3.3蛋白质工程讲义2023-2024学年高二下学期生物苏教版选择性必修3

3.3蛋白质工程知识巩固 一、蛋白质工程是基因工程的延伸 1．概念：指以蛋白质分子的结构规律及其与 的关系为基础，对编码该蛋白的基因进行有目的的设计改造，以 或制造 。 2．过程 3．结果：生产出符合人们生产和生活需要的、自然界中不存在的蛋白质。 4．蛋白质工程首先要获取基因和蛋白质的结构数据 （1）GenBank是目前全球最为著名的生物大分子数据库。 （2）GenPept是由GenBank中的核酸序列翻译而得到的蛋白质序列数据库。 （3）Entrez数据库查询系统是一个将核酸、蛋白质序列和基因图谱、蛋白质结构数据库整合在一起的综合数据库查询系统。 5．通过基因改造生产目标蛋白质 （1）大面积的定向突变：一般采用基因全合成的方法。 （2）含有单一或少数几个突变位点的定向突变 ①方法：引物定点引入法。 ②实质：是一种寡聚核苷酸介导的定点诱变，能在克隆基因内直接产生各种点突变和区域突变，从而有目的地改造蛋白质分子中某活性部位的一个或几个氨基酸残基，最终达到改善蛋白质的性质和功能的目的。 （3）非定点诱变技术 特点：目的性和针对性不强，突变位点多，有时会产生意想不到的改造效果。 二、蛋白质工程的设计思路与应用 1．提高蛋白质（酶）的稳定性 （1）引入 能显著提高蛋白质（酶）的稳定性。 （2） 可提高蛋白质（酶）的稳定性。 2．改善酶的催化活性 （1）转换氨基酸残基是改善酶催化活性的一种主要思路。 （2）删除末端部分氨基酸序列或某些肽段等也可以改善某些酶的催化活性。 3．消除酶的被抑制特性：转换氨基酸残基可以消除酶的被抑制特性。 · 随堂速测 1.下列有关蛋白质工程的叙述,错误的是（ ） A.蛋白工程可以改造蛋白酶的高级结构,提高酶的活性 B.蛋白质工程可以改造现有的蛋白质或制造出新的蛋白质 C.蛋白质工程是基因工程的延伸,不需要对基因进行操作 D.蛋白质工程进行中难度最大的操作是设计蛋白质的结构 2.蛋白质工程是基因工程的延伸，又称为第二代基因工程。下列关于基因工程和蛋白质工程的叙述正确的是（ ） A.基因工程需用到工具酶，而蛋白质工程无需用到工具酶 B.基因工程用的是现有基因，而蛋白质工程用的是新基因 C.蛋白质工程的操作过程中，需要先合成mRNA，后合成基因 D.蛋白质工程的实施，充分体现了功能决定结构的科学思想 3.如图表示蛋白质工程的基本思路，下列叙述错误的是（ ） A.蛋白质工程的直接操作对象是蛋白质，基因工程的直接操作对象是DNA B.蛋白质工程又称第二代基因工程，通过①②过程传递遗传信息 C.通过⑤过程推测出的基因结构不含启动子和终止子序列 D.可利用抗原一抗体杂交技术检测细胞中是否合成物质a 4.下列关于蛋白质工程的说法，错误的是（ ） A.蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的新型蛋白质分子 B.蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程 C.蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类需要 D.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 5.最早被发现的荧光蛋白是绿色荧光蛋白，科学家通过一定的技术手段获得了黄色荧光蛋白。下列有关研究思路不正确的是（ ） A.需要设计发出黄色荧光的蛋白质的三维结构 B.需要推测出发出黄色荧光蛋白的氨基酸序列 C.需要根据其氨基酸序列合成出相应的mRNA D.需要根据推测的氨基酸序列合成相应的DNA 6.水蛭素可用于预防和治疗血栓。研究人员发现，将水蛭素第47位的天冬酰胺替换为赖氨酸，其抗凝血活性显著提高，可通过奶牛乳腺生物反应器批量生产活性高的水蛭素。下列说法正确的是（ ） A.对水蛭素的改造直接操作对象为水蛭素基因所以属于基因工程的范畴 B.改造好的水蛭素基因可以直接用显微注射法导入奶牛的受精卵细胞中 C.水蛭素基因及其mRNA只能从转基因奶牛的乳腺细胞中提取并检测 D.转基因奶牛的乳汁中是否有水蛭素可用抗原一抗体杂交技术进行鉴定 7.蛋白质工程在农业、医药业及其他工业中有很大的应用价值，下列不属于蛋白质工程应用的是（ ） A.对编码T4溶菌酶基因进行改造可提高T4溶菌酶的耐热性 B.将肠乳糖酶基因导入奶牛中大大降低牛奶中乳糖的含量 C.用赖氨酸替换水蛭素第47位的天冬酰胺以提高它的抗凝血活性 D.通过改造微生物蛋白质的结构来提高其防治病虫害的效果 8.某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W蛋白质，基本过程如图所示