14蛋白质工程的崛起(52张)课件.ppt

1、复习回顾复习回顾1 1、蛋白质的基本结构单位？元素组成？、蛋白质的基本结构单位？元素组成？2 2、蛋白质结构多样的原因？、蛋白质结构多样的原因？3 3、蛋白质有哪些功能？、蛋白质有哪些功能？4 4、蛋白质如何合成？涉及哪些细胞器？、蛋白质如何合成？涉及哪些细胞器？一、蛋白质工程崛起的缘由一、蛋白质工程崛起的缘由二、蛋白质工程的基本原理二、蛋白质工程的基本原理三、蛋白质工程的进展和前景三、蛋白质工程的进展和前景思考：如果想让某一个生物的性状在另外一个生思考：如果想让某一个生物的性状在另外一个生物的身上表达，常用的方法有哪些？物的身上表达，常用的方法有哪些？1、在种内可以用什么方法？、在种内可以用

2、什么方法？2、在种间可以用什么方法？、在种间可以用什么方法？基因工程的实质：基因工程的实质：将一种生物的将一种生物的 转移到另一转移到另一种生物体内，后者产生它本不能产种生物体内，后者产生它本不能产的的 ，进而表现，进而表现出出 。试回顾总结基因工程的丰硕成果试回顾总结基因工程的丰硕成果植物方面植物方面提高植物的抗虫、抗病、抗逆性提高植物的抗虫、抗病、抗逆性改良植物的品质改良植物的品质动物方面动物方面提高动物生长速度提高动物生长速度改善畜产品的品质改善畜产品的品质用转基因动物生产药物用转基因动物生产药物用转基因动物作器官移植的供体用转基因动物作器官移植的供体研制药物研制药物基因治疗基因治疗 基

3、因工程在原则上只能生产自然基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质界已存在的蛋白质。这些蛋白质是生物在长期的进化中这些蛋白质是生物在长期的进化中形成的，他们的形成的，他们的结构和功能结构和功能符合符合特定特定物种物种生存的需要，却不一定完全符合生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活人类生产和生活的需要。的需要。基因工程的局限性：基因工程的局限性：例如：例如：干扰素是由动物体内的效应干扰素是由动物体内的效应T T细胞产生细胞产生的一种糖蛋白，几乎能抵抗所有病毒的一种糖蛋白，几乎能抵抗所有病毒引起的感染。同时，在治疗癌症方面引起的感染。同时，在治疗癌症方面也有十分可观的疗效。但是，干扰素也

4、有十分可观的疗效。但是，干扰素在体外保存相当困难。在体外保存相当困难。半胱氨酸半胱氨酸丝氨酸丝氨酸o o半年半年玉米中赖氨酸的含量比较低。玉米中赖氨酸的含量比较低。赖氨酸的合成机理：赖氨酸的合成机理：天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶二氢吡啶二羧酸合成酶二氢吡啶二羧酸合成酶前体物质前体物质赖氨酸赖氨酸负反馈调节负反馈调节天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶（352位的苏氨酸）位的苏氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶二氢吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺）位的天冬酰胺）改造改造天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶（异亮氨酸）（异亮氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶二氢吡啶二羧酸合成酶（异亮氨酸）（异亮氨酸）在已研究过的在已研究过的几千种几千种

5、酶中，只有酶中，只有极少极少数数可以应用于工业生产，绝大多数酶可以应用于工业生产，绝大多数酶都不能应用于工业生产，这些酶虽然都不能应用于工业生产，这些酶虽然在自然状态下有活性在自然状态下有活性，但，但在工业生产在工业生产中没有活性或活性很低中没有活性或活性很低。这是因为工。这是因为工业生产中每一步的反应体系中常常会业生产中每一步的反应体系中常常会有酸、碱或有机溶剂存在，反应温度有酸、碱或有机溶剂存在，反应温度较高，在这种条件下，大多数酶会很较高，在这种条件下，大多数酶会很快快变性失活变性失活。延长干扰素的体外保存时间延长干扰素的体外保存时间 提高提高玉米中赖氨酸的含量玉米中赖氨酸的含量 提高工

6、业生产中蛋白质类酶的稳定性提高工业生产中蛋白质类酶的稳定性 这些在科学研究和工业生产中亟待这些在科学研究和工业生产中亟待解决的难题均无法通过解决的难题均无法通过基因工程基因工程来完成。来完成。于是新一轮的探索拉开了序幕，人们开于是新一轮的探索拉开了序幕，人们开始着眼于始着眼于对现有蛋白质的改造对现有蛋白质的改造，以及，以及制制造目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质造目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质。就这样，就这样，蛋白质工程蛋白质工程应运而生，并迅速应运而生，并迅速崛起。崛起。目前科学家尝试通过对目前科学家尝试通过对蛋白质蛋白质结构结构的改造，来延长的改造，来延长酶的半衰期，提高酶的热稳酶的半衰期

7、，提高酶的热稳定性，延长药用蛋白的保存定性，延长药用蛋白的保存期，抵御由于重要氨基酸氧期，抵御由于重要氨基酸氧化引起的活性丧失等，取得化引起的活性丧失等，取得了一定的进展。了一定的进展。二、蛋白质工程的基本原理二、蛋白质工程的基本原理1 1、基因工程的基本原理、基因工程的基本原理中心法则告诉我们遗传信息的流动方向如图中心法则告诉我们遗传信息的流动方向如图 ：结论结论：蛋白质的功能是由蛋白质的蛋白质的功能是由蛋白质的_决定的，蛋决定的，蛋白质的结构是由白质的结构是由_决定的决定的。结构结构DNADNA（基因）（基因）二、蛋白质工程的基本原理二、蛋白质工程的基本原理 根据人们对蛋白质功能的特定需求

8、，根据人们对蛋白质功能的特定需求，对对蛋白质的结构进行分子设计蛋白质的结构进行分子设计。1、目标：、目标：2、原理：、原理：改造基因改造基因（基因修饰或基因合成）（基因修饰或基因合成）逆转录逆转录转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质复制复制复制复制天然蛋白质的合成天然蛋白质的合成遵循中心法则遵循中心法则转录转录DNADNARNARNA翻译翻译肽链肽链折叠折叠等等具有空间结具有空间结构的蛋白质构的蛋白质表达生物特有表达生物特有的功能或性状的功能或性状天然蛋白质的合成过程天然蛋白质的合成过程遵循中心法则，并需经过高级空间结构的转变遵循中心法则，并需经过高级空间结构的转变.途径途径:

9、预期的蛋白质功能预期的蛋白质功能设计预期的蛋白质结构设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）（基因）蛋白质蛋白质三维结构三维结构氨基酸序氨基酸序列多肽链列多肽链基因基因DNADNA预期预期功能功能DNADNA合成合成分子分子设计设计mRNA生物生物功能功能转录转录翻译翻译折叠折叠蛋白质工程的目标：蛋白质工程的目标：根据人们对蛋白质根据人们对蛋白质功能功能的特定需求，的特定需求，对蛋白质的对蛋白质的分子结构分子结构进行进行分子设计分子设计。对天然蛋白质进行改造，你对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对认为应该直接对蛋

10、白质分子蛋白质分子进进行操作，还是通过对行操作，还是通过对基因基因的操作的操作来实现？为什么？来实现？为什么？需要通过对基因的操作来实现。需要通过对基因的操作来实现。主要原因：基因编码蛋白质，主要原因：基因编码蛋白质，改造了基因即对蛋白质进行了改造，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以遗传下去。而且改造过的蛋白质可以遗传下去。容易操作，难度要小得多。容易操作，难度要小得多。蛋白质工程流程蛋白质工程流程从预期的蛋白质功能出发从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列找到相应的脱氧核苷酸序列（基因）找到相应的脱氧核苷酸序

11、列（基因）总结：蛋白质工程的概念 蛋白质工程蛋白质工程是指以蛋白质分子的是指以蛋白质分子的_ _ 及其与及其与_的关系作为基的关系作为基础，通过础，通过_或或_，对现有蛋，对现有蛋白质进行白质进行_，或制造一种，或制造一种_ _ ，以满足生产和生活的需求。以满足生产和生活的需求。结构规律结构规律生物功能生物功能基因修饰基因修饰基因合成改造改造新的蛋白质前提前提：原理原理：目的：目的：了解蛋白质的结构和功能了解蛋白质的结构和功能改造基因（基因修饰或基因合成）改造基因（基因修饰或基因合成）定向改造或制造蛋白质定向改造或制造蛋白质异想天开 能不能根据人类需要的蛋白质能不能根据人类需要的蛋白质的结构，

12、设计相应的基因，导入合的结构，设计相应的基因，导入合适的细菌中，让细菌生产人类所需适的细菌中，让细菌生产人类所需要的蛋白质食品呢？要的蛋白质食品呢？理论上是可行的，但目前还没理论上是可行的，但目前还没有真正成功的例子。有真正成功的例子。蛋白质工程的实质对编码蛋白质的基因进行改造对编码蛋白质的基因进行改造1、蛋白质工程的进展：（1）对胰岛素的改造胰岛素的改造 天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体和天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体和六聚体，延缓胰岛素从注射部位进入血液，从六聚体，延缓胰岛素从注射部位进入血液，从而延缓了其降血糖作用，也增加了抗原性，这而延缓了其降血糖作用，也增加了抗原性，这是胰岛素

13、是胰岛素B23-B28B23-B28氨基酸残基结构所致。利用氨基酸残基结构所致。利用蛋白质工程技术改变这些残基，则可降低其聚蛋白质工程技术改变这些残基，则可降低其聚合作用，使胰岛素快速起作用。该合作用，使胰岛素快速起作用。该速效胰岛素速效胰岛素已通过临床实验。已通过临床实验。(2)水蛭素改造水蛭素改造水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特异抑制剂，水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特异抑制剂，它有多种变异体，由它有多种变异体，由65或或66个氨基酸残基组成。水个氨基酸残基组成。水蛭素在临床上可作为抗栓药物用于治疗血栓疾病。蛭素在临床上可作为抗栓药物用于治疗血栓疾病。为提高水蛭素活性，在综合各变异体结构特

14、点的基为提高水蛭素活性，在综合各变异体结构特点的基础上提出改造水蛭素主要变异体础上提出改造水蛭素主要变异体HV2的设计方案，的设计方案，将将47位的位的Asn（天冬酰胺）变成（天冬酰胺）变成Lys（赖氨酸），（赖氨酸），使其与分子内第使其与分子内第4或第或第5位位Thr（苏氨酸）间形成氢（苏氨酸）间形成氢键来帮助水蛭素键来帮助水蛭素N端肽段的正确取向，从而提高抗端肽段的正确取向，从而提高抗凝血效率，试管试验活性提高了凝血效率，试管试验活性提高了4倍，在动物模型倍，在动物模型上检验抗血栓形成的效果，提高上检验抗血栓形成的效果，提高20倍。倍。(3)(3)生长激素改造生长激素改造生长激素通过对它特

15、异受体的作用促进细胞和机体生长激素通过对它特异受体的作用促进细胞和机体的生长发育，然而它不仅可以结合生长激素受体，还的生长发育，然而它不仅可以结合生长激素受体，还可以结合许多种不同类型细胞的催乳激素受体，引发可以结合许多种不同类型细胞的催乳激素受体，引发其他生理过程。在治疗过程中为减少副作用，需使人其他生理过程。在治疗过程中为减少副作用，需使人的重组生长激素只与生长激素受体结合，尽可能减少的重组生长激素只与生长激素受体结合，尽可能减少与其他激素受体的结合。经研究发现，二者受体结合与其他激素受体的结合。经研究发现，二者受体结合区有一部分重叠，但并不完全相同，有可能通过改造区有一部分重叠，但并不完

16、全相同，有可能通过改造加以区别。由于人的生长激素和催乳激素受体结合需加以区别。由于人的生长激素和催乳激素受体结合需要锌离子参与作用，而它与生长激素受体结合则无需要锌离子参与作用，而它与生长激素受体结合则无需锌离子参与，于是考虑取代充当锌离子配基的氨基酸锌离子参与，于是考虑取代充当锌离子配基的氨基酸侧链，如第侧链，如第1818和第和第2121位位HisHis（组氨酸）和第（组氨酸）和第1717位位GluGlu（谷氨酸）。实验结果与预先设想一致，但要开发作（谷氨酸）。实验结果与预先设想一致，但要开发作为临床用药还有大量的工作要做。为临床用药还有大量的工作要做。（4 4）治癌酶的改造）治癌酶的改造

17、癌症的基因治疗分二个方面：药物作用癌症的基因治疗分二个方面：药物作用于癌细胞，特异性地抑制或杀死癌细胞；药于癌细胞，特异性地抑制或杀死癌细胞；药物保护正常细胞免受化学药物的侵害，可以物保护正常细胞免受化学药物的侵害，可以提高化学治疗的剂量。疱疹病毒（提高化学治疗的剂量。疱疹病毒（HSVHSV）胸腺）胸腺嘧啶激酶（嘧啶激酶（TKTK）可以催化胸腺嘧啶和其它结）可以催化胸腺嘧啶和其它结构类似物磷酸化而使这些碱基构类似物磷酸化而使这些碱基3-OH3-OH缺乏缺乏,从从而阻断而阻断DNADNA的合成，杀死癌细胞。的合成，杀死癌细胞。HSVTKHSVTK催催化能力可以通过基因突变来提高。从大量的化能力可

18、以通过基因突变来提高。从大量的随机突变中进行筛选出一种酶随机突变中进行筛选出一种酶,在酶活性部位在酶活性部位附近有附近有6 6个氨基酸被替换，催化能力个氨基酸被替换，催化能力2020倍以上。倍以上。（5）应用于微电子方面）应用于微电子方面 生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面。用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有体积小、耗电少和效率高的特点，因此有极为广阔的发展前景。蛋白质工程的发展很快，研究工作很多，蛋白质工程的发展很快，研究工作很多，以上仅介绍了几个例子。蛋白质工程除了以上仅介绍了几个例子。蛋白质工程除了用于改造天然蛋白质或设计制造新的蛋白用于改造天然蛋白质或设计制造新的

19、蛋白质外，其本身还是研究蛋白质结构功能的质外，其本身还是研究蛋白质结构功能的一种强有力的工具，它在解决生物理论方一种强有力的工具，它在解决生物理论方面所起的作用，可以和任何重大的生物研面所起的作用，可以和任何重大的生物研究方法相提并论。究方法相提并论。三、蛋白质工程的进展和前景三、蛋白质工程的进展和前景蛋白质工程汇集了当代分子生物学等学科的蛋白质工程汇集了当代分子生物学等学科的一些前沿领域的最新成就，它把核酸与蛋白质一些前沿领域的最新成就，它把核酸与蛋白质结合、蛋白质空间结构与生物功能结合起来研结合、蛋白质空间结构与生物功能结合起来研究。蛋白质工程将蛋白质与酶的研究推进到崭究。蛋白质工程将蛋白

20、质与酶的研究推进到崭新的时代，为蛋白质和酶在工业、农业和医药新的时代，为蛋白质和酶在工业、农业和医药方面的应用开拓了诱人的前景。蛋白质工程开方面的应用开拓了诱人的前景。蛋白质工程开创了按照人类意愿改造、创造符合人类需要的创了按照人类意愿改造、创造符合人类需要的蛋白质的新时期。蛋白质的新时期。1 1、前景诱人：如用此技术制成的、前景诱人：如用此技术制成的 ，具，具有有 、耗电少和、耗电少和 的特的特点。点。2 2、难度很大：主要是目前科学家对大多数蛋白质、难度很大：主要是目前科学家对大多数蛋白质的的 的了解还很不够。的了解还很不够。电子元件电子元件体积小体积小效率高效率高高级结构高级结构蛋白质工

21、程目前的现状：成功的例子不多，主要蛋白质工程目前的现状：成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的高是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的高级结构，而科学家目前对大多数蛋白质的高级级结构，而科学家目前对大多数蛋白质的高级结构了解很少，要设计出更加符合人类需要的结构了解很少，要设计出更加符合人类需要的蛋白质还需要经过艰辛的探索。蛋白质还需要经过艰辛的探索。项目项目基因工程基因工程蛋白质工程蛋白质工程操作起点操作起点实质实质结果结果基本流程基本流程剪切剪切拼接拼接导入导入表达表达确定蛋白质功能确定蛋白质功能应有的高应有的高级结构级结构应具备的折叠状态应具备的折叠状态应有氨基酸序列应

22、有氨基酸序列应有的应有的碱基序列碱基序列改造的蛋白质改造的蛋白质联系联系蛋白质工程是在基因工程的基础上，蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。延伸出来的第二代基因工程。1 1基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。2 2蛋白质工程的主要目的是对现有蛋白质进蛋白质工程的主要目的是对现有蛋白质进 行改造或生产新的行改造或生产新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需要。蛋白质，以满足人类生产和生活的需要。3 3蛋白质工程直接操作的对象是基因，而不是蛋白质。蛋白质工程直接操作的对象是基因，而不是蛋白质。4 4蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能

23、出发蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发设计设计预期预期 的蛋白质结构的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列找到相应的脱氧核苷酸找到相应的脱氧核苷酸序列。序列。5 5蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的蛋白质工程是指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要。造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。6 6蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因蛋白质工程是在基因工程的

24、基础上，延伸出来的第二代基因工程。工程。2 2、以下有关蛋白质工程的叙述，不正确的是（）、以下有关蛋白质工程的叙述，不正确的是（）A A蛋白质工程的实质是通过改造基因来改造蛋白质蛋白质工程的实质是通过改造基因来改造蛋白质B B蛋白质工程遵循的原理包括中心法则蛋白质工程遵循的原理包括中心法则C C蛋白质工程在设计蛋白质结构时的依据是现有基蛋白质工程在设计蛋白质结构时的依据是现有基因的脱氧核苷酸序列因的脱氧核苷酸序列D D蛋白质工程的基础是基因工程蛋白质工程的基础是基因工程1 1、下列对物质的改造不属于蛋白质工程范畴的是（、下列对物质的改造不属于蛋白质工程范畴的是（）A A胰岛素改造胰岛素改造B

25、B抗体改造抗体改造C C酶的改造酶的改造D D性激素改造性激素改造C3 3、下列关于蛋白质工程应用的叙述，不正确的是（、下列关于蛋白质工程应用的叙述，不正确的是（）A A蛋白质工程生产的产品更符合人类的需要蛋白质工程生产的产品更符合人类的需要B B通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性C C利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素胰岛素D D蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰，合成蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰，合成速效型胰岛素制剂速效型胰岛素制剂CC4 4、蛋白质工程的实质是（）、蛋白质工程的实质是（）A

26、 A改造蛋白质改造蛋白质B B改造改造mRNAmRNAC C改造基因改造基因D D改造氨基酸改造氨基酸5 5、下列围绕蛋白质工程的叙述中错误的是（）、下列围绕蛋白质工程的叙述中错误的是（）A A蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类的需要更加符合人类的需要B B蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构行操作，定向改变分子的结构C C蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在的新型蛋蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在的新型蛋白质分子白质分子D D蛋白质工程的操作起点是从预期蛋白

27、质功能出发，蛋白质工程的操作起点是从预期蛋白质功能出发，设计出相应的基因，并借助基因工程实现设计出相应的基因，并借助基因工程实现B如图为蛋白质工程操作的基本思路，下列叙述不正确如图为蛋白质工程操作的基本思路，下列叙述不正确的是（）的是（）A A代表蛋白质工程操作思路的过程是代表蛋白质工程操作思路的过程是B B代表中心法则内容的是代表中心法则内容的是C C代表转录，代表翻译，代表分子设计，代表转录，代表翻译，代表分子设计，代表代表 DNA DNA合成合成D D蛋白质工程的目的是对基因的结构进行分子设蛋白质工程的目的是对基因的结构进行分子设计，通过基因合成或改造实现计，通过基因合成或改造实现下列哪

28、项不是蛋白质工程中的蛋白质分子设计（）下列哪项不是蛋白质工程中的蛋白质分子设计（）A A对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换B B对不同来源的蛋白质分子进行拼接组装对不同来源的蛋白质分子进行拼接组装C C从氨基酸的排列顺序开始设计全新蛋白质从氨基酸的排列顺序开始设计全新蛋白质D D设计控制蛋白质合成的基因中的核苷酸序列设计控制蛋白质合成的基因中的核苷酸序列下列有关蛋白质工程的叙述，不正确的是（）下列有关蛋白质工程的叙述，不正确的是（）A A收集大量的蛋白质分子结构的信息，以便分析收集大量的蛋白质分子结构的信息，以便分析结构与功能之间的关系结构与功能之间的

29、关系B B蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质功能出发蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质功能出发最终找到脱氧核苷酸序列的过程最终找到脱氧核苷酸序列的过程C CT4T4溶菌酶中引入二硫键提高了它的热稳定性是溶菌酶中引入二硫键提高了它的热稳定性是蛋白质工程应用的体现蛋白质工程应用的体现D D蛋白质工程只能改造现有的蛋白质而不能制造蛋白质工程只能改造现有的蛋白质而不能制造新的蛋白质新的蛋白质B下列关于蛋白质工程说法，错误的是（）下列关于蛋白质工程说法，错误的是（）A A蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的二代蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的二代基因工程基因工程B B实施蛋白质工程的基本途径必须从预

30、期蛋白质功实施蛋白质工程的基本途径必须从预期蛋白质功能出发能出发C C蛋白质工程实施过程中可对关键氨基酸直接置换蛋白质工程实施过程中可对关键氨基酸直接置换或增删或增删D D构建基因表达载体也是蛋白质工程的核心步骤构建基因表达载体也是蛋白质工程的核心步骤CB蛋白质工程的基本流程正确的是（）蛋白质工程的基本流程正确的是（）蛋白质分子结构设计蛋白质分子结构设计 DNADNA合成合成 预期蛋白预期蛋白质功能质功能 据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列A AB BC CD D胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，

31、会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响如图是用蛋白胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图推断下列说法不正质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图推断下列说法不正确的是（）确的是（）BB B通过通过DNADNA合成形成的新基因应与原基因结合后转移到大肠杆合成形成的新基因应与原基因结合后转移到大肠杆菌等受体细胞中才能得到准确表达菌等受体细胞中才能得到准确表达C C若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有若要利用大肠杆菌生产速效胰

32、岛素，需用到的生物工程有蛋白质工程、基因工程和发酵工程蛋白质工程、基因工程和发酵工程D D图中合成出新的胰岛素基因最关键的一步是构建新的胰岛图中合成出新的胰岛素基因最关键的一步是构建新的胰岛素模型素模型A A图中构建新的胰图中构建新的胰岛素模型的主要依据岛素模型的主要依据是蛋白质的预期功能是蛋白质的预期功能C如图是蛋白质工程的示意图，有关叙述正确的是（如图是蛋白质工程的示意图，有关叙述正确的是（）A A蛋白质工程流程的顺序是蛋白质工程流程的顺序是A A、B B、C C、D D、E E、F F、G GB BA A、B B过程是在细胞核内完成的，过程是在细胞核内完成的，C C过程是在细胞过程是在细

33、胞质内完成的质内完成的C CG G过程的完成依赖于基因修饰或基因合成过程的完成依赖于基因修饰或基因合成D D蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作行操作如图是用蛋白质工程设计的速效胰岛素的生产过程，如图是用蛋白质工程设计的速效胰岛素的生产过程，有关叙述正确的是（）有关叙述正确的是（）A A合成新的胰岛素基因是蛋白质工程的关键合成新的胰岛素基因是蛋白质工程的关键B B构建新的胰岛素模型的主要依据是胰岛素的预期构建新的胰岛素模型的主要依据是胰岛素的预期结构结构C C设计速效胰岛素的过程中，最终要对胰岛素的结设计速效胰岛素的过程中，最终要对胰岛素的

34、结构进行改造构进行改造D D设计速效胰岛素的过程中，需要运用碱基互补配设计速效胰岛素的过程中，需要运用碱基互补配对原则对原则基因工程与蛋白质工程的区别是（）基因工程与蛋白质工程的区别是（）A A基因工程需对基因进行操作，蛋白质工程不对基基因工程需对基因进行操作，蛋白质工程不对基因进行操作因进行操作B B基因工程合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工基因工程合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程可以合成非天然存在的蛋白质程可以合成非天然存在的蛋白质C C基因工程是分子水平操作、蛋白质工程是细胞水基因工程是分子水平操作、蛋白质工程是细胞水平（或性状水平）平（或性状水平）D D蛋白质工程完全不同于基因工程

35、蛋白质工程完全不同于基因工程B人们发现，蛛丝蛋白比蚕丝蛋白更细，但强度却是更人们发现，蛛丝蛋白比蚕丝蛋白更细，但强度却是更大，于是就有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推大，于是就有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推出其基因结构，以指导对蚕丝蛋白基因的修改，从而出其基因结构，以指导对蚕丝蛋白基因的修改，从而让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝，此过程的名称让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝，此过程的名称和依据的原理分别是（）和依据的原理分别是（）A A基因突变：基因突变：DNARNADNARNA蛋白质蛋白质B B基因工程：基因工程：RNARNARNARNA蛋白质蛋白质C C基因工程：基因工程：DNAR

36、NADNARNA蛋白质蛋白质D D蛋白质工程：蛋白质蛋白质工程：蛋白质RNADNARNARNADNARNA蛋白质蛋白质A蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代基因工程如图示意蛋白质工程流程，图中、代基因工程如图示意蛋白质工程流程，图中、在遗传学上依次表示（）在遗传学上依次表示（）A A转录和翻译转录和翻译B B翻译和转录翻译和转录C C复制和转录复制和转录D D传递和表达传递和表达如图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下如图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题：列问题：（1 1）代表蛋白质工程操作思路的过程是）代表蛋白质工程操作思路

37、的过程是 ，代表中，代表中心法则内容的是心法则内容的是 （填写数字）（填写数字）（2 2）写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容：）写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容：，（3 3）蛋白质工程的目的是）蛋白质工程的目的是 ，通过通过 来实现来实现（4 4）从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则）从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是是 的的转录转录翻译翻译折叠折叠分子设计分子设计DNADNA合成合成对蛋白质的结构进行分子设计对蛋白质的结构进行分子设计基因合成或改造基因合成或改造相反相反1、你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工程有、你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工

38、程有什么关系？我国科学家承担了什么任务？什么关系？我国科学家承担了什么任务？旁栏思考题旁栏思考题人类蛋白质组计划是继人类基因组计划之后，生命科学乃至自然领域一项人类蛋白质组计划是继人类基因组计划之后，生命科学乃至自然领域一项重大的科学命题。重大的科学命题。2001年，国际人类蛋白质组组织宣告成立。年，国际人类蛋白质组组织宣告成立。2003年，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执行的“人类肝脏蛋白质组计划人类肝脏蛋白质组计划”；另一项是以美国科学家牵头的；另一项是以美国科学家牵头的“人类人类血

39、将蛋白质组计划血将蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质组计划的帷幕。，由此拉开了人类蛋白质组计划的帷幕。“人类肝脏蛋白质组计划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重大国际计划，由我国贺福初院士牵头，这是中国科学家第一次领衔重大国际科研协作计划，总部设在北京。它的科学目标是揭示并确认肝脏的蛋科研协作计划，总部设在北京。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。学基础。随后

40、，相继启动了由德国、瑞士、英国、加拿大和日本等国牵头的随后，相继启动了由德国、瑞士、英国、加拿大和日本等国牵头的各类蛋白质组计划。人类蛋白质组计划的深入研究将是对蛋白质工各类蛋白质组计划。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。程的有力推动和理论支持。2、对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对、对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？来实现？答：毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质改答：毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造，主要原因如下造，主要原因如下（1）、任何一

41、种天然蛋白质都是由基）、任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造。即使过的蛋白质可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造。即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。（2）、对基因进行改造比对蛋白质直接进行改造要容易）、对基因进行改造比对蛋白质直接进行改造要容易操作，难度要小得多。操作，难度要小得多。异想天开异想天开能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，导入合适的

42、细菌中，让细菌生产人类所需要的蛋因，导入合适的细菌中，让细菌生产人类所需要的蛋白质食品呢？白质食品呢？理论讲可以，但目前还没有真正成功的例子。一理论讲可以，但目前还没有真正成功的例子。一些报道利用细菌生产人类需要的蛋白质往往都是些报道利用细菌生产人类需要的蛋白质往往都是自然界已经存在的蛋白质，并非完全是人工设计自然界已经存在的蛋白质，并非完全是人工设计出来而自然不存在的蛋白质。主要原因是蛋白质出来而自然不存在的蛋白质。主要原因是蛋白质的高级结构非常复杂，人类对蛋白质的高级结构的高级结构非常复杂，人类对蛋白质的高级结构和在生物体内如何行使功能知之甚少，很难设计和在生物体内如何行使功能知之甚少，很难设计出一个崭新而又具有生命功能作用的蛋白质，而出一个崭新而又具有生命功能作用的蛋白质，而且一个崭新的蛋白质会带来什么危害也是人们所且一个崭新的蛋白质会带来什么危害也是人们所担心的。担心的。