生物选修3专题1基因工程.ppt

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1、专题1:基因工程,基因工程的概念,基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。,1.1 DNA重组技术的基本工具,一.限制性核酸内切酶“分子的手术刀”二.DNA连接酶“分子缝合针”三.基因进入受体细胞的体“分子运输车”,一、限制性核酸内切酶“分子手术刀”,（1）性质：一

2、种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成。,（2）分布：主要在原核生物中。迄今从不同的微生物中分离出了约4000种限制酶。（3）限制酶在原核生物中的作用是什么吗？原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，限制酶是原核生物的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，使之失效，达到保证自身的安全的目的。,（4）为什么细菌中限制酶不剪切细菌本身的DNA？因为微生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，对于外源入侵的DNA可以降解；含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或

3、者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。（5）限制酶所识别的序列有什么特点？所识别序列的中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。,（5）作用结果：产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。,（6）用同一种限制性酶处理不同DNA片段，会形成同样的黏性末端，可进行重组。,2、DNA连接酶“分子缝合针”,（1）作用：将双链的DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。,（2）种类：Ecoli DNA 连接酶 从大肠杆菌中分离得到，只能将双链DNA片段互补的粘性末端之间连接起来，不能将双

4、链DNA片段平末端之间进行连接。T4 DNA 连接酶 从T4噬菌体中分离得到，既可“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接平末端之间的效率比较低。,（3）DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？不是一回事。相同点：两者都是形成磷酸二酯键。不同点：DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，不需要模板。,3、基因进入受体细胞的运载体,常用运载体：质粒、噬菌体、动植物 病毒质粒存在：存在于细菌及酵母菌的染色体以外。特性：是很小的环状DNA分子，在细

5、胞染色体外能够自我复制。,大肠杆菌质粒的分子结构示意图,大肠杆菌质粒的分子结构示意图,天然的DNA分子可以直接用做基因工程载体吗？为什么？作为运载体的条件：（1）必需有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到运载体上去，而且这些位点所处的位置，还必须是在质粒本身需要的基因片段之外，这样才不至于因目的基因的插入而失活。（2）必需具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制。,（3）必需带有标记基因，以便重组后进行重组子的筛选。（4）必需是安全的，不会对受体细胞有害，或不能进入到受体细胞外的其他生物细胞中的。（5）分子大小应适合，以便提取和在体外进行操作。

6、故天然的DNA分子一般不能直接用做基因工程运载体。,1.2、基因工程的基本操作程序,1、目的基因的获取；2、基因表达载体的构建；3、将目的基因导入受体细胞；4、目的基因的检测与鉴定；,1、目的基因的获取,目的基因是人们所需要转移或改造的基因，获取目的基因是实施基因工程的第一步。如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，还有植物的抗病（抗病毒、抗细菌）基因、种子贮藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因、干扰素基因等。,人工合成基因法1）反转录法：以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需的基因。,目的基因的mRNA,单链DNA(cDNA),双链DNA(

7、即目的基因),反转录,合成,2）根据已知的氨基酸序列合成DNA法：根据已知蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使RNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测出它的结构基因的核苷酸序列，再通过化学方法，以单核苷酸为原料合成目的基因。,蛋白质的氨基酸序列,mRNA的核苷酸序列,结构基因的核苷酸序列,推测,推测,目的基因,化学合成,哪些新技术能大大简化基因工程的操作技术？1）DNA序列自动测序仪：对提取出来的基因进行核苷酸序列分析。2）PCR技术：使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增。,利用PCR技术扩增目的基因,利用PCR技术扩增,概念：PCR全称为_，是一项 在生物_复制_的核酸合成技术,条件：

8、_、_、_(做启动子)、_.前提条件：,原理：_,方式：以_方式扩增，即_（n为扩增循 环的次数）,结果：,聚合酶链式反应,体外,特定DNA片段,DNA复制,已知基因的核苷酸序列,四种脱氧核苷酸,一对引物,DNA聚合酶,指数,2n,使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增,PCR技术扩增过程,a、DNA变性（90-96）：双链DNA模板 在热作用下，_断裂，形成_,b、退火（复性25-65）：系统温度降低，引 物与DNA模板结合，形成局部_。,c、延伸（70-75）：在Taq酶的作用下，从 引物的5端3端延伸，合成与模板互补 的_。,氢键,单链DNA,双链,DNA链,PCR原理,变性,3）从基

9、因文库中获取目的基因：基因文库:将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因,称为基因文库。基因组文库:基因文库中包含了一种生物所有的基因,这种基因文库叫做基因组文库.部分基因文库:基因文库中包含了一种生物的一部分基因,这种基因文库叫做部分基因文库.,2、基因表达载体的构建核心,目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够在表达和发挥作用。单独的DNA片段目的基因是不能稳定遗传的。构建表达载体的目的是为了使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能表达和发挥作用。,用一定的限

10、制酶切割质粒，使其出现一个切口，露出黏性末端。用同一种限制酶切断目的基因，使其产生同样的黏性末端。将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，再加入适量DNA连接酶，形成了一个重组DNA分子（重组质粒）。,质粒,DNA分子,一个切口两个黏性末端,两个切口获得目的基因,DNA 连接酶,重组DNA分子（重组质粒）,经此过程，基因表达载体的构建就成功了？,同一种 限制酶,基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因,启动子：一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质。,终止子：也是一段有特殊结构的DNA片

11、段，位于基因的尾端，使转录在所需要的地主停止下来。,作为基因工程表达载体，只需含有目的基因就可以完成任务吗？为什么？不可以。因为目的基因在表达载体中得到表达并发挥作用，还要有启动子、终止子和标记基因等。必须构建上述元件的主要理由是：（1）生物之间进行基因交流，只有使用受体生物自身基因的启动子才能比较有利于基因的表达（2）通过cDNA文库获得的目的基因没有启动子，只将编码序列导入受体生物中无法转录；（3）目的基因是否导入受体生物中需要有筛选标记；,3、将目的基因导入受体细胞,转化：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。常用的受体细胞：有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母

12、菌和动植物细胞等。将目的基因导入受体细胞的原理借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。,方法：将目的基因导入植物细胞：农杆菌转化法（双子叶植物和祼子植物）、基因枪法（单子叶植物）、花粉管通道法将目的基因导入动物细胞：显微注射法将目的基因导入微生物细胞：感受态细胞,将目的基因导入植物细胞,农杆菌转化法,将目的基因导入微生物细胞,大肠杆菌细胞最常用的转化方法是:首先用Ca2+处理细胞,以增大细菌细胞壁的通透性,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,这种细胞称为感受态细胞.第二步是将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程.第二

13、步目的基因在受体细胞内，随其繁殖而复制，由于细菌繁殖的速度非常快，在很短的时间内就能获得大量的目的基因。,导入过程完成后，全部受体细胞都能摄入重组DNA分子吗？真正能摄入重组DNA分子的受体细胞很少要对受体细胞作怎样的处理？对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测怎样进行检测？通过目的基因上的标记基因，进行筛选和检测,4、目的基因的检测与鉴定,检测：（分子水平）检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因：方法DNA分子杂交（DNA+DNA)检测目的基因是否转录出了mRNA：方法DNA分子杂交(DNA+MRNA)检测目的基因是否翻译成蛋白质：方法抗原抗体杂交（如果有，表示目的基因已经进行了翻

14、译）,DNA分子杂交技术,分子探针：核酸分子探针是指特定的已知核酸片段（目的基因片段），能与互补核酸序列退火杂交，用于对待测核酸样品中特定基因顺序的探测。满足条件：（1）必须是单链；（2）带有容易被检测出来的标记物（如放射性同位素标记）。核酸分子杂交实质上是用已知序列的DNA或RNA片段作为探针与待测样品的DNA或RNA序列进行核酸分子杂交。,DNA分子杂交示意图,如果显示出杂交带，就表明待测样品含有目的基因或目的基因已经转录。,DNA分子杂交示意图,用DNA分子杂交技术可鉴定两个物种之间的亲缘关系的远近。将两种生物的DNA分子的单链放在一起，如果这两个单链具有互补的碱基序列，那么，互补的碱基

15、序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链。如果杂合部位多，则亲缘关系近，反之则远。,鉴定：（个体水平）抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等,将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。,1.3、基因工程的应用,（一）、植物基因工程硕果累累（二）、动物基因工程前景广阔含基因工程药品异军突起（三）、基因治疗曙光初照（四）、基因工程与环境保护,（一）、植物基因工程硕果累累,转基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力,以及改良弄作物的品质和利用植物生产药物等方面.,1.抗虫转基因植物,转

16、基因抗虫水稻（绿色植株）与对照（黄色枯萎植株）,1.抗虫转基因植物,2.抗病转基因植物,2.抗病转基因植物,转基因番木瓜 抗环斑病毒,2.抗病转基因植物,遭到玉米螟侵害和真菌感染的普通玉米(左)与Bt玉米(右),3.抗逆转基因植物,4.利用转基因改良植物的品质,富含赖氨酸的转基因玉米,4.利用转基因改良植物的品质,转基因矮牵牛呈现出原本没有的花色变异（左侧为对照，中间和右侧为转基因后的变异）,4.利用转基因改良植物的品质,转基因耐贮藏番茄（左）和普通番茄（右）,4.利用转基因改良植物的品质,转乙肝抗原基因的西红柿预防乙肝,基因工程在农业上的应用,Bt毒蛋白基因,病毒外壳基因和病毒复制酶基因,几

17、丁质酶基因和抗毒素合成基因,调节细胞渗透压的基因,抗冻蛋白基因,抗除草剂基因,富含赖氨酸的蛋白质编码基因,控制番茄果实成熟的基因,植物花青素代谢有关的基因,植物转基因技术流程示意图,植物转基因技术流程示意图,细胞,基因分离,目的基因载体（质粒）,基因导入载体（重组质粒）,受体细胞,组织或细胞,目的基因,农杆菌转化法基因枪转化法,转化组织或细胞,转化与未转化植株,转基因植株,选优,筛选,移苗入土,（二）、动物基因工程前景广阔,什么叫转基因动物？是指把人或哺乳动物的某种基因导入到哺乳动物(如鼠、兔、羊和猪)的受精卵里，目的基因若与受精卵染色体DNA整合，细胞分裂时，该基因随染色体的倍增而倍增，使每

18、个细胞中都带有目的基因，使性状得以表达，并稳定地遗传给后代，从而获得基因产品。这样一种新的个体，称为转基因动物。,“转基因荧光猪”,不含胆固醇的转基因小鼠,荧光斑马鱼,荧光热带鱼,转基因幼猴和母亲,首只转基因猴降生,转基因蝴蝶,动物基因工程前景广阔,1.用于提高动物生长速度2.用于改善畜产品的品质3.用转基因的动物作器官移植的供体4.用转基因的动物生产药物,转基因鲑鱼(上)与同年龄的野生鲑鱼(下),1.用于提高动物生长速度,2.用于改善畜产品的品质3.用转基因的动物作器官移植的供体人体移植器官短缺是一个世界性难题。由于猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似，而且猪体内隐藏的、可导致人类疾病的

19、病毒要远远少于灵长类动物，科学家将目光集中在小型猪身上，是否可以用猪的器官来解决人类器官的来源问题呢？实现这一目标的最大难题是免疫排斥。目前科学家正试图利用基因工程方法对猪的器官进行改造，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。,4.用转基因的动物生产药物,乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷),带有人凝血因子基因的转基因羊(1998),羊奶可治血友病,4.用转基因的动物生产药物,4.用转基因的动物生产药物,为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？1）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。2）从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，表达的蛋白

20、质已经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。3）从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可无限繁殖。,5.基因工程药品异军突起,在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素直接生物体的哪些结构中提取？药品直接从生物的组织、细胞或血液中提取。传统生产方法的缺点有哪些？由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。可利用什么方法来解决上述问题？利用基因工程方法制造“工程菌”，可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。,胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。,将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素

21、！使其价格降低了30%-50%!,5.基因工程药品异军突起,干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对治疗某些癌症和白血病也有一定疗效。传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提取，从人血中提取干扰素，300L血才提取1mg！,19801982年，科学家用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素。通过基因工程的方式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌，每1Kg的培养液可提取2040mg干扰素。,治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体，并从中

22、提取生长激素。现可利用基因工程方法，将人的生长激素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于6万具尸体的全部产量。,（三）、基因治疗曙光初照,基因诊断：也称为DNA诊断或基因探针技术，即在DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。探针制备：放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子；原理：利用DNA分子杂交原理；互补的DNA单链能够在一定条件下结合成双链，即能够进行杂交。这种结合是特异的，即严格按照碱基互补配对进行。因此，当用一段已知基因的核苷酸序列作为探针，与被测基因进行接触，若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测基因

23、中含有已知的基因序列。,基因诊断技术在什么方面发展迅速？在诊断遗传性疾病方面发展迅速。目前已经可以对几十种遗传病进行产前诊断。举例1）珠蛋白的DNA探针 镰刀状细胞贫血症2）苯丙氨酸羧化酶基因探针 苯丙酮尿症3）白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的DNA探针 白血病,基因治疗：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥作用，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的方法实例：患半乳糖血症的患者，由于细胞内半乳糖苷转移酶基因缺陷而缺少半乳糖苷转移酶，使过多的半乳糖在体内积聚，引起肝、脑等功能受损。1971年，美国科学家在体外做了试验，用带有半乳糖苷转移酶基因的噬菌体侵染患者的离体组织细

24、胞，结果发现这些组织细胞能够利用半乳糖了。这表明，用基因替换的方法治疗这种遗传病是可能的。,（四）、基因工程与环境保护,环境监测：基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。,1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来,（四）、基因工程与环境保护,利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。,基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。,通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT

25、等毒害物质。,环境污染治理：,（五）生物芯片,从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出标准图谱。从病人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出病变图谱。通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的DNA信息。基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。,基因工程的特点：,基因工程能够打破种属的界限，在基因水平上改变生物遗传性，并通过工程化手段为人类提供有用的产品及服务。,将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本来不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。那么蛋白质工程的实质又是什么呐？,基因工程的实质：,1.4蛋

26、白质工程,旁栏思考题,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？人类蛋白质组计划是继人类基因组计划之后，生命科学乃至自然科学领域一项重大的科学命题。2001年，国际人类蛋白质组组织宣告成立。之后，该组织正式提出启动了两项重大国际合作行动：一项是由中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”；另一项是以美国科学家牵头执行的“人类血浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质组计划的帷幕。,一、蛋白质工程崛起的缘由,1、基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。2、天然蛋白质不一定完全符合人类生产和生活的需要。蛋白质工程的目的：生产符合人们生活需要的并非自然界已存

27、在的蛋白质。,在已研究过的几千种酶中，只有极少数可以应用于工业生产，绝大多数酶都不能应用于工业生产，这些酶虽然在自然状态下有活性，但在工业生产中没有活性或活性很低。这是因为工业生产中每一步的反应体系中常常会有酸、碱或有机溶剂存在，反应温度较高，在这种条件下，大多数酶会很快变性失活。提高蛋白质的稳定性是工业生产中一个非常重要的课题。一般来说，提高蛋白质的稳定性包括：延长酶的半衰期，提高酶的热稳定性，延长药用蛋白的保存期，抵御由于重要氨基酸氧化引起的活性丧失等。,二、蛋白质工程的基本原理,、蛋白质工程的目标 P26（原理：基因改造）、蛋白质工程流程图：P27,、蛋白质工程概念：P27,蛋白质工程操

28、作程序的基本思路与基因工程有什么不同？答：基因工程是遵循中心法则，从DNAmRNA蛋白质折叠产生功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。蛋白质工程是按照以下思路进行的：确定蛋白质的功能蛋白质应有的高级结构蛋白质应具备的折叠状态应有的氨基酸序列应有的碱基排列，可以创造自然界不存在的蛋白质。,蛋白质工程概念,是指以蛋白质分子的结构规律及其与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。,蛋白质改造工程举例,1水蛭素改造水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特异抑制剂，它有多种变异体，由65或66个氨基酸残基组成。水蛭素在临床上可作

29、为抗栓药物用于治疗血栓疾病。为提高水蛭素活性，在综合各变异体结构特点的基础上提出改造水蛭素主要变异体HV2的设计方案，将47位的Asn（天冬酰胺）变成Lys（赖氨酸），使其与分子内第4或第5位Thr（苏氨酸）间形成氢键来帮助水蛭素N端肽段的正确取向，从而提高凝血效率，试管试验活性提高4倍，在动物模型上检验抗血栓形成的效果，提高20倍。,2生长激素改造生长激素通过对它特异受体的作用促进细胞和机体的生长发育，然而它不仅可以结合生长激素受体，还可以结合许多种不同类型细胞的催乳激素受体，引发其他生理过程。在治疗过程中为减少副作用，需使人的重组生长激素只与生长激素受体结合，尽可能减少与其他激素受体的结合

30、。经研究发现，二者受体结合区有一部分重叠，但并不完全相同，有可能通过改造加以区别。由于人的生长激素和催乳激素受体结合需要锌离子参与作用，而它与生长激素受体结合则无需锌离子参与，于是考虑取代充当锌离子配基的氨基酸侧链，如第18和第21位His（组氨酸）和第17位Glu（谷氨酸）。实验结果与预先设想一致，但要开发作为临床用药还有大量的工作要做。,3胰岛素改造天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体和六聚体，延缓胰岛素从注射部位进入血液，从而延缓了其降血糖作用，也增加了抗原性，这是胰岛素B23-B28氨基酸残基结构所致。利用蛋白质工程技术改变这些残基，则可降低其聚合作用，使胰岛素快速起作用。该速效胰岛素已

31、通过临床实验。,4治癌酶的改造 癌症的基因治疗分二个方面：药物作用于癌细胞，特异性地抑制或杀死癌细胞；药物保护正常细胞免受化学药物的侵害，可以提高化学治疗的剂量。疱疹病毒（HSV）胸腺嘧啶激酶（TK）可以催化胸腺嘧啶和其它结构类似物磷酸化而使这些碱基3-OH缺乏,从而阻断DNA的合成，杀死癌细胞。HSVTK催化能力可以通过基因突变来提高。从大量的随机突变中进行筛选出一种酶,在酶活性部位附近有6个氨基酸被替换，催化能力20倍以上。,三、蛋白质工程的进展和前景,蛋白质工程汇集了当代分子生物学等学科的一些前沿领域的最新成就，它把核酸与蛋白质结合、蛋白质空间结构与生物功能结合起来研究。蛋白质工程将蛋白质与酶的研究推进到崭新的时代，为蛋白质和酶在工业、农业和医药方面的应用开拓了诱人的前景。蛋白质工程开创了按照人类意愿改造、创造符合人类需要的蛋白质的新时期。,下课啦!,