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1、知识回顾基因工程的实质是什么？基因工程的实质是什么？将将一种生物的基因一种生物的基因转移到转移到另一种生物体内另一种生物体内，后者可以产生它本来不能产生的蛋白质，进后者可以产生它本来不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状而表现出新的性状。思考：思考：基因工程产生的蛋白质是否完全基因工程产生的蛋白质是否完全符合人类生产和生活的需要？符合人类生产和生活的需要？例如：改造改造干扰素（半胱氨酸）干扰素（半胱氨酸）体外很难保存体外很难保存干扰素（丝氨酸）干扰素（丝氨酸）体外可以保存半年体外可以保存半年玉米中赖氨酸含量比较低玉米中赖氨酸含量比较低天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶（352位的苏氨酸）位的苏氨酸）二氢吡
2、啶二羧酸合成酶二氢吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺）位的天冬酰胺）改造改造改造改造天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶（异亮氨酸）（异亮氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶二氢吡啶二羧酸合成酶（异亮氨酸）（异亮氨酸）玉米中赖氨酸含量可提高数倍玉米中赖氨酸含量可提高数倍蛋白质工程崛起的缘由1 1基因工程的局限性：基因工程的局限性：a、基因工程在原则上只能生产自然基因工程在原则上只能生产自然 界已存在的蛋白质界已存在的蛋白质b、天然蛋白质不一定完全符合人类、天然蛋白质不一定完全符合人类 生产和生活的需要生产和生活的需要2 2蛋白质工程的目的：蛋白质工程的目的：生产符合人们生活需要的并生产符合人们生活需要的并非自然界
3、非自然界已存在已存在的蛋白质的蛋白质对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质分对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋白毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造，主要原因如下：质改造，主要原因如下：（1 1）任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，）任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造，的蛋白质可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造
4、成功，被改造过的蛋白质分子还是无法即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。遗传的。（2 2）对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容）对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多。易操作，难度要小得多。蛋白质工程的概念及基本原理1 1蛋白质工程的概念蛋白质工程的概念2 2前提：前提：原理：原理：目的：目的：了解蛋白质的结构和功能了解蛋白质的结构和功能改造基因（基因修饰或基因合成改造基因（基因修饰或基因合成）定向改造或制造蛋白质定向改造或制造蛋白质以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，关系作为基础，通过
5、基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求白质，以满足人类的生产和生活的需求。蛋白质工程流程图：预期预期功能功能DNA合成合成分子分子设计设计生物生物功能功能转录转录翻译翻译折叠折叠1.从预期的蛋白质功能出发从预期的蛋白质功能出发2.设计预期的蛋白质结构设计预期的蛋白质结构3.推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列4.找到相应的脱氧核苷酸序列找到相应的脱氧核苷酸序列蛋白质工程的进展与前景蛋白质工程目前的现状：成蛋白质工程目前的现状：成功的例子不多，主要是因为功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖
6、蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的空间结构，而科学于正确的空间结构，而科学家目前对大多数蛋白质的空家目前对大多数蛋白质的空间结构了解很少。间结构了解很少。项目项目蛋白质工程蛋白质工程基因工程基因工程区别区别过程过程预期预期蛋白质蛋白质功能功能设设计预期的计预期的蛋白质蛋白质结构结构推测应有的推测应有的氨基酸氨基酸序列序列找到相对应的找到相对应的脱氧核苷酸脱氧核苷酸序列序列获取目的基因获取目的基因构建基构建基因表达载体因表达载体将目的基将目的基因导人受体细胞因导人受体细胞目的目的基因的检测与鉴定基因的检测与鉴定实质实质改造基因改造基因将目的基因从供体生物将目的基因从供体生物转移至受体生物，并在转移至受体生物，并在受体生物中表达受体生物中表达结果结果可生产可生产自然界没有的自然界没有的蛋白质蛋白质只能生产只能生产天然蛋白质天然蛋白质联系联系两者都属于两者都属于分子分子水平的操作，水平的操作，蛋白质工程蛋白质工程是在是在基因工程基因工程基础上，延伸出的第二代基因工程，基础上，延伸出的第二代基因工程，基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造程进行修饰、改造蛋白质工程与基因工程的比较蛋白质工程与基因工程的比较蛋白质工程与基因工程的比较蛋白质工程与基因工程的比较