1.4-蛋白质工程的崛起-(5)VIP专享VIP免费

背景：１９６５年９月１７日，中国首次人工合成了结晶蛋白质——牛胰岛素该实验的成功使中国成为第一个合成具有生物活力的蛋白质的国家。科学工作者将人工合成的产物注入小白鼠体内，当看到小白鼠因体内胰岛素增多而发生了惊厥的反应，证明了这种人工合成的产物就是具有生物活力的人工合成胰岛素胰岛素的一级结构SSSSSS胰岛素的二级结构胰岛素的三级结构蛋白质的功能是由其高级结构决定又是由基因决定蛋白质测序技术核磁共振法X射线晶体衍射法干扰素的体外保存天然干扰素分子上一个半胱氨酸替换成一个丝氨酸人工干扰素分子可在－70℃保持半年提高某种氨基酸含量天冬氨酸激酶二氢吡啶二羧酸合成酶赖氨酸催化合成含量抑制玉米中含量比较低苏氨酸替换成异亮氨酸天冬氨酸激酶二氢吡啶二羧酸合成酶天冬酰胺替换成异亮氨酸赖氨酸催化合成玉米中含量大大提高利用基因工程合成的是自然界已存在的蛋白质。但是，天然蛋白质的结构和功能未必符合人类生产和生活羧需要，这就使到人类对蛋白质进行了改造，制造出天然蛋白质中找不到的蛋白质。1.4蛋白质工程蛋白质工程的崛起——又叫第二代基因工程蛋白质工程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，以满足人类的生产和生活的需求结构预测与设计概念：基本过程：利用已知的蛋白质结构信息构建蛋白质的空间结构模型基因工程包括基因分离、诱变、克隆、表达等，它们是蛋白质工程的关键技术蛋白质纯化纯化蛋白质，对蛋白质结构和功能进行测定与分析功能分析分析蛋白质的生物学和化学特性，为进一步预测和设计奠定基础结构分析获得蛋白质分子的结构信息，确定蛋白质的结构不断完善原理：中心法则的逆推蛋白质工程蛋白质三维结构氨基酸序列多肽链基因DNA预期功能分子设计DNA合成折叠生物功能翻译mRNA转录由于蛋白质的功能是由DNA决定的，那么要制造出新的蛋白质，就要改造DNA与基因工程的区别：进展与前景：进展：前景：应用于微电子方面，制成体积小、耗电少、效率高的电子元件工业化生产——通过改造酶的结构，有目的地提高酶的稳定性生物制药——人工合成抗体或改造抗体，使之对某些肿瘤细胞具有特异的识别能力和杀伤力蛋白质工程蛋白质的设计类型：1、提高蛋白质的稳定性将编码一种蛋白质的部分基因移植到另一种基因上，经过基因表达，产生新的融合蛋白质3、蛋白质的从头设计对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换，从而改善蛋白质的性质和功能2、对不同来源的蛋白质进行拼接组装，期望转移相应的功能即从氨基酸的排列顺序出发，设计制造出自然界不存在的全新蛋白质，使之具有特定的空间和预期功能使设计出的人工蛋白质在活性、稳定性及抗原性都优于天然蛋白质在基因水平上实现对蛋白质的改造基因工程与蛋白质工程的区别与联系基因工程蛋白质工程相同不同剪刀、针线、运输工具操作工具操作环境生物体外操作对象基因操作水平分子水平结果人类需要的基因产物操作过程无碱基顺序改变有碱基顺序改变产物大自然已有蛋白质按人类意愿设计或改造的蛋白质涉及物种不同物种之间可同种可不同种讨论题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—…讨论：（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。答：（1）每种氨基酸都有对应的三联密码子，只要查一下遗传密码子表，就可以将上述氨基酸序列的编码序列查出来。但是由于上述氨基酸序列中有几个氨基酸是由多个三联密码子编码，因此其碱基排列组合起来就比较复杂，至少可以排列出16种，可以让学生根据学过的排列组合知识自己排列一下。首先应该根据三联密码子推出mRNA序列为GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C），再根据碱基互补配对规律推出脱氧核苷酸序列：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。课本问题答案课本问题答案异想天开能不能根据人类需要的蛋白质的结构...