蛋白质工程及其在食品工业中的应用.课件.pptVIP

第五章

蛋白质工程及其在食品工业中的应用;第一节蛋白质工程概述;酶.几乎全都是蛋白质。

肌肉收缩、精子移动、细胞分裂过程中的染色体移动.

高等生物的有序生长和分化过程。

抗体蛋白能识别和结合特异性的外源物质，使人体具备抵抗各种细菌、真菌和病毒的能力。

由神经细胞膜蛋白构成的离子通道，负责神经冲动的形成和传导。

血红蛋白具有结合和释放氧的能力，是血液中氧、二氧化碳和氢离子的携带者。

另外，人体的毛发和指甲属于角蛋白，而血栓是由血纤蛋白单体聚合而成的。;蛋白质是生命的体现者，离开了蛋白质，生命将不复存在。可是，生物体内存在的天然蛋白质，有的往往不尽人意，需要进行改造。由于蛋白质是由许多氨基酸按一定顺序连接而成的，每一种蛋白质有自己独特的氨基酸顺序，所以改变其中关键的氨基酸就能改变蛋白质的性质。而氨基酸是由三联体密码决定的，只要改变构成遗传密码的一个或两个碱基就能达到改造蛋白质的目的。蛋白质工程的一个重要途径就是根据人们的需要，对负责编码某种蛋白质的基因重新进行设计，使合成的蛋白质变得更符合人类的需要。

;一、蛋白质工程的崛起的缘由;实例1：玉米中赖氨酸的含量比较低;实例2:工业用酶;你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工程有什么关系？我国科学家承担了什么任务？;思考：对天然蛋白质进行改造，你认为应该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？;中心法则（centraldogma）;

复制：是亲代双链DNA按碱基配对原则，准确形成两个相同核苷酸序列的子代DNA分子的过程。两条DNA链都可作为复制的模板。

转录：是以一条DNA链为模板，将DNA链上储存的遗传信息按碱基配对原则准确转换成互补的mRNA的过程。

翻译：是以mRNA为模板，将mRNA上的遗传信息转换成蛋白质的氨基酸序列的过程。

中心法则：遗传信息由DNAmRNA蛋白质的流动途径。;;;;蛋白质工程是指通过生物技术手段对蛋白质的分子结构或者对编码蛋白质的基因进行改造，以便获的更适合人类需要的蛋白质产品的技术。;5、蛋白质工程与基因工程的关系;6、蛋白质工程与酶工程的关系;通常所说的酶工程是用工程菌生产酶制剂，而没有经过由酶的功能来设计酶的分子结构，然后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序列等步骤。因此，酶工程的重点在于对已存酶的合理充分利用，而蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造。当然，随着蛋白质工程的发展，其成果也会应用到酶工程中，使酶工程成为蛋白质工程的一部分。

;基本组成单位--氨基酸;组成生物体蛋白质的20种氨基酸;2.组成生物体蛋白质的20种氨基酸;肽（肽键与肽3);氨基酸残基:多肽链中不完全的氨基酸。

氨基酸由于形成肽键而失去了一分子水，因此表现出其分子的不完整。

氨基末端：多肽链中含有自由α-氨基的一端。简称N-端

羧基末端：多肽链中含有自由α-羧基的一端。简称C-端;;蛋白质的一级结构

蛋白质的一级结构是指氨基酸按一定的顺序通过肽键相连而成的多肽链，也是蛋白质最基本的结构。

每一种蛋白质分子都有自己特有的氨基酸的组成和排列顺序即一级结构，由这种氨基酸排列顺序决定它的特定的空间结构，也就是蛋白质的一级结构决定了蛋白质的二级、三级等高级结构。;蛋白质分子的一级结构;;;蛋白质二级结构

二级结构是指多肽链借助于氢键沿一维方向排列成具有周期性结构的构象，是多肽链局部的空间结构（构象）

主要形式：

α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规卷曲等;;β-转角;蛋白质分子的二级结构;;三级结构

三级结构是指整条多肽链在二级结构的基础上进一步盘曲而成特定格式的三级结构。

四级结构

很多蛋白质分子是由两个或两个以上独立的、具有三级结构的多肽链组成的。

这些多肽链之间只是通过疏水作用等次级键结合成为有序排列的特定的空间结构，形成了四级结构。

在四级结构的蛋白质分子中，每个具有三级结构的多肽链单位称为亚基，亚基多无生物学活性，具有完整四级结构的蛋白质分子才有生物活性。

;;;;蛋白质工程主要包括4大类研究：

第一，利用已知的蛋白质一级结构的信息开发应用研究；

第二，定量确定蛋白质结构-功能关系。这是目前蛋白质工程研究的主体，它包括蛋白质三维结构模型的建立，酶催化的性质、蛋白质折叠和稳定性研究等；

第三，从混杂变异体库中筛选具有特定结构-功能关系的蛋白质；

第四，根据已知结构-功能关系的蛋白质，用人工方法合成它及其变异体.;第二节蛋白质工程的基本步骤

与改造策略;(4)围绕这些关键的基团和结构提出对蛋白质进行改造的方案，并用基因工程的方法去实施。?

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(5)对经过改造的蛋白质进行功能性测定.

;二、