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课件网) 为什么这些细菌会发出不同颜色的荧光？ 因为在它们的体内导入了荧光蛋白的基因。 最早被发现的荧光蛋白是 绿色荧光蛋白 改造 黄色荧光蛋白 及其他颜色的荧光蛋白 这些荧光蛋白在细胞内生命活动的检测、肿瘤的示踪研究等领域有着重要应用。 如何改造蛋白质？ 3.4 蛋白质工程的原理和应用 一、蛋白质工程的概念（P93） 1.概念 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，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。 基础 操作手段及对象 结果 目的 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，是涉及多学科的综合科技工程。 Q1：为什么不能用基因工程技术让细菌发出黄色荧光？ 自然界中存在的荧光蛋白只有绿色荧光蛋白，不能通过基因工程，获得黄色荧光蛋白。 Q2：基因工程的实质是什么？有什么局限性？ ①实质：基因工程是将一种生物的基因转移到另一种生物体内，使后者可以产生它原本不能产生的蛋白质，进而表现出新性状。（基因重组） ②不足：基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。（天然蛋白质是生物长期进化过程中形成的，它们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。） 1.3 传统发酵技术 思考·讨论 二、蛋白质工程崛起的缘由（P93） 1.缘由 ①基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质； ②天然蛋白质是生物长期进化过程中形成的，它们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。 二、蛋白质工程崛起的缘由（P93） 2.举例：提高玉米赖氨酸含量 赖氨酸合成 调控 达到一定浓度 两种酶的活性 352位的苏氨酸变成异亮氨酸 二氢吡啶二羧酸合成酶 天冬氨酸激酶 + 104位的天冬酰胺变成异亮氨酸 赖氨酸含量 抑制 提高 提高 限制 提高 提高5倍 提高2倍 二、蛋白质工程崛起的缘由（P93） 2.举例：提高玉米赖氨酸含量 天冬氨酸激酶 二氢吡啶二羧酸合成酶 第352位: 苏氨酸 异亮氨酸 变成 第104位: 天冬酰胺 异亮氨酸 变成 三、蛋白质工程的基本原理（P93） 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设计改造。 2.实质 通过改造或合成基因，来定向改造现有蛋白质或制造新的蛋白质。 Q：为什么蛋白质工程改造基因而不是直接改造蛋白质？ ①蛋白质的高级结构十分复杂，直接改造难度大。 ②蛋白质是由基因编码的，改造了基因可以间接 改造蛋白质。 ③基因可以遗传，蛋白质无法遗传。 三、蛋白质工程的基本原理（P93） 3.基本思路 ①从预期的蛋白质功能出发→②设计预期的蛋白质结构→③推测应有的氨基酸序列→④找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→⑤获得所需要的蛋白质。 目的基因 转录 翻译 多肽链 折叠 蛋白质 （三维结构） 行使 生物功能 预期功能 设计 推测 改造或合成 mRNA 逆中心法则，与天然蛋白质合成的过程相反 构建蛋白质三维结构： 借助计算机 获得蛋白质晶体： 晶体学技术 分析晶体的结构： 通过X射线衍射技术 碱基的替换： 基因的定点突变技术 1.3 传统发酵技术 思考·讨论 Q1：如果已经推测出多肽中的氨基酸序列，那么推测出的基因中的碱基序列是否唯一呢？说明你的理由。 不唯一，因为一个氨基酸是由一个或多个密码子决定，因此获得的基因总的碱基序列有多种。 Q2：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？ 可以人工合成目的基因，或应用基因定点突变技术来进行碱基的替换等进而改造基因。 1.3 传统发酵技术 思考·讨论 丙氨酸 苯丙氨酸 色氨酸 谷氨酸 赖氨酸 丙氨酸（GCU、GCC、GCA、GCG)、色氨酸(UGG)、赖氨酸(AAA ... ...
