蛋白质工程(最终)

5、关于蛋白质工程的进展和应用，下列说法 不正确的是（ C ） A．科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为 速效药品 B．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 C．蛋白质工程技术已经非常成熟，目前正被 大力推广应用 D．蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前 成功的例子不多
5、基因工程与蛋白质工程的区别
基因工程 蛋白质工程 将目的基因从供体 通过改造基因，以 实质 转移到受体细胞，并 定向改造天然蛋白 在受体细胞中表达 质，甚至创造自然 界不存在的蛋白质 重组
创新
结果
只能生产自然界 已存在的蛋白质
能生产自然界 不存在的蛋白质
联系 蛋白质工程是在基因工程基础上，延
伸出的第二代基因工程
2、前景诱人：
探索将蛋白质工程应用于微电子方面。 用蛋白质工程制造的电子元件具有体积小、 耗电少和效率高的特点。
3、难度很大：
主要是目前科学家对大多数蛋白质的高级 结构的了解还很不够。
小结
1、蛋白质工程崛起的缘由 2、蛋白质工程的原理： 中心法则的逆推
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 3、蛋白质工程的进展和前景
答：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： （1）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 造过的蛋白质可以遗传下去。如果对蛋白质 直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白 质分子还是无法遗传的。 （基因改造—可遗传； 蛋白质改造—不可遗传） （2）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。
3、关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的 是（ A） A．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 C．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 因，蛋白质工程能产生自然界已存在的蛋 白质
4、关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法 不正确的是（ D ） A．是生物在长期进化过程中形成的 B．它们的结构和功能符合特定物种生存的需要 C．构成天然蛋白质的氨基酸目前发现的有20种 D．一定完全符合人类生产和生活的需要
回顾： 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 。
基因工程 的成果
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。 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。
三、蛋白质工程的进展和前景
1、进展P28： （1）对胰岛素的改造，使其成为速效型药品。
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。
练习检测
1．蛋白质工程中直接需要进行操作的对象 是（ Ｄ ） Ａ．氨基酸结构 C．肽链结构 B．蛋白质空间结构 D．基因结构
2、蛋白质工程的基本流程正确的是（ C） ①蛋白质分子结构设计 ②DNA合成 ③预期蛋白质功能 ④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列 A.①→②→③→④ B.④→②→①→③ C.③→①→④→② D.③→④→①→②
一、蛋白质工程崛起的缘由
阅读P26第二自然段思考：
科学家在干扰素的保存和玉米的赖氨酸 的产量上面临什么样的问题？如何解决 这些问题？
例如：
干扰素（半胱氨酸）
体外很难保存 玉米中赖氨酸含量比较低
改造
干扰素（丝氨酸）
体外可以保存半年 玉米中赖氨酸含量可提高数倍
Байду номын сангаас
天冬氨酸激酶 （352位的苏氨酸）
改造
（1）mRNA序列为：
GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C） 脱氧核苷酸序列：
CGA（或G或T或C）ACCTTT（或C）TACAAA（或G） （2）确定目的基因的碱基序列后，就可以根据人 类的需要改造它，通过人工合成的方法或从基因
库中获取。
二、蛋白质工程的基本原理P27
1、蛋白质工程的途径 ------中心法则的逆推
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 赖氨酸：AAA、AAG 甲硫氨酸：AUG 色氨酸：UGG 苯丙氨酸：UUU、UUC
讨论： 1、请写出决定这一段肽链的mRNA片段和基因片段 的核苷酸序列。 2、确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改 造目的基因（DNA）？
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
找到相应的脱氧核苷酸序列 (合成基因)
分子设计
DNA合成 基因 DNA 氨基酸序列 多肽链 mRNA 转录 翻译
蛋白质 三维结构 折叠
预期功能 生物功能
2、目标P26：
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。
3、实质： 基因改造
天冬氨酸激酶 （异亮氨酸） 二氢吡啶二羧酸合成酶 （异亮氨酸）
二氢吡啶二羧酸合成酶 改造 （104位的天冬酰胺）
问题1：
蛋白质功能 不能满足需求
解决：改变蛋白质
的结构
-----半胱氨酸----干扰素 体外很难保存
？如何改造 ------丝氨酸------干扰素（改） 体外可以保存半年
问题2：如何对天然蛋白质的结构进行改造？ (你认为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？能否说出你的理 由？)