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第三章 基因工程
第四节 基因工程的延伸——蛋白质工程
1．蛋白质工程：是指以蛋白质分子的 及其与 的关系作为基础，通过改造或合成
基因，来改造现有 ，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。
2．蛋白质工程概念理解
基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。
（1）操作： 或基因合成。
（2）结果： 现有蛋白质或制造出 。
（3）目的：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对 进行分子设计。
3．蛋白质工程操作过程
从预期的蛋白质 出发→设计预期的 →推测应有的 →找到并改变相对应的 基因）或
合成新的基因→获得所需要的蛋白质。
一、蛋白质工程崛起的缘由
4．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 ，
进而表现出 。
5．基因工程的局限性：
6．蛋白质工程崛起的缘由：
（1）基因工程原则上只能生产自然界中已存在的 。
（2）天然蛋白质是生物长期进化过程中形成的，它们的结构和功能符合 ，却不一定
完全符合人类 的需要。
二、蛋白质工程的基本原理
7．蛋白质工程的目标：根据人们对蛋白质 的特定需求，对蛋白质的 进行设计
改造。
8．蛋白质工程的实质： （定向改造现有蛋白质或制造新的蛋白质）。
9．天然蛋白质合成过程：天然蛋白质合成的过程是按照 进行的。
基因→ →形成具有特定氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→形式生
物功能
10．蛋白质工程思路
蛋白质工程与天然蛋白质合成的过程 ，而从 出发→设计 →推测
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→找到并改变 或 →获得所需要的蛋白质。
三、蛋白质工程和基因工程的比较
11．蛋白质工程和基因工程的比较
比
较
项
目
蛋白质工程
基因工程
操
作
对
象
基因
操
作
起
点
预期蛋白质功能
目的基因
操
作
水
平
DNA 分子水平
操
作
流
程
预期蛋白质功能→ →推
测氨基酸序列→找到并改变对
应的 （基因）或合成新
基因→获得所需要的蛋白质
目的基因的筛选与获取→构建 →将目的基因
导入 →目的基因的检测与鉴定
结
果
可生产自然界 的蛋白质
可生产自然界已有的蛋白质
实
质
通过改造或合成基因来定向改
造现有蛋白质或制造新的蛋白
质
将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可
以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性
状
联
系
①蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的 ；
②蛋白质工程离不开基因工程，其包含 基本操作。
四、蛋白质工程的应用
1.研发速效胰岛素类似物
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2.延长干扰素体外保存时间
12．降低人对小鼠单抗了抗体的免疫反应
通过 ，将小鼠抗体上 的区域（即 ）“嫁接”到 （即 ）上，经过这样改造的抗
体 。
13．蛋白质工程的应用：其他
（1）改进 或开发新的工业用酶。
（2）改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物光合作用的 ，增加粮食的 。
（3）改造微生物蛋白质的结构，使它 的效果增强。
14．蛋白质工程现状
蛋白质工程是一项难度很大的工程；主要原因是 。
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参考答案：
1． 结构规律 生物功能 蛋白质
【解析】略
2．(1)基因修饰
(2) 改造了 新的蛋白质
(3)蛋白质结构
【解析】略
3． 功能 蛋白质结构 氨基酸序列 脱氧核苷酸序列
【解析】略
4． 基因 本不能产生的蛋白质 新的性状
【解析】略
5．只能生产自然界中已存在的蛋白质
【解析】略
6．(1)蛋白质
(2) 特定物种生存的需要 生产和生活
【解析】略
7． 功能 结构
【解析】略
8．改造或合成基因
【解析】略
9． 中心法则 表达
【解析】略
10． 相反 预期的蛋白质功能 预期的蛋白质结 应有的氨基酸序列
相对应的脱氧核苷酸序列 合成新基因
【解析】略
11． 基因 DNA 分子水平 设计蛋白质结构 脱氧核苷酸序列 基因
表达载体 受体细胞 没有 第二代基因工程 基因工程
【解析】略
12． 改造基因 结合抗原 可变区 人的抗体 恒定区 诱发免疫
反应的强度就会降低很多
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【解析】略
13．(1)酶的性能
(2) 速率 产量
(3)防治病虫害
【解析】略
14．蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而这种高级结构往往十分复杂
【解析】略
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