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课件网) 1.4 蛋白质工程的崛起 教学目的： 1、举例说出蛋白质工程崛起的缘由。 2、简述蛋白质工程的原理。 3.尝试运用逆向思维分析和解决问题。 一、蛋白质工程崛起的缘由 自然界中让一种生物的性状在另一种生物中表达的方法： 1.基因工程（种内） A.基因工程的实质：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，使后者产生本身不能产生的蛋白质，从而表现出新的性状。 B.不足：在原则上只能产生自然界已存在的蛋白质。 2.蛋白质工程（种间） 2.玉米中赖氨酸的含量较低 A.原因:赖氨酸合成过程中的两种关键酶--天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性，受细胞内赖氨酸浓度的影响较大。 B.方法：蛋白质工程 二氢吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺） 天冬氨酸激酶 （异亮氨酸） 二氢吡啶二羧酸合成酶（异亮氨酸） 玉米中赖氨酸含量可提高数倍 玉米中赖氨酸含量比较低 天冬氨酸激酶 （352位的苏氨酸） 提高在低温的保存时间 半胱氨酸 丝氨酸 3.干扰素的保存的解决方法 4. 人类蛋白质组计划： 1.继人类基因组计划之后，生命科学乃至自然科学领域一项重大的科学命题。 2.2001年，国际人类蛋白质组组织宣告成立。 3.2003年该组织正式提出启动了两项重大国际合作行动：一项是由中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”；另一项是以美国科学家牵头执行的“人类血浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质组计划的帷幕。 5.A.“人类肝脏蛋白质组计划”是国际上第一个人类组织／器官的蛋白质组计划，由我国贺福初院士牵头，这是中国科学家第一次领衔的重大国际科研协作计划，总部设在北京. B.目前有16个国家和地区的80多个实验室报名参加。它的科学目标是揭示并确认肝脏的蛋白质，为重大肝病预防、诊断、治疗和新药研发的突破提供重要的科学基础。 C.人类蛋白质组计划的深入研究将是对蛋白质工程的有力推动和理论支持。 二、蛋白质工程原理 1.中心法则： 2.天然蛋白质的合成途径： 基因 表达（转录和翻译） 形成氨基酸序列的多肽 链 形成具有高级结构的蛋白质 行使生物功能 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酸 3.蛋白质工程的途径： 4.蛋白质工程的流程 基因 DNA 氨基酸序列 多肽链 蛋白质 三维结构 预期功能（开始） 生物功能（结束） mRNA 转录 翻译 折叠 DNA合成 分子设计 5.基因工程和蛋白质工程比较的比较： 基因工程 蛋白质工程 相同点 都要改造基因，都属于分子水平 产生新的 基因型，无新基因 有新基因（型） 产生的蛋白质 原有的 新的 联系 蛋白质工程以基因工程为基础， 是基因工程的应用和延伸 6.讨论：某多肽链的一段氨基酸序列是： ……—丙氨酸—色氨酸—赖氨酸—甲硫氨酸—苯丙氨酸———… （1）怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？请把相应的碱基序列写出来。有多少种？ mRNA序列为： GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C） 脱氧核苷酸序列： CGA（或G或T或C）ACCTTT（或C）TACAAA（或G） （2）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（DNA）？ 确定目的基因的碱基序列后，就可以根据人类的需要改造它，通过人工合成的方法或从基因库中获取。 7.蛋白质工程： A.概念: 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，以满足人类对生产和生活的需求。 B.前提： C.原理： D.目的： 了解蛋白质的结构和功能 改造基因（基因修饰或基因合成） 定向改造或制造蛋白质 8. 人类最早合成蛋白质成功的工程：胰岛素改造 天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚 ... ...
