第4节蛋白质工程的原理和应用 学案设计 ■■学习目标 1.概述人们根据基因工程原理，进行蛋白质设计和改造，可以获得性状和功能符合人类需 求的蛋白质 2.举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。 ■■■■自主预习 一、蛋白质工程 ()基础：蛋白质分子的 _及其与 的关系。 (2)手段：通过 或 _基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质。 (3)目的：以满足人类生产和生活的需求。 2理论和技术条件： 以及 技术的迅昼发展」 二、蛋白质工程起的缘由 1.基因工程的实质将 种生物的】 _转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不 能产生的」 ,进而表现出 2基因工程的不足基因工程在原则上只能生产自然界中_ _的蛋白质。 3.天然蛋白质的不足：天然蛋白质的结构和功能符合 生存的需要，却不一定完全 符合」 的需要 4.实例：玉米中赖氨酸的含量比较低，赖氨酸合成过程中两种关键酶的 被替换，就 可以使玉米叶片和种子中游离赖氨酸的含量分别提高5倍和2倍。 三、蛋白质工程的基本原理 1.目标根据人们对 功能的特定需求，对蛋白质的结构进行设计改造。 2.方法 3,流程从预期的蛋白质功能出发一设计预期的 →推测应有的 序 列一找到并改变相对应的 序列基因)或合成新的 →获得所需要的蛋白 质。 四、蛋白质工程的应用 1在医药工业方面的应用 ()研发速效胰岛素类似物科学家通过改造 伸B28位辅氨酸替换为天冬氨酸或 者将它与B29位的赖氨酸交换位置从而有效制了一二 研发出速效胰岛素类似 物。 (2)延长干扰素提高的保存时间将干扰素分子上的一个_ 变成 延长了 干扰素的保存时间。 3)改造抗体将小鼠抗体上 “惊接”到人的抗体上降低了透发人体免疫 反应的强度 2在其他工业和农业方面的应用 (1)改进酶的性能或开发新的工业用酶：利用蛋白质工程获得蛋白酶的多种_ (2)改造某些重要的酶利用蛋白质工程改造参与 的酶，以提高植物光合作用的 效率。第 4 节 蛋白质工程的原理和应用 学案设计 学习目标 1.概述人们根据基因工程原理,进行蛋白质设计和改造,可以获得性状和功能符合人类需 求的蛋白质。 2.举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。 自主预习 一、蛋白质工程 1.概念 (1)基础:蛋白质分子的 及其与 的关系。 (2)手段:通过 或 基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质。 (3)目的:以满足人类生产和生活的需求。 2.理论和技术条件: 、 以及 技术的迅猛发展。 二、蛋白质工程崛起的缘由 1.基因工程的实质:将一种生物的 转移到另一种生物体内,后者可以产生它本不 能产生的 ,进而表现出 。 2.基因工程的不足:基因工程在原则上只能生产自然界中 的蛋白质。 3.天然蛋白质的不足:天然蛋白质的结构和功能符合 生存的需要,却不一定完全 符合 的需要。 4.实例:玉米中赖氨酸的含量比较低,赖氨酸合成过程中两种关键酶的 被替换,就 可以使玉米叶片和种子中游离赖氨酸的含量分别提高 5 倍和 2 倍。 三、蛋白质工程的基本原理 1.目标:根据人们对 功能的特定需求,对蛋白质的结构进行设计改造。 2.方法: 或 。 3.流程:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的 →推测应有的 序 列→找到并改变相对应的 序列(基因)或合成新的 →获得所需要的蛋白 质。 四、蛋白质工程的应用 1.在医药工业方面的应用 (1)研发速效胰岛素类似物:科学家通过改造 使 B28 位脯氨酸替换为天冬氨酸或 者将它与 B29 位的赖氨酸交换位置,从而有效抑制了 ,研发出速效胰岛素类似 物。 (2)延长干扰素提高的保存时间:将干扰素分子上的一个 变成 ,延长了 干扰素的保存时间。 (3)改造抗体:将小鼠抗体上 “嫁接”到人的抗体上,降低了诱发人体免疫 反应的强度。 2.在其他工业和农业方面的应用 (1)改进酶的性能或开发新的工业用酶:利用蛋白质工程获得蛋白酶的多种 。 (2)改造某些重要的酶:利用蛋白质工程改造参与 的酶,以提高植物光合作用的 效率