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课件网) 第三章 基因工程 第三节 蛋白质工程 学习目标 学科核心素养 1.举例说出蛋白质工程崛起的缘 由。 2.简述蛋白质工程的基本原理。 1.生命观念———结合图示简述蛋白质工程的原理。 2.科学思维———结合蛋白质工程的实例，理解蛋白 质工程和基因工程的比较。 教材预习·必备知识全过关 一、蛋白质工程是基因工程的延伸 1. 蛋白质工程的一般过程 （1） 概念：蛋白质工程是指以蛋白质分子的_____规律及其与生物_____的关系为 基础，对编码该蛋白的基因进行有目的的设计改造，以_____现有蛋白质或制造____ 的蛋白质。 结构 功能 改造 新 （2） 蛋白质工程的一般过程 转录 翻译 分子设计 折叠 （3） 基因工程的不足 ① 原则上只能生产自然界中已经_____的蛋白质。 ② 生产的蛋白质不一定符合人们生产和生活的_____。 存在 需要 （4） 蛋白质工程的优势 ① 能更_____地利用自然界中存在的蛋白质。 ② 能在分子水平上对蛋白质进行再_____，进而创造出自然界中_____的蛋白质。 充分 设计和改造 不存在 提高 2. 蛋白质工程首先要获取基因和蛋白质的结构数据 序列条目 排列顺序 蛋白质 基因图谱 结构 3. 通过基因改造生产目标蛋白质 （1） 基因的体外定向突变 ① 适用对象：掌握了基本_____的蛋白质。 结构信息 ② 类型 目的 方法 大面积的定向突变 _____ 单一或少数几个突变位点的基因定向突变 _____ 基因全合成 引物定点引入法 ③ 定点诱变法的过程示意图 引物 突变 受体细胞 突变 （2） 非定点诱变技术 适用对象 不能预先确定_____的蛋白质 缺点 目的性和_____不够强 优点 突变位点____，有时会产生意想不到的改造效果 诱变位点 针对性 多 二、蛋白质工程的设计思路与应用 目的 思路 原理 实例 提高蛋白 质（酶） 的稳定性 引入 _____ 二硫键是稳定蛋白质分子 _____最关键的一种共 价键，在蛋白质分子中引入 二硫键能显著提高其 _____ 向 溶菌酶引入二硫键提高了 溶菌酶的热稳定性 二硫键 空间结构 稳定性 目的 思路 原理 实例 提高蛋白 质（酶） 的稳定性 转换氨基 酸残基 在高温下，蛋白质分子中天 冬酰胺和谷氨酰胺的侧链上 的酰胺基会发生 _____，损害其_____ _____；将天冬酰胺和谷氨酰 胺残基转换为其他合适的氨 基酸残基，可提高蛋白质的 热稳定性 酵母菌的丙糖磷酸异构酶的两个 亚基中各含有两个天冬酰胺残 基，分别用_____和异亮氨酸 残基替代，大幅度提高了酶的热 稳定性 脱氨反应 结构和功能 苏氨酸 续表 目的 思路 原理 实例 改善酶的 催化活性 转换____ _____ 大量酶蛋白的 射线晶体衍 射结果显示，酶的催化活性 中心附近有少数关键性氨基 酸残基，决定了酶的_____ 活性 将嗜热芽孢杆菌酪氨酰 合 成酶分子中的一个苏氨酸残基改 变为丙氨酸或脯氨酸残基时，酶 的_____大幅提高 消除酶的 被抑制特 性 转换氨基 酸残基 转换氨基酸残基可以消除酶 的_____特性 将枯草芽孢杆菌蛋白酶分子中第 222位的甲硫氨酸残基转换成半 胱氨酸残基或丙氨酸残基，酶的 活性将不再受_____的抑制 氨基酸残基 催化 活性 被抑制 漂白剂 续表 核心要点·能力素养全提升 要点 蛋白质工程与基因工程的比较 1.蛋白质工程与基因工程的比较 项目 蛋白质工程 基因工程 区别 起点 预期的蛋白质功能 目的基因 过程 预期蛋白质功能 设计蛋白质结构 推测氨基酸序列 推测脱氧核苷酸序 列 合成 表达出蛋白质 获取目的基因 构建基 因表达载体 导入受体 细胞 目的基因的检测 与鉴定 项目 蛋白质工程 基因工程 区别 实质 通过改造相应的基因达到对蛋白质进行 改造的目的 基因重组 结果 可以创造出自然界不存在的蛋白质 生产自然界已存在的蛋白 质 续表 项目 蛋白质工程 基因工程 区别 应用及现 ... ...
