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1、石晓梅1.4 1.4 蛋白质工程的崛起蛋白质工程的崛起本节聚焦本节聚焦简述原理简述原理逆向思维逆向思维一一、蛋白质工程崛起的蛋白质工程崛起的缘由缘由基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而其不能满足人的需要。质，而其不能满足人的需要。干扰素天然和人工天然干扰素和人工干扰素提高在低温的保存时间提高在低温的保存时间二氢吡啶二羧酸合成酶 和 天冬氨酸激酶异亮氨酸异亮氨酸提高提高玉米中赖玉米中赖氨酸含量氨酸含量改造改造干扰素（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
2、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二二、蛋白质工程的蛋白质工程的基本原理基本原理1、目标：根据人们对蛋白质功能的特殊需求，对蛋白质结构进行分子设计。2、实质是实质是改造改造编码蛋白质的基因编码蛋白质的基因预期预期功能功能DNADNA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
3、叠折叠3.蛋白质工程的流程（与基因工程比较）蛋白质工程的流程（与基因工程比较）从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相应的脱氧核苷酸序列4 4、手段：通过基因修饰或基因合成，对现手段：通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造有蛋白质进行改造，创，创造造新新的的蛋白质蛋白质。5 5、目的：满足人类生产和生活的需求目的：满足人类生产和生活的需求三三、蛋白质工程的蛋白质工程的进展和前景进展和前景 1 1、进展：、进展：改造改造胰岛素速效型药品胰岛素速效型药品2 2、前景诱人：电子元件、前景诱人：电子元件3 3、困难：探索、困难：探索蛋白质的高级结构蛋白质的高级结构很浅
4、很浅基因工程基因工程蛋白质工程蛋白质工程相同点相同点都要改造基因基因，都属于都属于分子分子水平水平产生新的产生新的（基因或基因型）（基因或基因型）基因型，无新基因基因型，无新基因基因（型）基因（型）产生的蛋白质产生的蛋白质原有的原有的新的新的联系联系蛋白质蛋白质工程以工程以基因基因工程为基础，工程为基础，是是基因基因工程的应用和延伸工程的应用和延伸基因工程和蛋白质工程的比较小结小结1、蛋白质工程崛起的缘由、蛋白质工程崛起的缘由2、蛋白质工程的原理：、蛋白质工程的原理：中心法则的逆推中心法则的逆推预期预期的蛋白质的蛋白质功能功能出发出发推测推测应有的应有的氨基酸序列氨基酸序列设计设计预期的蛋白质
5、预期的蛋白质结构结构找到找到相应的相应的脱氧核苷酸序列脱氧核苷酸序列3、蛋白质工程的进展和前景、蛋白质工程的进展和前景酶工程是指将酶所具有的生物催化作用，借助工酶工程是指将酶所具有的生物催化作用，借助工程学的手段，应用于生产、生活、医疗诊断和环程学的手段，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术。境保护等方面的一门科学技术。酶工程的重点是酶工程的重点是对已存在酶的合理充分利用。而蛋白质工程重点对已存在酶的合理充分利用。而蛋白质工程重点是对已存在的蛋白质分子的改造。是对已存在的蛋白质分子的改造。随着蛋白质工程的发展，其成果也会应用到酶工随着蛋白质工程的发展，其成果也会应用到酶工程
6、中，使酶工程成为蛋白质工程的一部分。程中，使酶工程成为蛋白质工程的一部分。课后拓展课后拓展课堂练习：1、以下关于蛋白质工程的说法正确的是：、以下关于蛋白质工程的说法正确的是：()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.蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造 C.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 D.蛋白质工程的实质是改造蛋白质蛋白质工程的实质是改造蛋白质A2、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：()设计蛋白质分子结构设计蛋白质分子结构 DNA合成合成 预预期期蛋蛋白白质质功功能能
7、据据氨氨基基酸酸序序列列推推出出脱脱氧氧核核苷酸序列苷酸序列 A.B.C.D.D3、关于基因工程和蛋白质工程的说法、关于基因工程和蛋白质工程的说法正确正确的的是（是（）A都是分子水平上的操作都是分子水平上的操作 B基因工程就是改造基因的分子结构基因工程就是改造基因的分子结构 C蛋白质工程就是改造蛋白质的分子结构蛋白质工程就是改造蛋白质的分子结构 D基因工程能产生自然界根本不存在的基基因工程能产生自然界根本不存在的基因，蛋白质工程能产生自然界已存在的蛋因，蛋白质工程能产生自然界已存在的蛋白质白质A4、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C