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1、第三节蛋白质工程学习目标：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；课前导学：一、蛋白质工程的概念1蛋白质工程是指通过物理化学、生物化学等技术了解蛋白质的结构与功能，并借助计算机辅助技术、基因定点诱变和重组DNA技术改造,以改造天然蛋白质，甚至创造的蛋白质的技术。2蛋白质工程的关键技术 ，因此又被称为基因工程。二、蛋白质工程的原理(一) 基本流程1. :获得蛋白质分子的结构信息，确定蛋白质的结构。2. :利用已知的蛋白质结构信息，构建蛋白质的空间结构模型。3. :包括基因的分离、诱变、克隆、表达等，它们是蛋白质工程的关键技术。4. :纯化蛋白质，对蛋白质的结构和功能进行测
2、定和分析。5. :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。6将蛋白质序列一一结构一一功能三者的对应关系反馈到第一步并进行下一轮操作，指导构建出所期望的工程蛋白质。(二) 前提条件1. 实施蛋白质工程的前提条件是。2. 了解蛋白质的空间结构主要用两类方法，分别是(三) 对蛋白质改造的类型1. 类型(1) 改:根据氨基酸性质和特点，设计并制造出自然界不存在的全新蛋白质，使之具有特定的氨基酸序列、空间结构和预期功能。(2) 改:是指蛋白质分子中替代某一个肽段或一个特定的结构域。(3) 改:通过基因工程中的定点诱变技术，有目的地改造蛋白质分子中某活性部位的1 个或几个氨基酸残基，以改
3、善蛋白质的性质和功能。技术是改变蛋白质结构的核心技术之一。2. 基因定点诱变技术天门冬氨酸粘说GAC丙氨酸GCC(1) 操作步骤：基因定点诱变技术最常用的技术 。具体的操作步骤是：先合成带有突变位点的，通过PCR扩增而获得的基因，再通过的方法，将突变基因导入受体细胞，经过和.就可合成所需的蛋白质。(2) 特点：和。三、蛋白质工程的应用1. 提髙酶的稳定性：主要是通过改造的结构来提髙酶的热稳定性。方法是通过酶的几种氨基酸；在蛋白质分子中引入。2. 在生物工程制药领域： 利用鼠源杂交瘤抗体处理癌细胞； 鼠一人嵌合抗体：在基因水平上对抗体进行重组，产生和嵌合抗体，对人体的不良反应。 将纤维蛋白溶解酶
4、原激活因子(tPA)中的天门冬酰胺替换成谷氨酰胺后，tPA在血液循环中的停留时 间就会大大延长。质疑讨论：1对天然蛋白质进行改造，是直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？ 2基因定点诱变技术属于人工诱变吗?3列表比较蛋白质工程和基因工程的异同。项目 区别与联系蛋白质工程基因工程区 别过程获取目的基因fffO不断完善。实质定向改造或生产人类所需的O定向改造生物的，以获得人类所需的。结果可生产自然界的蛋白质。只能生产自然界的蛋白质。联 系(1) 蛋白质工程是在基因工程的上，延伸出来的第二代基因工程。(2) 基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造。例题精讲：1.蛋白
5、质工程的实质是)A. 改变氨基酸结构 B.改造蛋白质结构 C.改变肽链结构D.改造基因结构2. 关于蛋白质工程的说法错误的是()A. 蛋白质工程能定向改造蛋白质的分子结构，使之更加符合人类的需要B. 蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子结构C. 蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子D. 要改造蛋白质，必须先了解蛋白质的结构和功能反馈矫正：1. 蛋白质工程制造的蛋白质是A. 天然蛋白质C.可以是自然界中不存在的蛋白质2. 下列关于蛋白质工程的叙述中，错误的是A.蛋白质工程的实现需要多学科技术的参与C.蛋白质工程又称为第二代基因工程()B. 稀有蛋白质D.
6、 血红蛋白质 ()B. 蛋白质工程创造出了新的基因D.定点诱变技术用于蛋白质的“中改”3. 下列属于蛋白质工程应用实例的是D. 结晶牛胰岛素A.巨型小鼠 B.鼠-人嵌合抗体C.多利羊4下图是某种动物蛋白工程的示意图，请分析回答：目前蛋白质工程中难度最大的是图中编号所示的过程，实现过程的依据有若相关蛋白质的核酸片段是从细胞质中获取的，则过程包括、。过程中对核苷酸序列有严格要求的工具酶是，进行过程的目的是精品 word文档 值得下载值得拥有迁移创新：1科学家将B干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提髙B-干扰素的抗病性活性，并且提髙了储存稳定性，
7、该生物技术为D. 细胞工程（）D. 复制（）A.基因工程B.蛋白质工程 C.基因突变2. 天然蛋白质合成遵循的法则是A. 中心法则B. 转录C. 翻译3. （多选题）下列叙述正确的是A.蛋白质工程以基因工程为基础，两者本质上没有区别B. 定点诱变技术是改变蛋白质结构的核心技术之一C. 在蛋白质的肽链之间引入二硫键有利于蛋白质的稳定D. 通过蛋白质工程可以获得符合人类需要的蛋白质4. 下图是利用定点突变技术获取人们所需蛋白质的过程示意图。请据图分析回答相关问题：（1）该图示过程体现了 （至少写出两项）等现代生物技术的综合运用。（2 ）当前基因工程中扩增目的基因常用的方法是，图中（填写图中序号）过
8、程即为此项应用 。（3） W过程需使用的酶 ，它具有的重要特性是； V过程的最终完成必须依赖于酶的作用。（4） 从理论上分析，经过过程可提供人们所需蛋白质的细胞占总数的，理由是第三节 蛋白质工程课前导学：一、1基因定向 自然界不存在 2. 基因工程 第二代二、蛋白质工程的原理（一）基本流程 1.结构分析 2.结构预测与设计 3.基因工程 4.蛋白质纯化 5.功能分析（二）1.了解蛋白质的结构和功能的关系2.X 射线晶体衍射法 核磁共振法（三）对蛋白质改造的类型1. 类型（1）大（2）中（3）小基因定点诱变技术2. 基因定点诱变技术（1）PCR 技术引物 定点突变 基因工程 转录翻译（2）目的性
9、针对性三、蛋白质工程的应用1热 酶 替换 二硫键2人恒定区鼠可变区减少讨论：1通过对基因的操作来实现 2属于3项目区别与联系蛋白质工程基因工程区别过程结构分析获取目的基因f制备重组DNA分子f转化受体细胞一结构预测与设计f基因工稈f筛选重组细胞f蛋白质纯化f实现功能表达。f功能分析f不断完善。实质定向改造或生产人类所需的基因产物_。定向改造生物的基因，以获得人类所需的蛋白质_。结果可生产自然界不存在的蛋白质。只能生产自然界已存在 的蛋白质。联系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。基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造。例题精讲：1.D2.B反馈矫正：1.C 2.D 3.B4. 氨基酸对应的密码子、mRNA与DNA间的碱基配对原则（2分）反转录 诱导突变（定点诱变）限制性核酸内切酶 使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用迁移创新：1.B2.A 3.CD4. （ 1）基因工程、蛋白质工程、细胞工程、 PCR 技术（2 ） PCR技术 II-V（ 3） DNA 聚合酶 热稳定性 DNA 连接酶（4 ） 1/2目的基因导入受体细胞后，经过复制。只有一半的子代DNA分子中含有突变基因，从而控制合成人们所需的蛋白质；另一半子代DNA分子中含有正常基因。
