蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用基因工程ThebasictoolsofrecombinantDNAtechnology從社會(huì)中來(lái)Fromsociety你見(jiàn)過(guò)用細(xì)菌畫(huà)畫(huà)嗎?右圖是用發(fā)出不同顏色熒光的細(xì)菌“畫(huà)”的美妙圖案。這些細(xì)菌能夠發(fā)出熒光，是因?yàn)樵谒鼈兊捏w內(nèi)導(dǎo)入了熒光蛋白的基因。最早被發(fā)現(xiàn)的熒光蛋白是綠色熒光蛋白，科學(xué)家通過(guò)改造它，獲得了黃色熒光蛋白等。這些熒光蛋白在細(xì)胞內(nèi)生命活動(dòng)的檢測(cè)、腫瘤的示蹤研究等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。從社會(huì)中來(lái)Fromsociety熒光蛋白發(fā)出的光穿透性極強(qiáng)，即使蛋白質(zhì)位于小動(dòng)物體內(nèi)深處，其發(fā)出的光也可以穿透生物體外界看到。在癌癥研究過(guò)程中，熒光蛋白的出現(xiàn)使得科學(xué)家們能夠觀測(cè)到腫瘤細(xì)胞的具體活動(dòng)，比如癌細(xì)胞的成長(zhǎng)、入侵、轉(zhuǎn)移和新生。那么，科學(xué)家是怎樣對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行設(shè)計(jì)和改造的呢?從社會(huì)中來(lái)Fromsociety綠色熒光蛋白結(jié)構(gòu)綠色熒光蛋白功能相互關(guān)系晶體學(xué)、分子生物學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等掌握改造綠色熒光蛋白基因黃色熒光蛋白功能表達(dá)依據(jù)對(duì)蛋白質(zhì)分子的設(shè)計(jì)和改造是通過(guò)蛋白質(zhì)工程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。蛋白質(zhì)工程Proteinengineering指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過(guò)改造或合成基因，來(lái)改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿(mǎn)足人類(lèi)生產(chǎn)和生活的需求。1.定義蛋白質(zhì)發(fā)揮功能必須依賴(lài)正確的高級(jí)結(jié)構(gòu)，而蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)是十分復(fù)雜、難度很大的工程。2.困難蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來(lái)的第二代基因工程，是涉及多學(xué)科的綜合科技工程。目錄蛋白質(zhì)工程崛起的緣由Theriseofproteinengineering01蛋白質(zhì)工程的基本原理Basicprinciplesofproteinengineering02蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用Applicationofproteinengineering03Exercisestoconsolidate習(xí)題鞏固04蛋白質(zhì)工程崛起的緣由Theriseofproteinengineering第一部分蛋白質(zhì)工程崛起的緣由Theriseofproteinengineering1.緣由基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)(天然蛋白質(zhì))天然蛋白質(zhì)不一定完全符合人類(lèi)生產(chǎn)和生活的需要需要對(duì)天然蛋白進(jìn)行改造產(chǎn)生更符合人類(lèi)需要的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)工程崛起的緣由Theriseofproteinengineering2.實(shí)例賴(lài)氨酸合成調(diào)控達(dá)到一定濃度兩種酶的活性352位的蘇氨酸變成異亮氨酸二氫吡啶二羧酸合成酶天冬氨酸激酶+104位的天冬酰胺變成異亮氨酸賴(lài)氨酸含量抑制提高提高限制提高提高5倍提高2倍蛋白質(zhì)工程Proteinengineering你知道人類(lèi)蛋白質(zhì)組計(jì)劃嗎？它與蛋白質(zhì)工程有什么關(guān)系？我國(guó)科學(xué)家承擔(dān)了什么任務(wù)？

人類(lèi)蛋白質(zhì)組計(jì)劃是繼人類(lèi)基因組計(jì)劃之后，生命科學(xué)乃至自然科學(xué)領(lǐng)域重大的國(guó)際合作科研項(xiàng)目。2001年，國(guó)際人類(lèi)蛋白質(zhì)組組織宣布成立。2003年，該組織正式提出啟動(dòng)兩項(xiàng)重大國(guó)際合作項(xiàng)目：一項(xiàng)是由中國(guó)科學(xué)家牽頭執(zhí)行的“人類(lèi)肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃”；另一項(xiàng)是由美國(guó)科學(xué)家牽頭執(zhí)行的“人類(lèi)血漿蛋白質(zhì)組計(jì)劃”，由此拉開(kāi)了人類(lèi)蛋白質(zhì)組計(jì)劃的帷幕。“人類(lèi)肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃”是國(guó)際上第一個(gè)人類(lèi)組織器官的蛋白質(zhì)組計(jì)劃，由我國(guó)賀福初院士牽頭，這是中國(guó)科學(xué)家第一次領(lǐng)銜重大國(guó)際科研協(xié)作計(jì)劃。蛋白質(zhì)工程Proteinengineering

它的目標(biāo)是通過(guò)對(duì)肝臟蛋白質(zhì)高通量、規(guī)模化的研究，解析肝臟蛋白質(zhì)在生理、病理過(guò)程中的功能意義，為重大肝病的預(yù)防、診斷、治療和新藥的研發(fā)提供重要的科學(xué)依據(jù)。2010年，該計(jì)劃“兩譜、兩圖、三庫(kù)”的目標(biāo)初步實(shí)現(xiàn)。我國(guó)科學(xué)家完成了人類(lèi)肝臟蛋白質(zhì)組表達(dá)譜和修飾譜，繪制了蛋白質(zhì)相互作用連鎖圖和定位圖。“三庫(kù)”則是建立符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的肝臟標(biāo)本庫(kù)、發(fā)展規(guī)模化抗體制備技術(shù)并建立肝臟蛋白質(zhì)抗體庫(kù)和建立完整的肝臟蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫(kù)。人類(lèi)蛋白質(zhì)組計(jì)劃取得的成果有力推動(dòng)了蛋白質(zhì)工程的發(fā)展，為它提供了重要的理論支持。2014年6月，中國(guó)人類(lèi)蛋白質(zhì)組計(jì)劃啟動(dòng)。蛋白質(zhì)工程的基本原理Basicprinciplesofproteinengineering第二部分蛋白質(zhì)工程的基本原理Basicprinciplesofproteinengineering1.蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)：

根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。2.改造蛋白質(zhì)的方法：改造或合成基因?qū)μ烊坏牡鞍踪|(zhì)進(jìn)行改造，為什么不是直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過(guò)對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的？①基因決定蛋白質(zhì)的合成，改造基因即為改造蛋白質(zhì)；②改造基因可以遺傳，改造蛋白質(zhì)無(wú)法遺傳；③改造基因比改造蛋白質(zhì)更容易操作。蛋白質(zhì)工程的基本原理——基因工程的思路Basicprinciplesofproteinengineering——Geneticengineeringideas基因mRNA轉(zhuǎn)錄翻譯具有特定氨基酸序列的多肽鏈具有高級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)行使生物功能盤(pán)曲折疊按照中心法則進(jìn)行蛋白質(zhì)工程的基本原理——蛋白質(zhì)工程的思路Basicprinciplesofproteinengineering——Proteinengineeringideas預(yù)期的蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列找到并改變相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因獲得所需蛋白質(zhì)創(chuàng)造出自然界不存在的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)工程的基本原理Basicprinciplesofproteinengineering預(yù)期功能生物功能分子設(shè)計(jì)折疊DNA合成翻譯轉(zhuǎn)錄基因DNA蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸序列mRNA逆中心法則，與天然蛋白質(zhì)合成的過(guò)程相反蛋白質(zhì)工程的基本原理Basicprinciplesofproteinengineering比較項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別過(guò)程實(shí)質(zhì)結(jié)果聯(lián)系從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)目的基因的篩選與獲取→基因表達(dá)載體的構(gòu)建→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測(cè)與鑒定定向改造或生產(chǎn)人類(lèi)所需的蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類(lèi)所需的新的生物類(lèi)型和生物產(chǎn)品創(chuàng)造出自然界不存在的蛋白質(zhì)生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)①蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來(lái)的第二代基因工程②基因工程中所利用的某些酶可以通過(guò)蛋白質(zhì)工程進(jìn)行修飾、改造蛋白質(zhì)工程的基本原理Basicprinciplesofproteinengineering如何確定一個(gè)操作過(guò)程是基因工程技術(shù)還是蛋白質(zhì)工程技術(shù)？是否合成新的基因蛋白質(zhì)工程是否對(duì)原有基因進(jìn)行改造是否是否蛋白質(zhì)工程基因工程看蛋白質(zhì)看基因是否為天然蛋白質(zhì)是否蛋白質(zhì)工程基因工程蛋白質(zhì)工程基本思路的應(yīng)用Applicationofbasicideasinproteinengineering某多肽鏈的一段氨基酸序列是：討論：1.怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？請(qǐng)把相應(yīng)的堿基序列寫(xiě)出來(lái)。每種氨基酸都有對(duì)應(yīng)的密碼子，通過(guò)查密碼子表，就可以將編碼上述氨基酸的mRNA序列寫(xiě)出來(lái)，然后根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，就可以將決定這段多肽鏈的脫氧核苷酸的堿基序列寫(xiě)出來(lái)。蛋白質(zhì)工程基本思路的應(yīng)用Applicationofbasicideasinproteinengineering第一個(gè)堿基第二個(gè)堿基第三個(gè)堿基UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸酪氨酸酪氨酸終止終止半胱氨酸半胱氨酸終止、硒代半胱氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸組氨酸組氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA異亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸(起始)蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸天冬酰胺天冬酰胺賴(lài)氨酸賴(lài)氨酸絲氨酸絲氨酸精氨酸精氨酸UCAGG纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸、甲硫氨酸(起始)丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG蛋白質(zhì)工程基本思路的應(yīng)用Applicationofbasicideasinproteinengineering丙氨酸：CGA、CGG、CGT、CGC色氨酸：ACC賴(lài)氨酸：TTT、TTC甲硫氨酸：TAC苯丙氨酸：TTT、TTG由于上述氨基酸有多個(gè)密碼子，因此需要通過(guò)排列組合進(jìn)行排列。GCU(或C，或A，或G)UGGAAA(或G)GAA(或G)UUU(或C)CGA(或G，或T，或C)ACCTTT(或C)CTT(或C)AAA(或G)mRNADNA編碼鏈蛋白質(zhì)工程基本思路的應(yīng)用Applicationofbasicideasinproteinengineering2.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。確定目的基因的堿基序列后，可以人工合成目的基因或從基因文庫(kù)中獲取目的基因。對(duì)基因的改造經(jīng)常會(huì)用到基因定點(diǎn)突變技術(shù)來(lái)進(jìn)行堿基的替換、增添等。蛋白質(zhì)工程的技術(shù)手段Technicalmeansofproteinengineering借助計(jì)算機(jī)來(lái)建立蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)模型;利用晶體學(xué)技術(shù)來(lái)獲得蛋白質(zhì)的結(jié)晶體，然后通過(guò)X射線(xiàn)衍射技術(shù)，分析晶體的結(jié)構(gòu);用基因的定點(diǎn)突變技術(shù)來(lái)進(jìn)行堿基的替換①計(jì)算機(jī)技術(shù)②晶體學(xué)、X射線(xiàn)衍射技術(shù)③基因定點(diǎn)突變技術(shù)蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用Applicationofproteinengineering第三部分蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用——在醫(yī)藥工業(yè)方面Applicationofproteinengineering——Inthepharmaceuticalindustry①實(shí)例1：研發(fā)速效胰島素類(lèi)似物天然胰島素易形成二聚體或六聚體預(yù)期結(jié)構(gòu)改造B28位脯氨酸替換為天冬氨酸或?qū)⑺cB29位的賴(lài)氨酸交換位置新胰島素基因mRNA折疊預(yù)期功能行使功能降低胰島素的聚合作用設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)改變B鏈第20～29位氨基酸組成推測(cè)序列翻譯多肽鏈有效抑制胰島素的聚合轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用——在醫(yī)藥工業(yè)方面Applicationofproteinengineering——Inthepharmaceuticalindustry②實(shí)例2：延長(zhǎng)干擾素體外保存時(shí)間天然干擾素（體外保存困難）改造后的干擾素（-70℃可保存半年）半胱氨酸絲氨酸干擾素在體外保存相當(dāng)困難將干擾素分子上的一個(gè)半胱氨酸變成絲氨酸在-70℃下干擾素可保存半年蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用——在醫(yī)藥工業(yè)方面Applicationofproteinengineering——Inthepharmaceuticalindustry③實(shí)例3：制備人鼠嵌合抗體醫(yī)學(xué)問(wèn)題：小鼠單克隆抗體會(huì)使人體產(chǎn)生免疫反應(yīng)，

從而導(dǎo)致治療效果大大降低解決辦法：通過(guò)改造基因，將小鼠抗體上結(jié)合抗原的區(qū)域

（即可變區(qū)）“嫁接”到人的抗體（即恒定區(qū)）

上，經(jīng)過(guò)這樣改造的抗體誘發(fā)免疫反應(yīng)的強(qiáng)度就

會(huì)減低很多。蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用——在醫(yī)藥工業(yè)方面Applicationofproteinengineering——Inthepharmaceuticalindustry鼠抗體人抗體恒定區(qū)恒定區(qū)可變區(qū)可變區(qū)嵌合抗體對(duì)人體的不良反應(yīng)減少蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用Applicationofproteinengineering1.醫(yī)藥工業(yè)方面①產(chǎn)生速效胰島素②產(chǎn)生易保存的干擾素③生產(chǎn)人鼠嵌合抗體通過(guò)基因定點(diǎn)突變一個(gè)氨基酸的改變或兩個(gè)氨基酸位置互換通過(guò)基因定點(diǎn)突變一個(gè)氨基酸的改變通過(guò)基因片段的拼接兩條多肽片段拼接蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用——在其他工業(yè)方面Applicationofproteinengineering——Inotherindustries枯草桿菌蛋白酶突變體枯草桿菌蛋白酶具有水解蛋白質(zhì)的作用，因此常被用于洗滌劑工業(yè)、絲綢工業(yè)等。廣泛用于改進(jìn)酶的性能或開(kāi)發(fā)新的工業(yè)用酶利用蛋白質(zhì)工程獲得的該酶的突變體已有上百種，從中可能篩選出一些符合工業(yè)化生產(chǎn)需求的突變體，從而提高這種酶的使用價(jià)值。蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用——在農(nóng)業(yè)方面Applicationofproteinengineering——Inagriculture①改造某些參與調(diào)控光合作用的酶

科學(xué)家正在嘗試改造某些參與調(diào)控光合作用的酶，以提高植物光合作用的效率，增加糧食的產(chǎn)量。還有科學(xué)家將蛋白質(zhì)工程作為設(shè)計(jì)優(yōu)良微生物農(nóng)藥的新思路，通過(guò)改造微生物蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，使它防治病蟲(chóng)害的效果增強(qiáng)。②改造微生物蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，防治害蟲(chóng)蛋白質(zhì)工程的難點(diǎn)Difficultiesinproteinengineering蛋白質(zhì)工程是一項(xiàng)難度很大的工程。主要原因：蛋白質(zhì)發(fā)揮功能必須依賴(lài)于正確的高級(jí)結(jié)構(gòu)，而這種高級(jí)結(jié)構(gòu)往往十分復(fù)雜。由計(jì)算機(jī)建立的血紅蛋白三維結(jié)構(gòu)模型前景展望：科學(xué)家要設(shè)計(jì)出更加符合人類(lèi)需要的蛋白質(zhì)，還需要不斷地攻堅(jiān)克難。隨著科技的深入發(fā)展，蛋白質(zhì)工程將會(huì)給人類(lèi)帶來(lái)更多的福祉。異想天開(kāi)Whimsical能不能根據(jù)人類(lèi)需要的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的基因，導(dǎo)入合適的宿主細(xì)胞中，讓宿主，細(xì)胞生產(chǎn)人類(lèi)所需要的蛋白質(zhì)食品呢?理論上講可以,但目前還沒(méi)有真正成功的例子。利用改造后的動(dòng)物細(xì)胞、微生物細(xì)胞等可以生產(chǎn)人類(lèi)需要的蛋白質(zhì),但這些蛋白質(zhì)往往都是自然界中已經(jīng)存在的蛋白質(zhì),并非完全是人工設(shè)計(jì)出來(lái)的、自然界中不存在的蛋白質(zhì)。異想天開(kāi)Whimsical主要原因是蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,人類(lèi)對(duì)大多數(shù)蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)如何行使功能了解得還不夠,很難設(shè)計(jì)出一個(gè)全新的而又具有功能的蛋白質(zhì)。即使設(shè)計(jì)并獲得了一個(gè)全新的蛋白質(zhì),它的生理生化特性、用它生產(chǎn)的蛋白質(zhì)食品的安全性等都需要長(zhǎng)期深人的研究。蛋白質(zhì)食品的工廠(chǎng)化生產(chǎn)想象圖到社會(huì)中去Gooutintotheworld酶制劑在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等方面都有廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)在，酶制劑的生產(chǎn)已經(jīng)形成一個(gè)市場(chǎng)可觀的新興產(chǎn)業(yè)。蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用又為酶制劑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)大助力。請(qǐng)查閱資料，了解我國(guó)酶制劑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì)，分析蛋白質(zhì)工程在酶制劑產(chǎn)業(yè)中的作用。酶用作工業(yè)催化劑,比無(wú)機(jī)催化劑具有更大的優(yōu)越性,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。由于酶促反應(yīng)能在常溫、常壓和中性歸條件下進(jìn)行,因此可以節(jié)省大量的能源和設(shè)備投資;生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)造成嚴(yán)重的污染,符合環(huán)境保護(hù)的要求;生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單、效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好,生產(chǎn)成本低。因此,酶制劑在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。到社會(huì)中去Gooutintotheworld近年來(lái),通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備、優(yōu)良菌種以及開(kāi)發(fā)新型酶制劑,我國(guó)酶制劑產(chǎn)業(yè)保持了較快的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),品種越來(lái)越豐富,產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也在不斷提升。2016年,我國(guó)工業(yè)酶制劑年產(chǎn)量達(dá)120萬(wàn)噸,年增長(zhǎng)率保持在10%左右。在全球范圍內(nèi),我國(guó)酶制劑的市場(chǎng)份額已占到了30%左右,我國(guó)進(jìn)人酶制劑生產(chǎn)大國(guó)的行列。在酶制劑產(chǎn)業(yè)中,蛋白質(zhì)工程被廣泛用于開(kāi)發(fā)酶的新品種或改進(jìn)酶的性能,如提高酶的熱穩(wěn)定性,增加某些被用作去污劑的酶的去污效率等。習(xí)題鞏固Exercisestoconsolidate第四部分習(xí)題鞏固Exercisestoconsolidate1.蛋白質(zhì)工程可以說(shuō)是基因工程的延伸，

判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)基因工程需要在分子水平對(duì)基因進(jìn)行操作，

蛋白質(zhì)工程不需要對(duì)基因進(jìn)行操作。()(2)蛋白質(zhì)工程需要改變蛋白質(zhì)分子的所有氨基酸序列。()(3)蛋白質(zhì)工程可以改造酶，提高酶的熱穩(wěn)定性。()××√習(xí)題鞏固Exercisestoconsolidate2.蛋白質(zhì)工程是在深入了解蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的

基礎(chǔ)上進(jìn)行的，它最終要達(dá)到的目的是()A.分析蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)B.研究蛋白質(zhì)的氨基酸組成C.獲取編碼蛋白質(zhì)的基因序列信息D.改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì)，滿(mǎn)足人類(lèi)的需求D習(xí)題鞏固Exercisestoconsolidate3.水蛭素是一種蛋白質(zhì)，可用于預(yù)防和治療血栓。研究人員發(fā)現(xiàn)，用賴(lài)氨酸替換水蛭素第47位的天冬酰胺可以提高它的抗凝血活性。在這項(xiàng)替換研究中，目前可行的直接操作對(duì)象是()A.基因B.氨基酸C.多肽鏈D.蛋白質(zhì)A習(xí)題鞏固Exercisestoconsolidate4.T4溶菌酶是一種重要的工業(yè)用酶，但是它在溫度較高時(shí)容易失去活性。為了提高T4溶菌酶的耐熱性，科學(xué)家首先對(duì)影響T4溶菌酶耐熱性的一些重要結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。然后以此為依據(jù)對(duì)相關(guān)基因進(jìn)行改造，使T4溶菌酶的第3位異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼帷Ｓ谑牵谠摪腚装彼崤c第97位的半胱氨酸之間形成了一個(gè)二硫鍵，T4溶菌酶的耐熱性得到了提高。這項(xiàng)工作屬于什么工程的范疇?在該實(shí)例中引起T4溶菌酶空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的根本原因是什么?如果要將該研究成果應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐，還需要做哪些方面的工作?習(xí)題鞏固Exercisestoconsolidate這項(xiàng)工作屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。引起T4溶菌酶空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的根本原因是基因的堿基序列發(fā)生了變化。如果要將改造后的T4溶菌酶應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐,還有很多工作需要做。例如,由于改造后酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,因此它的一些基本特性需要重新明確,包括它能耐受的溫度范圍、催化反應(yīng)的最適溫度、酶活力的大小等;需要建立規(guī)模化生產(chǎn)該酶的技術(shù)體系,評(píng)估生產(chǎn)成本等。習(xí)題鞏固Exercisestoconsolidate1.某動(dòng)物體內(nèi)含有研究者感興趣的目的基因，研究者欲將該基因?qū)氪竽c桿菌的質(zhì)粒中保存。該質(zhì)粒含有氨芐青霉素抗性基因(AmpR)、LacZ基因及一些酶切位點(diǎn),其結(jié)構(gòu)和簡(jiǎn)單的操作步驟如下圖所示。習(xí)題鞏固Exercisestoconsolidate請(qǐng)根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題。（1）在第②步中,應(yīng)怎樣選擇限制酶？應(yīng)選擇用相同的限制酶或切割能產(chǎn)生相同末端的限制酶切割質(zhì)粒和含有目的基因的DNA片段，并且注意限制酶的切割位點(diǎn)不能位于目的基因的內(nèi)部，以防破壞目的基因，限制酶也不能破壞質(zhì)粒的啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因、復(fù)制原點(diǎn)等結(jié)構(gòu)。（2）在第③步中，為了使質(zhì)粒DNA與目的基因能連接，還需要在混合物中加入哪種物質(zhì)？加入DNA連接酶習(xí)題鞏固Exercisestoconsolidate（3）選用含有AmpR和LacZ基因的質(zhì)粒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)有哪些優(yōu)勢(shì)？該質(zhì)粒便于進(jìn)行雙重篩選。標(biāo)記基因AmpR

基因可用于檢測(cè)質(zhì)粒是否導(dǎo)入了大腸桿菌，一般只有導(dǎo)入了質(zhì)粒的大腸桿菌才能在添加了青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。而由于LacZ

基因的效應(yīng)，這些生長(zhǎng)的菌落可能出現(xiàn)兩種顏色：含有空質(zhì)粒(沒(méi)有連接目的基因的質(zhì)粒)的大腸桿菌菌落呈藍(lán)色；含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌菌落呈白色。習(xí)題鞏固Exercisestoconsolidate（4）含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌菌落將呈現(xiàn)什么顏色？為什么？含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌菌落呈白色。

因?yàn)槟康幕虻牟迦肫茐牧薒acZ基因的結(jié)構(gòu)，使其不能正常表達(dá)，形成B-半乳糖苷酶，底物X-gal也就不會(huì)被分解。2.科學(xué)家將Or3/4、

Sox2、

c-Myc和KIf4

基因通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)入小鼠成纖維細(xì)胞中，然后在培養(yǎng)ES細(xì)胞的培養(yǎng)基上培養(yǎng)這些細(xì)胞。2-3周后,這些細(xì)胞顯示出ES細(xì)胞的形態(tài)、具有活躍的分裂能力，它們就是iPS細(xì)胞。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。習(xí)題鞏固Exercisestoconsolidate（1）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，逆轉(zhuǎn)錄病毒的作用是什么？逆轉(zhuǎn)錄病毒是載體，能將外源基因Oct3/4、Sox2、c-Myc和KIf4送入小鼠成纖維細(xì)胞。（2）如何證明iPs細(xì)胞的產(chǎn)生不是由于培養(yǎng)基的作用？可以設(shè)置對(duì)照組。將轉(zhuǎn)入外源基因和