蛋白質(zhì)工程的崛起修改

11三月2024蛋白質(zhì)工程的崛起修改基因工程的誕生，為克服這一遠緣雜交的障礙問題，帶來了新的希望。

轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)大腸桿菌生產(chǎn)出了胰島素白細胞介素-2干擾素基因工程的實質(zhì)：將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，使后者產(chǎn)生本不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進而表現(xiàn)出新的性狀。基因工程生產(chǎn)出的蛋白質(zhì)都能在自然界中找到嗎？基因工程產(chǎn)物

基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)。這些天然蛋白質(zhì)是生物在長期進化過程中形成的,它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要,卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。改造干擾素（半胱氨酸）體外很難保存干擾素（絲氨酸）體外-70℃條件下可以保存半年實例1：干擾素的保存人類對蛋白質(zhì)功能需求的實例：玉米中賴氨酸含量比較低天冬氨酸激酶（352位的蘇氨酸）二氫吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺）改造改造天冬氨酸激酶（異亮氨酸）二氫吡啶二羧酸合成酶（異亮氨酸）玉米中賴氨酸含量可提高數(shù)倍實例2：玉米中賴氨酸的含量比較低如果把胰島素B鏈由B28脯氨酸-B29賴氨酸改為B28賴氨酸-B29脯氨酸就可以避免胰島素分子形成聚合體以保證其效能的及時發(fā)揮。實例3：胰島素注射到人體后會堆積在皮下，要經(jīng)過較長時間才能進入血液，而且進入到血液中的胰島素又會不斷地被分解。實例4：在已研究過的幾千種酶中，只有極少數(shù)可以應用于工業(yè)生產(chǎn)，絕大多數(shù)酶都不能應用于工業(yè)生產(chǎn)，這是因為工業(yè)生產(chǎn)中每一步的反應體系中常常會有酸、堿或有機溶劑存在，反應溫度較高，在這種條件下，大多數(shù)酶會很快變性失活。要想克服這些不足，得到自然界沒有的蛋白質(zhì)，怎么辦呢？改造蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)工程的崛起一、蛋白質(zhì)工程的基本原理1、目標：根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行分子設計。逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯肽鏈復制復制折疊等具有空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)表達生物特有的功能或性狀天然蛋白質(zhì)的合成過程遵循中心法則，并需經(jīng)過高級空間結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變請問，對天然蛋白質(zhì)進行改造，應該直接對蛋白質(zhì)分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現(xiàn)？改造蛋白質(zhì)？就我跟你說，它長的比我都復雜，那不扯呢嗎？做事要找根，咱們還是從基因著手！你認為那個更有道理？為什么？蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)胰島素的三級結(jié)構(gòu)血紅蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)

還是在基因上著手好

應該從對基因的操作來實現(xiàn)對天然蛋白質(zhì)改造，主要原因如下：（1）任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對蛋白質(zhì)進行了改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。如果對蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質(zhì)分子還是無法遺傳的。（2）對基因進行改造比對蛋白質(zhì)直接改造要容易操作，難度要小得多。3、基本途徑（中心法則逆推）從預期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)設計預期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應有的氨基酸序列找到相對應的脫氧核苷酸序列（基因）2、蛋白質(zhì)工程的原理：基因改造討論：某多肽鏈的一段氨基酸序列是：

……—丙氨酸—色氨酸—賴氨酸—甲硫氨酸—苯丙氨酸—……（1）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？（2）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（DNA）？（1）mRNA序列為：GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C）脫氧核苷酸序列：CGA（或G或T或C）ACCTTT（或C）TACAAA（或G）（2）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庫中獲取。小結(jié)：蛋白質(zhì)工程概念：

是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。前提：原理：目的：了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能改造基因（基因修飾或基因合成）定向改造或制造蛋白質(zhì)項目基因工程蛋白質(zhì)工程操作起點操作核心過程目標結(jié)果聯(lián)系目的基因預期的蛋白質(zhì)功能基因表達載體基因獲取目的基因→構(gòu)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(zhì)功能→設計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測氨基酸序列→推測核苷酸序列→合成DNA→表達出蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中已有的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)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(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)，必須通過基因的修飾或基因的合成。生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)

異想天開能不能根據(jù)人類需要的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，設計相應的基因，導入合適的細菌中，讓細菌生產(chǎn)人類所需要的蛋白質(zhì)食品呢？提示：理論上講可以，但目前還沒有真正成功的例子。一些報道利用細菌生產(chǎn)人類需要的蛋白質(zhì)往往都是自然界已經(jīng)存在的蛋白質(zhì)，并非完全是人工設計出來而自然不存在的蛋白質(zhì)。主要原因是蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)非常復雜，人類對蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)和在生物體內(nèi)如何行使功能知之甚少，很難設計出一個嶄新而又具有生命功能作用的蛋白質(zhì)，而且一個嶄新的蛋白質(zhì)會帶來什么危害也是人們所擔心的。三、蛋白質(zhì)工程的進展和前景1.進展胰島素速效型藥品2.前景應用于微電子方面，制作電子元件3.現(xiàn)狀蛋白質(zhì)工程目前成功的例子不多,原因是對蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)了解不夠。要設計出更加符合人類需求的蛋白質(zhì)還需經(jīng)過艱辛的探索。但隨著科學技術(shù)的深入發(fā)展，它將會給人類帶來