《蛋白质工程的崛起》

（3）应用于微电子方面
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。 用蛋白质工程方法制成的电子元件， 具有体积小、耗电少和效率高的特 点，因此有极为广阔的发展前景。
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2、蛋白质工程的现状
蛋白质工程目前的现状：成功的 例子不多，主要是因为蛋白质发挥其 功能需要依赖于正确的高级结构，而 科学家目前对大多数蛋白质的高级结 构了解很少，要设计出更加符合人类 需要的蛋白质还需要经过艰辛的探索。
１、怎样得出决定这一段
肽链的脱氧核苷酸序列？
写出相应的碱基序列。
２、确定目的基因的碱基
序列后，怎样合成或改造
目的基因？
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预期蛋白质功能→ 设计蛋白质结构→ 推测氨基酸序列→ 推测核苷酸序列→
合成DNA →表达出蛋白质
定向改造或生产人类所 需的蛋白质
生产自然界没有的蛋 白质
蛋白质工程是在基因工程的基础上,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 新的蛋白质，必须通过基因的修饰或基因的合成。
讨论
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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—……
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一、蛋白质工程崛起的缘由
为什么要进行蛋白质工程的研究呢？
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1.基因工程的实质：
将一种生物的 基因 转移到 另一种生物体内，后者产生它本不 能产的蛋白质 ，进而表现 出 新的性状 。
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2.基因工程的局限性：
基因工程在原则上只能生产自 然界已存在的蛋白质。
2、天然蛋白质的合成过程：
中心法则告诉我们遗传信息的流动方向如图 ：
结论：通过改造基因来实现改造蛋白质
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3、对基因进行操 作的依据：
蛋白质的功能
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4、蛋白质工程流程
❖ 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（基因） ❖ 该基因表达的产物即为符合要求的蛋白质
三、蛋白质工程的进展和前景
1、蛋白质工程的进展：
（1）对胰岛素的改造
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，也增加了抗原性，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 已通过临床实验。 点此播放教学视频
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四、课堂练习
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项目 操作起点 操作核心
过程
目标 结果
联系
基因工程
蛋白质工程
目的基因
预期的蛋白质功能
基因表达载体
基因
获取目的基因→ 构建表达载体→ 导入受体细胞→ 目的基因的检测与表达
定向改造生物的遗传特 性，获得人类所需的生 物类型或生物产品
生产自然界中已有的蛋 白质
（2）对生长激素的改造
生长激素通过对它特异受体的作用促进细胞和机
体的生长发育，然而它不仅可以结合生长激素受体， 还可以结合许多种不同类型细胞的催乳激素受体，引 发其他生理过程。在治疗过程中为减少副作用，需使 人的重组生长激素只与生长激素受体结合，尽可能减 少与其他激素受体的结合。经研究发现，二者受体结 合区有一部分重叠，但并不完全相同，有可能通过改 造加以区别。由于人的生长激素和催乳激素受体结合 需要锌离子参与作用，而它与生长激素受体结合则无 需锌离子参与，于是考虑取代充当锌离子配基的氨基 酸侧链，如第18和第21位His（组氨酸）和第17位Glu （谷氨酸）。实验结果与预先设想一致，但要开发作 为临床用药还有大量的工作要做。
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二、蛋白质工程的基本原理
1、目标：根据人们对 蛋白质 功能的特定需求， 对蛋白质的 结构 进行分子设计。
2、原理：改造基因（基因 修饰 或基因 合成 ） 。
3、流程：
预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应
有的 氨基酸 序列→找到对应的 脱氧核苷酸 序
列→获取目的基因并表达→获得符合要求的蛋
这些蛋白质的结构和功能符合 特定物种生存的需要，却不一定完 全符合人类生产和生活的需要。
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二、蛋白质工程的基本原理
蛋白质工程该如何进行设计呢？
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1、蛋白质工程的目标： 根据人们对蛋白质功能的特定
需求，对蛋白质的分子结构进行分 子设计。
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专题１《基因工程》
❖ 1.４《蛋白质工程的崛起》
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教学目标
❖ 知识与能力 ❖ 1举例说出蛋白质工程崛起的缘由。 ❖ 2、简述蛋白质工程的基本原理及基本途径。 ❖ 3、尝试运用逆向思维分析和解决问题。 ❖ [教学重点和难点] ❖ 1、教学重点 ❖ （1）为什么要开展蛋白质工程的研究？ ❖ （2）蛋白质工程的原理 ❖ 2、教学难点 ❖ 蛋白质工程的原理
白质
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总结：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 以满足生产和生活的需求。
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