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1、1.4 蛋白质工程的崛起,知识回顾,基因工程的实质是什么？,将一种生物的基因转移到另一种生物体内， 后者可以产生它本来不能产生的蛋白质，进 而表现出新的性状。,思考：,基因工程产生的蛋白质是否完全符合人类生产和生活的需要呢？,一、蛋白质工程崛起的缘由,1、基因工程的局限性：,2、蛋白质工程的目的：,生产符合人们生活需要的自然界中没有的蛋白质。,b、天然蛋白质是生物在长期 过程中形成的，它们的 符合特定物种 的需要，却不一定完全符合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 的蛋白质,进化,结构和功能,生存,例如：,普通干扰素,一、蛋白质工程崛起的缘由,将分子中的半胱氨酸改
2、为丝氨酸,（体外很难保存）,玉米中赖氨酸含量 较低,将天冬氨酸激酶 第352位的苏氨酸改为异亮氨酸,玉米中赖氨酸含量提高数倍,将二氢吡啶二羧酸合成酶 第104位的天冬酰胺改为异亮氨酸,已知,赖氨酸合成过程中，当赖氨酸浓度达到一定值就会抑制天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性，而影响赖氨酸的进一步合成。,1、目标： 2、原理： 3、流程：,蛋白质,结构,修饰,合成,预期的蛋白质,氨基酸,脱氧核苷酸,根据人们对 功能的特定需求， 对蛋白质的 进行分子设计。,改造基因（基因 或基因 ）。,预期蛋白质功能设计 推测应有的 序列找到对应的 序列。,二、蛋白质工程的基本原理（中心法则的逆推）,二、蛋白
3、质工程的基本原理（中心法则的逆推）,基因 DNA,氨基酸序 列多肽链,蛋白质 三维结构,生物功能,mRNA,转录,翻译,折叠,预期功能,推测,分子设计,合成,天然蛋白质合成：,蛋白质工程：,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 P27,蛋白质工程的概念: P27,是指以蛋白质分子的结构规律及其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，以满足人类的生产和生活的需求。,蛋白质工程的实质是对编码蛋白质的基因进行改造,二、蛋白质工程的基本原理（中心法则的逆推）,从定义我们可以看出，蛋白质工程的操作
4、包括两方面: 1、对已有蛋白的基因进行修饰形成新的蛋白质。,2、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。,三、蛋白质工程的进展与前景,蛋白质工程前景诱人，但 目前成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的空间结构，而科学家目前对大多数蛋白质的空间结构了解很少。,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,无新基因,新基因,原有的,自然界没有的蛋白质,蛋白质工程以基因工程为基础， 是基因工程的应用和延伸,1 关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法不正确的是（ ） 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
5、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,练习检测,D,练习检测,2蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（） 氨基酸结构 B蛋白质空间结构 C肽链结构 D基因结构,D,练习检测,3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需要 B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 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xxk D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,B,4、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
6、工程的延伸 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天然的蛋白质,A,练习检测,5、蛋白质工程的基本流程正确的是（ ） 蛋白质分子结构设计 DNA合成 预期蛋白质功能 根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列 A B C D,C,练习检测,6、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是（） A氨基酸种类增多 B氨基酸种类减少 C仍为天然存在蛋白质 D可合成天然不存在蛋白质,D,练习检测,7、关于蛋白质工程的进展和应用，下列说法不正确的是（ ） 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,C,练习检测,