1、蛋白質工程的崛起 回答:為什么要進行蛋白質工程?一、蛋白質工程崛起的緣由1、你知道人類蛋白質組計劃嗎？它與蛋白質工程有什么關系？我國科學家承擔了什么任務？ 旁欄思考題 人類蛋白質組計劃是繼人類基因組計劃之后，生命科學乃至自然科學領域一項重大的科學命題。2001年，國際人類蛋白質組組織宣告成立。2003年，該組織正式提出啟動了兩項重大國際合作行動：一項是由中國科學家牽頭執行的“人類肝臟蛋白質組計劃”；另一項是以美國科學家牽頭執行的“人類血漿蛋白質組計劃”，由此拉開了人類蛋白質組計劃的帷幕。 “人類肝臟蛋白質組計劃”是國際上第一個人類組織器官的蛋白質組計劃，由我國賀福初院士牽頭，這是中國科學家第一

2、次領銜的重大國際科研協作計劃，總部設在北京，目前有16個國家和地區的80多個實驗室報名參加。它的科學目標是揭示并確認肝臟的蛋白質，為重大肝病預防、診斷、治療和新藥研發的突破提供重要的科學基礎。 人類蛋白質組計劃的深入研究將是對蛋白質工程的有力推動和理論支持。一、蛋白質工程崛起的緣由1.天然蛋白質的不足 天然蛋白質的 不能完全符合人類生產和生活的需要。2.實例:(1)干擾素的體外保存(2)富含賴氨酸的玉米新品種培育結構和功能2.對天然蛋白質進行改造，你認為應該直接對蛋白質分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現？答：毫無疑問應該從對基因的操作來實現對天然蛋白質改造，主要原因如下：（1）任何一種天

3、然蛋白質都是由基因編碼的，改造了基因即對蛋白質進行了改造，而且改造過的蛋白質可以遺傳下去。如果對蛋白質直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質分子還是無法遺傳的。（2）對基因進行改造比對蛋白質直接改造要容易操作，難度要小得多。旁欄思考題 二、蛋白質工程的基本原理1.目標：根據人們對蛋白質 的特定需求，對蛋白質的 進行分子設計。2.手段：改造基因（基因 或基因 ） 3.途徑： 預期蛋白質功能設計 推測應有的 序列找到對應的脫氧核苷酸序列。功能結構修飾合成預期的蛋白質結構氨基酸蛋白質工程的概念： 是指以蛋白質分子的結構規律及其與生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，

4、或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。（第二代基因工程） 蛋白質工程操作程序的基本思路與基因工程有什么不同？ 基因工程是通過基因的轉移，使某種基因在另一生物體內表達，從而使該生物表現某種新的性狀，此過程中沒有產生新的蛋白質；蛋白質工程是通過基因的修飾或基因的合成，制造出自然界不存在蛋白質。活動2： 討論1 對照密碼表，至少寫出三種決定“丙氨酸色氨酸賴氨酸甲硫氨酸苯丙氨酸”的脫氧核苷酸序列。 討論：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）？ 確定目的基因的堿基序列后，就可以根據人類的需要改造它，通過人工合成的方法或從基因庫中獲取。 異想天開 能不能根據人類

5、需要的蛋白質的結構，設計相應的基因，導入合適的細菌中，讓細菌生產人類所需要的蛋白質食品呢？ 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人類需要的蛋白質往往都是自然界已經存在的蛋白質，并非完全是人工設計出來而自然不存在的蛋白質。主要原因是蛋白質的高級結構非常復雜，人類對蛋白質的高級結構和在生物體內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，而且一個嶄新的蛋白質會帶來什么危害也是人們所擔心的。 三、蛋白質工程的進展與前景蛋白質工程目前的現狀： 成功的例子不多，主要是因為蛋白質發揮其功能需要依賴于正確的空間結構，而科學家目前對大多數蛋白質的空間結構了解很

6、少。蛋白質工程的進展和前景蛋白質工程匯集了當代分子生物學等學科的一些前沿領域的最新成就，它把核酸與蛋白質結合、蛋白質空間結構與生物功能結合起來研究。蛋白質工程將蛋白質與酶的研究推進到嶄新的時代，為蛋白質和酶在工業、農業和醫藥方面的應用開拓了誘人的前景。蛋白質工程開創了按照人類意愿改造、創造符合人類需要的蛋白質的新時期。1、蛋白質工程是應怎樣的社會需要而崛起的？這說明社會需要與科技發展之間有什么關系？ 蛋白質工程的崛起主要是工業生產和基礎理論研究的需要。 而結構生物學對大量蛋白質分子的精確立體結構及其復雜的生物功能的分析結果，為設計改造天然蛋白質提供了藍圖。分子遺傳學的以定點突變為中心的基因操作技術為蛋白質工程提供了手段。 社會需要推動了科技發展，科技發展進一步滿足了社會需要。P28 思考與探究2、蛋白質工程操作程序的基本思路與基因工程有什么不同？蛋白質工程與基因工程的區別：蛋白質工程基因工程原理操作程序產品聯系遵循中心法則中心法則的逆向推導生產出自然界已有的蛋白質可以創造自然界不存在的蛋白質利用基因工程的手段，按照人類自身的需要，定向地