1.4蛋白质工程的崛起定稿3.5

2021/6/411.4 蛋白质工程的崛起2021/6/42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基因工程产生的蛋白质是否是否完全符合完全符合人类生产人类生产和生活的需要呢和生活的需要呢？2021/6/43一、蛋白质工程崛起的缘由一、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：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生产符合人们生活需要的自然界中没自然界中没有的蛋白质。有的蛋白质。b、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，的需要，却却不一定完全符合不一定完全符合人类生产和生活的需要。人类生产和生活的需要。a、基因工程在原则上只能生产自然界已存在基因工程在原则上只能生产自然界已存在 的蛋白质的蛋白质进化进化结构和功能结构和功能生存生存2021/6/44例如：例如：改造改造普通普通干扰素干扰素改造后的改造后的干扰素干扰素（体外可以保存半年）（体外可以保存半年）一、蛋白质工程崛起的缘由一、蛋白质工程崛起的缘由将分子中的将分子中的半胱半胱氨酸氨酸改为改为丝氨酸丝氨酸（体外很难保存）（体外很难保存）玉米中玉米中赖氨酸赖氨酸含量含量较低较低 将天冬氨酸激酶将天冬氨酸激酶第第352位的位的苏氨酸苏氨酸改为改为异亮氨异亮氨酸酸改造改造玉米中玉米中赖氨酸赖氨酸含量含量提提高数倍高数倍 将二氢吡啶二羧酸合成酶将二氢吡啶二羧酸合成酶第第104位的位的天冬酰胺天冬酰胺改为改为异亮氨酸异亮氨酸已知已知,赖氨酸合成过程中，当赖氨酸合成过程中，当赖氨酸浓度达到一定值就会抑制赖氨酸浓度达到一定值就会抑制天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶和和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性，二氢吡啶二羧酸合成酶的活性，而影响而影响赖氨赖氨酸的进一步合成。酸的进一步合成。2021/6/451 1、目标：、目标：2 2、原理：、原理：3 3、流程：、流程：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核苷酸根据人们对根据人们对 功能的特定需求，功能的特定需求，对蛋白质的对蛋白质的 进行分子设计。进行分子设计。改造基因（基因改造基因（基因 或基因或基因 ）。）。预期蛋白质功能预期蛋白质功能设计设计 推测应有的推测应有的 序列序列找到对应的找到对应的 序列。序列。二、蛋白质工程的基本原理二、蛋白质工程的基本原理（中心法则的逆推）（中心法则的逆推）2021/6/46二、蛋白质工程的基本原理二、蛋白质工程的基本原理（中心法则的逆推）（中心法则的逆推）基因基因DNA氨基酸序氨基酸序列多肽链列多肽链蛋白质蛋白质三维结构三维结构生物功能生物功能mRNA转录转录翻译翻译折叠折叠预期功能预期功能推测推测分子分子设计设计合成合成天然蛋白质合成：天然蛋白质合成：蛋白质工程：蛋白质工程：从预期的蛋白质功能出发从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列找到相应的脱氧核苷酸序列找到相应的脱氧核苷酸序列 P272021/6/47蛋白质工程的概念蛋白质工程的概念:P27 是指以是指以蛋白质分子的蛋白质分子的结构规律结构规律及其及其生物功能生物功能的的关系关系作为基础，通过作为基础，通过基因修饰基因修饰或或基因合成基因合成，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，或制造一种新的蛋白质新的蛋白质，以满足，以满足人类的生产和生活的需求。人类的生产和生活的需求。蛋白质工程的实质是对蛋白质工程的实质是对编码蛋白质编码蛋白质的基因进行改造的基因进行改造二、蛋白质工程的基本原理二、蛋白质工程的基本原理（中心法则的逆推）（中心法则的逆推）从定义我们可以看出，蛋白质工程的操作包括两方面从定义我们可以看出，蛋白质工程的操作包括两方面:1 1、对已有蛋白的基因进行修饰形成新的蛋白质。、对已有蛋白的基因进行修饰形成新的蛋白质。2 2、直接根据人的意愿合成符合我们需要的基因，、直接根据人的意愿合成符合我们需要的基因，再合成相关蛋白质。再合成相关蛋白质。2021/6/48三、蛋白质工程的进展与前景三、蛋白质工程的进展与前景蛋白质工程前景诱人蛋白质工程前景诱人，但但目前成功的例子不多，目前成功的例子不多，主主要是因为蛋白质发挥其功要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的空间能需要依赖于正确的空间结构，而科学家目前对大结构，而科学家目前对大多数蛋白质的空间结构了多数蛋白质的空间结构了解很少。解很少。2021/6/49四、基因工程与蛋白质工程比较四、基因工程与蛋白质工程比较都要改造基因，都属于分子水平都要改造基因，都属于分子水平无新基因无新基因新基因新基因原有的原有的自然界没有自然界没有的蛋白质的蛋白质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，是基因工程的应用和延伸是基因工程的应用和延伸2021/6/4101 1 关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法不正确的是（法不正确的是（）A 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 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 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2020种种D 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D2021/6/411练习检测练习检测2 2蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（）蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（）氨基酸结构氨基酸结构 B B蛋白质空间结构蛋白质空间结构 C C肽链结构肽链结构 D D基因结构基因结构 D2021/6/412练习检测练习检测3 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 A蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之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需要更加符合人类的需要B B蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构行操作，定向改变分子的结构C 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工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子蛋白质分子xxkxxkD D蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为第二蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为第二代基因工程代基因工程B2021/6/4134 4、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 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 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 A练习检测练习检测2021/6/4145 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（）蛋白质分子结构设计蛋白质分子结构设计DNA合成合成预期蛋白质功能预期蛋白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脱氧核苷酸序列 A A B B C C D DC练习检测练习检测2021/6/4156 6、蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出、蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程，其结果产生的蛋白质来的第二代基因工程，其结果产生的蛋白质是（）是（）A A氨基酸种类增多氨基酸种类增多 B B氨基酸种类减少氨基酸种类减少 C C仍为天然存在蛋白质仍为天然存在蛋白质 D D可合成天然不存在蛋白质可合成天然不存在蛋白质D练习检测练习检测2021/6/4167 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 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 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 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 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练习检测练习检测部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！