蛋白质工程(蛋白质工程概念)

蛋白质工程的中心内容就是改造现有的蛋白质，合成新的、自然界并不存在的蛋白质，以满足人们的需要。

这些蛋白质主要是酶。

它的功能是多方面的，比如说生产奶酪必须用一种叫T4的溶菌酶来杀菌。

这种酶在温度接近67℃的时候，3个小时以后活力就仅剩下0.2%，无法维持正常生产。

如果把溶菌酶的结构改造一下，给它动个手术，同样是在67℃的工作温度之下，同样是经过3个小时以后，这种经过改造的溶菌酶的活力一点儿都没减弱，从而大大提高了奶酪生产的效率。

干扰素是一种治疗癌症的特效药，它遇热容易变性，即使把它放在零下70℃的低温环境里，也只能保存很短的一段时间。如果利用蛋白质工程把干扰素的结构改造一下，它就可以保存半年之久。

在基因工程中，蛋白质的生物合成必须依靠很多酶，其中有一种叫核糖核酸的转移酶，它的功能是搬运不同的氨基酸。

专门搬运酷氨酸的核糖核酸转移酶叫酷酸核糖核酸转移酶，如果给这种酶作个小手术，它的催化能力能一下提高25倍。

蛋白质工程在治理环境污染的领域里，也在发挥重要作用。

比如在一些动物、植物的细胞里有一种金属硫蛋白，它们能与镉、汞等重金属结合，从事改造蛋白质的工程师们把这种蛋白质的结构改造了一下，就使它们的治污能力提高了几千倍。

蛋白质工程还能大幅度提高农作物产量。人们发现一种氧合酶能使植物的光合过程大大加快，科学家就通过蛋白质工程改造了这种酶，结果大大提高了植物光合作用的效率，给农业生产带来了巨大的经济效益。

蛋白质工程是20世纪80年代才兴起的，但它发展非常迅速，作为新一代的生物工程，它在工业、农业和医学方面起着重大的作用，人们称它为第二代基因工程；把21世纪称做是蛋白质工程的世纪。

蛋白质工程概念

人工合成基因有以下两种办法：

一·基因工程。

（一）概念：基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。

基因工程的原理及技术

原理：基因重组

第一步：目的基因的获取

1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。

2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。

3.PCR技术扩增目的基因

（1）原理：DNA双链复制

（2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。

第二步：基因表达载体的构建

1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。

2.组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。

第三步：将目的基因导入受体细胞_

1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。

2.常用的转化方法：

将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法。

将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。此方法的受体细胞多是受精卵。

3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。

第四步：目的基因的检测和表达

1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交技

术。

2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用用标记的目的基因作探针与mRNA杂

交。

二·蛋白质工程

1·概念：蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需

求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）。

2·蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。

3·蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工。

程。

4·基本途径：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到。

相对应的脱氧核苷酸序列（基因）以上是蛋白质工程特有的途径；以下按照基因工程的一般步骤。

进行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）