基因工程蛋白質工程的崛起

1、蛋白質工程的崛起1、怎樣讓一種生物的性狀在另一種生物中表達？2、在種內可以用常規(guī)的雜交育種的辦法實現(xiàn)，但要使有生殖隔離的種間生物實現(xiàn)基因交流，就顯得力不從心了,則應采用什么技術？雜交育種雜交育種基因工程基因工程思考：思考：1、基因工程的應用（1）基因工程的實質：將一種生物的 轉移到另一種生物體內，使后者產生本不能產生的 ，進而表現(xiàn)出新的 。（2）基因工程的不足：在原則上只能生產自然界已存在的 。2、天然蛋白質的不足 天然蛋白質是生物在長期 過程中形成的，它們的 符合特定物種 的需要，卻不一定完全符合人類生產和生活的需要。3、蛋白質工程的目的 生產符合人類生產和生活的需要的 。一、蛋白質工程崛起

2、的緣由基因蛋白質性狀蛋白質進化結構和功能生存蛋白質二、蛋白質工程的基本原理1、目標：根據(jù)人們對 功能的特定需求，對蛋白質的 進行分子設計。2、原理：改造基因（基因 或基因 ） 。3、流程： 預期蛋白質功能設計 推測應有的 序列找到對應的 序列。蛋白質結構修飾合成預期的蛋白質氨基酸脫氧核苷酸（1 1）從生物體中）從生物體中分離純化分離純化目的目的蛋白蛋白；（2 2）測定測定其氨基酸其氨基酸序列序列；（3 3）借助核磁共振和）借助核磁共振和X X射線晶體衍射等手段，盡可能射線晶體衍射等手段，盡可能地地了解了解蛋白質的二維重組和三維晶體蛋白質的二維重組和三維晶體結構結構; ;（4 4）設計設計各種各

3、種處理條件處理條件，了解了解蛋白質的蛋白質的結構變化結構變化，包括折疊與去折疊等包括折疊與去折疊等對其活性與功能的影響對其活性與功能的影響；（5 5）設計設計編碼該蛋白的編碼該蛋白的基因改造方案基因改造方案，如點突變；，如點突變；（6 6）分離、純化新蛋白，功能檢測分離、純化新蛋白，功能檢測后投入實際使用。后投入實際使用。蛋白質工程的概念蛋白質工程蛋白質工程是指以是指以蛋白質分子的蛋白質分子的結構規(guī)律結構規(guī)律及其及其生物功能生物功能的關系的關系作為基礎，通過作為基礎，通過基因基因修飾修飾或或基因合成基因合成，對，對現(xiàn)有現(xiàn)有蛋白質進行改造，或制造一種蛋白質進行改造，或制造一種新新的蛋白質，以滿足

4、人類的的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。生產和生活的需求。蛋白質工程的實質是對蛋白質工程的實質是對編碼蛋白質編碼蛋白質的基因進行改造的基因進行改造三、蛋白質工程的基本原理基因DNA氨基酸序列多肽鏈蛋白質三維結構預期功能生物功能mRNA轉錄翻譯折疊DNA合成分子設計中心法則蛋白質工程項目項目基因工程基因工程蛋白質工程蛋白質工程操作起點操作起點操作核心操作核心過程過程目標目標結果結果聯(lián)系聯(lián)系目的基因 預期的蛋白質功能 基因表達載體基因獲取目的基因構建表達載體導入受體細胞目的基因的檢測與表達預期蛋白質功能設計蛋白質結構推測氨基酸序列推測核苷酸序列合成DNA 表達出蛋白質定向改造生物的遺傳特性，

5、獲得人類所需的生物類型或生物產品定向改造或生產人類所需的蛋白質生產自然界中已有的蛋白質蛋白質工程是在基因工程的基礎上,延伸出來的第二代基因工程。因為對現(xiàn)有蛋白質的改造或制造新的蛋白質，必須通過基因的修飾或基因的合成。生產自然界沒有的蛋白質三、蛋白質工程的進展和前景1、前景誘人：如用此技術制成的 ，具有 、耗電少和 的特點。2、難度很大：主要是目前科學家對大多數(shù)蛋白質的 的了解還很不夠。電子元件體積小效率高高級結構蛋白質的一級結構 蛋白質的二級結構 胰島素的三級結構血紅蛋白質的四級結構 血紅蛋白分子就是由二個由141個氨基酸殘基組成的亞基和二個由146個氨基酸殘基組成的亞基按特定的接觸和排列組成

6、的一個球狀蛋白質分子，每個亞基中各有一個含亞鐵離子的血紅素輔基。 胰島素改造胰島素改造1 關于生物體內存在的天然蛋白質，下列說法不正確的是（ ）A是生物在長期進化過程中形成的B它們的結構和功能符合特定物種生存的需要C構成天然蛋白質的氨基酸目前發(fā)現(xiàn)的有20種D一定完全符合人類生產和生活的需要練習檢測D練習檢測2蛋白質工程中直接需要進行操作的對象是（） 氨基酸結構 B蛋白質空間結構 C肽鏈結構 D基因結構 練習檢測 3下列關于蛋白質工程的說法錯誤的是（） A蛋白質工程能定向改造蛋白質分子的結構，使之更加符合人類的需要 B蛋白質工程是在分子水平上對蛋白質分子直接進行操作，定向改變分子的結構 C蛋白質

7、工程能產生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質分子 D蛋白質工程與基因工程密不可分，又被稱為第二代基因工程練習檢測 4 4、以下關于蛋白質工程的說法正確的是（） A A、蛋白質工程以基因工程為基礎 B B、蛋白質工程就是酶工程的延伸 C C、蛋白質工程就是用蛋白酶對蛋白質進行改造 D D、蛋白質工程只能生產天然的蛋白質 練習檢測5 5、蛋白質工程的基本流程正確的是（）蛋白質分子結構設計DNA合成 預期蛋白質功能根據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列 A B C D練習檢測 6 6、蛋白質工程是在基因工程基礎上，延伸出來的第二代基因工程，其結果產生的蛋白質是（） A氨基酸種類增多 B氨基酸種類減少 C仍為

8、天然存在蛋白質 D可合成天然不存在蛋白質7、關于蛋白質工程的進展和應用，下列說法不正確的是（ ）A科學家通過對胰島素的改造，已使其成為速效藥品B生物和材料科學家正積極探索將蛋白質工程應用于微電子方面C蛋白質工程技術已經非常成熟，目前正被大力推廣應用D蛋白質工程是一項難度很大的工程，目前成功的例子不多練習檢測C8、T4溶菌酶的穩(wěn)定性大大提高的根本原因是（ ）A控制T4溶菌酶合成的基因的一個位點發(fā)生突變B控制T4溶菌酶合成的mRNA上的密碼子發(fā)生變化CT4溶菌酶中一個氨基酸發(fā)生了替換DT4溶菌酶中的第3位氨基酸由異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼峋毩暀z測A9、下列不屬于蛋白質工程成果的是（ ）A改造酶的結構，提

9、高酶的熱穩(wěn)定性B生產出鼠人嵌合抗體C將tPA分子中的天門冬酰胺替換為谷氨酰胺D蛋白質酶洗衣粉容易洗掉或除奶漬、血漬練習檢測D討論：某多肽鏈的一段氨基酸序列是：討論：某多肽鏈的一段氨基酸序列是： 丙氨酸丙氨酸色氨酸色氨酸賴氨酸賴氨酸甲硫氨甲硫氨酸酸苯丙氨酸苯丙氨酸（1 1）怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序）怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？請把相應的堿基序列寫出來。有多少種？列？請把相應的堿基序列寫出來。有多少種？（2 2）確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合）確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合成或改造目的基因（成或改造目的基因（DNADNA）？）？（1 1）mRNAmRNA序列為：

10、序列為： GCUGCU（或（或C C或或A A或或G G）UGGAAAUGGAAA（或（或G G）AUGUUUAUGUUU（或（或C C） 脫氧核苷酸序列：脫氧核苷酸序列： CGACGA（或（或G G或或T T或或C C）ACCTTTACCTTT（或（或C C）TACAAATACAAA（或（或G G）（2 2）確定目的基因的堿基序列后，就可以根據(jù)人）確定目的基因的堿基序列后，就可以根據(jù)人類的需要改造它，通過人工合成的方法或從基因類的需要改造它，通過人工合成的方法或從基因庫中獲取。庫中獲取。蛋白質工程的概念 蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規(guī)律及其與生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成

11、，對現(xiàn)有蛋白質進行改造或制造一種新的蛋白質，以滿足人類對生產和生活的需求。前提：了解蛋白質的結構和功能原理：改造基因（基因修飾或基因合成）目的：定向改造或制造蛋白質 蛋白質工程是在基因工程的基礎上，延伸出來的第二代基因工程。蛋白質工程的內容主要有兩方面：根據(jù)需要設計具有特定氨基酸序列和空間結構根據(jù)需要設計具有特定氨基酸序列和空間結構的蛋白質的蛋白質而氨基酸排序由基因決定，所以還需要而氨基酸排序由基因決定，所以還需要改造改造相相應應基因中脫氧核苷酸序列或人工合成基因中脫氧核苷酸序列或人工合成所需要的自所需要的自然界原本然界原本不存在的基因片段不存在的基因片段，用于蛋白質工程。，用于蛋白質工程。

12、關于基因工程和蛋白質工程的說法正確的是（ ） 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結構 C蛋白質工程就是改造蛋白質的分子結構 D基因工程能產生自然界根本不存在的基因，蛋白質工程能產生自然界根本不存在的蛋白質A 蛋白質工程的基本流程正確的是（ ） 蛋白質分子結構設計 DNA合成 預期蛋白質功能 據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列 A. B. C. D.C 枯草桿菌產生的蛋白酶具有催化分解蛋白質的特性，但極易被氧化而失效。19851985年，美國的埃斯特爾將枯草桿菌蛋白酶分子中的第222222位氨基酸替換后，雖然其水解活性有所下降，但抗氧化能力大大提高。用這種水解酶作為洗滌劑的添加劑，可

13、以有效地除去血漬、奶漬等蛋白質污漬。 （1 1）改造枯草桿菌蛋白酶的生物技術是 。 （2 2）改造后的枯草桿菌中的控制合成蛋白酶的基因與原來相比，至少有 個堿基對發(fā)生變化。 （3 3）利用生物技術改造蛋白質，是提高了蛋白質的 性，埃斯特爾所作的工作是對已知蛋白質進行 。蛋白質工程1穩(wěn)定少數(shù)氨基酸的替換蛋白質的一級結構 蛋白質的一級結構 練習檢測5 5、蛋白質工程的基本流程正確的是（）蛋白質分子結構設計DNA合成 預期蛋白質功能根據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列 A B C D練習檢測5 5、蛋白質工程的基本流程正確的是（）蛋白質分子結構設計DNA合成 預期蛋白質功能根據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列 A B C D7、關于蛋白質工程的進展和應用，下列說法不正確的是（ ）A科學家通過對胰島素的改造，已使其成為速效藥品B生物和材料科學家正積極探索將蛋白質工程應用于微電子方面C蛋白質工程技術已經非常成熟，目前正被大力推廣應用D蛋白質工程是一項難度很大的工程，目前成功的例子不多練習檢測C 枯草桿菌產生的蛋白酶具有催化分解蛋白質的特性，但極易被氧化而失效。19851985年，美國的埃斯特爾將枯草