋白质进行改造，或制造一种新新的蛋白质，的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。以满足人类的生
6、产和生活的需求。蛋白质工程的实质是对编码蛋白质的基因进行改造蛋白质工程的实质是对编码蛋白质的基因进行改造湖南祁阳二中 刘朝晖项目项目基因工程基因工程蛋白质工程蛋白质工程操作起点操作起点操作核心操作核心过程过程目标目标结果结果联系联系目的基因目的基因预期的蛋白质功能预期的蛋白质功能基因表达载体基因表达载体基因基因获取目的基因获取目的基因构建表达构建表达载体体导入受体细胞导入受体细胞目的基因的检测与表达目的基因的检测与表达预期蛋白质功能预期蛋白质功能设计蛋白蛋白质结构构推测氨基酸序列推测氨基酸序列推测核苷酸序列推测核苷酸序列合成合成DNA 表达出蛋白质表达出蛋白质定向改造生物的遗传特定向改造生物的
7、遗传特性，获得人类所需的生性，获得人类所需的生物类型或生物产品物类型或生物产品定向改造或生产人类所定向改造或生产人类所需的蛋白质需的蛋白质生产自然界中已有的蛋生产自然界中已有的蛋白质白质蛋白质工程是在基因工程的基础上蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第延伸出来的第二代基因工程。因为对现有蛋白质的改造或制造新二代基因工程。因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因的修饰或基因的合成。的蛋白质，必须通过基因的修饰或基因的合成。生产自然界没有的蛋生产自然界没有的蛋白质白质湖南祁阳二中 刘朝晖湖南祁阳二中 刘朝晖三、蛋白质工程的进展和前景三、蛋白质工程的进展和前景1、前景诱人：如用此
8、技术制成的、前景诱人：如用此技术制成的 ，具有，具有 、耗电少和、耗电少和 的特点。的特点。2、难度很大：主要是目前科学家对大多数、难度很大：主要是目前科学家对大多数蛋白质的蛋白质的 的了解还很不够。的了解还很不够。电子元件电子元件体积小体积小效率高效率高高级结构高级结构湖南祁阳二中 刘朝晖胰岛素改造胰岛素改造 天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体和六聚体，延缓胰岛素从注射部位进入血液，从而延缓了其降血糖作用，这是胰岛素B23-B28氨基酸残基结构所致。利用蛋白质工程技术改变这些残基，则可降低其聚合作用，使胰岛素快速起作用。该速效胰岛素速效胰岛素已通过临床实验。湖南祁阳二中 刘朝晖1 关于生物体
9、内存在的天然蛋白质，下列说法关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法不正确的是（不正确的是（）A是生物在长期进化过程中形成的是生物在长期进化过程中形成的B它们的结构和功能符合特定物种生存的需要它们的结构和功能符合特定物种生存的需要C构成天然蛋白质的氨基酸目前发现的有构成天然蛋白质的氨基酸目前发现的有20种种D一定完全符合人类生产和生活的需要一定完全符合人类生产和生活的需要练习检测练习检测D湖南祁阳二中 刘朝晖练习检测练习检测2蛋蛋白白质质工工程程中中直直接接需需要要进进行行操操作作的的对对象象是是（）氨基酸结构氨基酸结构 B蛋白质空间结构蛋白质空间结构 C肽链结构肽链结构 D基因结构基因结构 湖
10、南祁阳二中 刘朝晖练习检测练习检测3下列关于蛋白质工程的说法错误的是（）下列关于蛋白质工程的说法错误的是（）A蛋蛋白白质质工工程程能能定定向向改改造造蛋蛋白白质质分分子子的的结结构构，使使之之更加符合人类的需要更加符合人类的需要B蛋蛋白白质质工工程程是是在在分分子子水水平平上上对对蛋蛋白白质质分分子子直直接接进进行操作，定向改变分子的结构行操作，定向改变分子的结构C蛋蛋白白质质工工程程能能产产生生出出自自然然界界中中不不曾曾存存在在过过的的新新型型蛋白质分子蛋白质分子D蛋蛋白白质质工工程程与与基基因因工工程程密密不不可可分分，又又被被称称为为第第二二代基因工程代基因工程湖南祁阳二中 刘朝晖练习
11、检测练习检测4 4、以以下下关关于于蛋蛋白白质质工工程程的的说说法法正正确确的的是是（）A A、蛋白质工程以基因工程为基础蛋白质工程以基因工程为基础B B、蛋白质工程就是酶工程的延伸蛋白质工程就是酶工程的延伸C C、蛋蛋白白质质工工程程就就是是用用蛋蛋白白酶酶对对蛋蛋白白质质进进行行改改造造D D、蛋白质工程只能生产天然的蛋白质蛋白质工程只能生产天然的蛋白质 湖南祁阳二中 刘朝晖练习检测练习检测5 5、蛋白质工程的基本流程正确的是（）、蛋白质工程的基本流程正确的是（）蛋蛋白白质质分分子子结结构构设设计计DNA合合成成预预期期蛋蛋白白质功能质功能根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列根据氨基酸序列推出
12、脱氧核苷酸序列A B C D湖南祁阳二中 刘朝晖练习检测练习检测6 6、蛋蛋白白质质工工程程是是在在基基因因工工程程基基础础上上，延延伸伸出出来来的的第第二二代代基基因因工工程程，其其结结果果产产生生的的蛋蛋白白质质是（）是（）A氨基酸种类增多氨基酸种类增多 B氨基酸种类减少氨基酸种类减少C仍为天然存在蛋白质仍为天然存在蛋白质 D可合成天然不存在蛋白质可合成天然不存在蛋白质湖南祁阳二中 刘朝晖7、关于蛋白质工程的进展和应用，下列说法、关于蛋白质工程的进展和应用，下列说法不正确的是（不正确的是（）A科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效药品速效药品B生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面程应用于微电子方面C蛋白质工程技术已经非常成熟，目前正被蛋白质工程技术已经非常成熟，目前正被大力推广应用大力推广应用D蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多成功的例子不多练习检测练习检测C湖南祁阳二中 刘朝晖湖南祁阳二中 刘朝晖