蛋白质工程的崛起：一(29张)素材

1965年，生物科学界发生了一件轰动全球的大事！人工合成了结晶牛胰岛素，这是第一个在试验室中用人工方法合成的蛋白质,实现了世界上首次人工合成蛋白质的壮举。复习回顾1、蛋白质的基本结构单位？元素组成？2、蛋白质结构多样的缘由？3、蛋白质有哪些功能？4、蛋白质如何合成？涉及哪些细胞器？蛋白质工程的崛起1983年美国科学家Ulmer首先提出蛋白质工程，它是指依据特定的须要，对蛋白质分子设计和改造工程，自此以后，蛋白质工程快速发展，成为生物工程重要组成部分基因工程的实质：

将一种生物的

转移到另一种生物体内，后者产生它本不能产生的

，进而表现出

。基因蛋白质新的性状（一）蛋白质工程崛起的缘由预习检测基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。这些蛋白质是生物在长期的进化中形成的，他们的结构和功能符合特定物种生存的须要，却不确定完全符合人类生产和生活的须要。基因工程的局限性：例如：干扰素是由动物体内的效应T细胞产生的一种糖蛋白，几乎能反抗全部病毒引起的感染。同时，在治疗癌症方面也有特别可观的疗效。但是，干扰素在体外保存相当困难。假如将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，在-70oC的条件下，可以保存半年。玉米中赖氨酸的含量比较低。赖氨酸的合成机理：前体物质天冬氨酸激酶二氢吡啶二羧酸合成酶负反馈调整赖氨酸天冬氨酸激酶（352位的苏氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺）改造天冬氨酸激酶（异亮氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶（异亮氨酸）(二)、蛋白质工程的概念蛋白质工程是指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，对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求。前提：原理：目的：了解蛋白质的结构和功能改造基因（基因修饰或基因合成）定向改造或制造蛋白质对自然蛋白质进行改造，你认为应当干脆对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因操作来实现？假如从对基因操作来实现对自然蛋白质改造主要缘由是什么？小组探究：主要缘由：①基因编码蛋白质，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。②简洁操作，难度要小得多。蛋白质的功能是DNA确定的，那么要制造出新的蛋白质，就要改造DNA，所以蛋白质工程的原理应当是中心法则的逆推。考考你中心法则的主要内容什么呢？三、蛋白质工程的基本原理基因DNA氨基酸序列多肽链蛋白质三维结构预期功能生物功能mRNA转录翻译折叠DNA合成分子设计探讨：1、怎样得出确定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？请把相应的碱基序列写出来。

某多肽链的一段氨基酸序列是：……-丙氨酸-色氨酸-赖氨酸-甲硫氨酸-苯丙氨酸-……丙氨酸：GCU、GCC、GCA、GCG色氨酸：UGG赖氨酸：AAA、AAG甲硫氨酸：AUG苯丙氨酸：UUU、UUC

蛋白质工程的实质对编码蛋白质的基因进行改造三、蛋白质工程的进展和前景蛋白质工程汇合了当代分子生物学等学科的一些前沿领域的最新成就，它把核酸与蛋白质结合、蛋白质空间结构与生物功能结合起来探讨。蛋白质工程将蛋白质与酶的探讨推动到崭新的时代，为蛋白质和酶在工业、农业和医药方面的应用开拓了迷人的前景。蛋白质工程开创了依据人类意愿改造、创建符合人类须要的蛋白质的新时期。1、

蛋白质工程中干脆须要进行操作的对象是（）Ａ．氨基酸结构B．蛋白质空间结构C．肽链结构D．基因结构练习：Ｄ2、

下列关于蛋白质工程的说法错误的是（）A．蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类的须要B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子干脆进行操作，定向变更分子的结构C．蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子D．蛋白质工程与基因工程密不行分，又被称为其次代基因工程Ｂ3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B、蛋白质工程就是酶工程的延长C、蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造D、蛋白质工程只能生产自然的蛋白质Ａ4蛋白质工程的基本流程正确的是（）①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋白质功能④依据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列A．①②③④B．④②①③C．③①④②D．③④①②Ｃ5蛋白质工程是在基因工程基础上，延长出来的其次代基因工程，其结果产生的蛋白质是（）A．氨基酸种类增多B．氨基酸种类削减C．仍为自然存在蛋白质D．可合成自然不存在蛋白质Ｄ1、你知道人类蛋白质组支配吗？它与蛋白质工程有什么关系？我国科学家担当了什么任务？旁栏思索题人类蛋白质组支配是继人类基因组支配之后，生命科学乃至自然领域一项重大的科学命题。2001年，国际人类蛋白质组组织宣告成立。2003年，该组织正式提出启动了两项重大国际合作行动：一项是由中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组支配”；另一项是以美国科学家牵头的“人类血将蛋白质组支配”，由此拉开了人类蛋白质组支配的帷幕。“人类肝脏蛋白质组支配”是国际上第一个人类组织器官的蛋白质组支配，由我国贺福初院士牵头，这是中国科学家第一次领衔重大国际科研协作支配，总部设在北京。它的科学目标是揭示并确认肝脏的蛋白质，为重大肝病预防、诊断、治疗和新药研发的突破供应重要的科学基础。随后，相继启动了由德国、瑞士、英国、加拿大和日本等国牵头的各类蛋白质组支配。人类蛋白质组支配的深化探讨将是对蛋白质工程的有力推动和理论支持。2、对自然蛋白质进行改造，你认为应当干脆对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？答：毫无疑问应当从对基因的操作来实现对自然蛋白质改造，主要缘由如下（1）、任何一种自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，而且改造过的蛋白质可以遗传下去。假如对蛋白质干脆改造。即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。（2）、对基因进行改造比对蛋白质干脆进行改造要简洁操作，难度要小得多。异想天开能不能依据人类须要的蛋白质的结构，设计相应的基因，导入合适的细菌中，让细菌生产人类所须要的蛋白质食品呢？理论讲可以，但目前还没有真正成功的例子。一些报道利用细菌生产人类须要的蛋白质往往都是自然界已经存在的蛋白质，并非完全是人工设计出来而自然不存在的蛋白质。主要缘由是蛋白质的高级结构特别困难，人类对蛋白质的高级结构和在生物体内如何行使功能知之甚少，很难设计出一个崭新而又具有生命功能作用的蛋白质，而且一个崭新的蛋白质会带来什么危害也是人们所担忧的。再见人有了学问，就会具备各种分析实力，