蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的研究与进展
蛋白质工程的概念原理步骤
蛋白质工程的概念原理步骤蛋白质工程是一种利用基因工程和蛋白质化学技术对蛋白质进行设计、改造和优化的方法。
蛋白质工程的目的是创造新的功能蛋白质或改进已有蛋白质的性能。
下面将介绍蛋白质工程的概念、原理和步骤。
一、蛋白质工程的概念蛋白质工程是一种科学技术，通过改变蛋白质的结构、功能和性能，创造出具有特定功能的新型蛋白质。
蛋白质工程的技术手段主要包括重组蛋白技术、合成蛋白技术和改造蛋白技术等。
蛋白质工程的基本原理是基于对蛋白质结构与功能的深入研究，通过改变蛋白质的氨基酸序列，对蛋白质进行设计、改造和优化，从而实现蛋白质性能的改进和新功能的创造。
二、蛋白质工程的原理蛋白质工程基于对蛋白质的分子结构和生物学功能的深入了解，通过蛋白质的DNA重组、氨基酸序列改变、蛋白质结构预测和模拟等技术手段，对蛋白质进行设计和改造，并通过生物表达、纯化和鉴定等实验手段验证蛋白质性能的改进和新功能的创造。
蛋白质工程的原理主要包括以下几个方面：1. 分子结构与功能的了解：对蛋白质的结构和功能进行深入的研究，包括蛋白质的三维结构、结构域、结构基元、功能位点等。
2. DNA重组技术：通过DNA重组技术，将感兴趣的蛋白质基因与载体进行重组，构建蛋白质表达系统。
这样可以实现对蛋白质氨基酸序列的设计和改变。
3. 氨基酸序列的改变：通过改变蛋白质的氨基酸序列，可以增加、删除或替换氨基酸，从而改变蛋白质的结构和功能。
可以通过点突变、基因片段的插入或删除、全基因组的设计等方式来进行改变。
4. 蛋白质结构预测和建模：通过软件工具和算法，对蛋白质的结构进行预测和模拟。
这能够帮助我们对蛋白质进行结构优化和预测性能变化。
5. 生物表达与鉴定：通过重组蛋白的表达、纯化和鉴定，验证蛋白质工程的效果。
通过比较重组蛋白与野生型蛋白的性能差异，评估蛋白质工程的成功与否。
三、蛋白质工程的步骤蛋白质工程的步骤主要包括以下几个方面：1. 确定研究目标：明确研究的目的和所要改进或创新的蛋白质性能。
蛋白质工程的基本原理
蛋白质工程的基本原理蛋白质工程是一门综合性学科，它涉及生物学、生物化学、分子生物学、生物信息学等多个学科的知识，是一门前沿而又具有挑战性的学科。
蛋白质工程的基本原理主要包括蛋白质结构与功能的关系、蛋白质的设计与改造、蛋白质表达与纯化、蛋白质的性质与功能等方面。
本文将从这几个方面对蛋白质工程的基本原理进行介绍。
一、蛋白质结构与功能的关系。
蛋白质是生物体内最重要的功能分子之一，它们参与了生物体内的几乎所有生命活动。
蛋白质的结构与功能密切相关，蛋白质工程的首要任务就是通过改变蛋白质的结构来实现其功能的改造。
蛋白质的结构包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构，而蛋白质的功能则包括酶活性、配体结合能力、信号转导等。
通过对蛋白质结构与功能的深入研究，可以为蛋白质工程的设计与改造提供理论基础。
二、蛋白质的设计与改造。
蛋白质的设计与改造是蛋白质工程的核心内容，它包括有目的地设计新的蛋白质序列，改造已有的蛋白质结构，以及将蛋白质与其他生物大分子进行融合等。
蛋白质的设计与改造需要借助生物信息学、分子生物学等多种技术手段，例如蛋白质的分子模拟、蛋白质的蛋白质工程技术等。
通过对蛋白质的设计与改造，可以获得具有特定功能的新型蛋白质，从而拓展了蛋白质的应用领域。
三、蛋白质表达与纯化。
蛋白质的表达与纯化是蛋白质工程中的重要环节，它涉及到蛋白质的大量生产与高效纯化。
蛋白质的表达通常采用大肠杆菌、酿酒酵母、哺乳动物细胞等作为表达宿主，而蛋白质的纯化则包括亲和层析、离子交换层析、凝胶过滤等多种技术手段。
通过对蛋白质表达与纯化的研究，可以获得高纯度、高活性的蛋白质样品，为蛋白质的功能研究和应用奠定了基础。
四、蛋白质的性质与功能。
蛋白质的性质与功能是蛋白质工程研究的重点内容，它包括蛋白质的稳定性、溶解性、热稳定性、PH稳定性等性质，以及蛋白质的酶活性、配体结合能力、信号转导等功能。
通过对蛋白质的性质与功能的研究，可以为蛋白质工程的设计与改造提供理论指导，同时也为蛋白质的应用提供了重要参考。
蛋白质工程的原理及应用
蛋白质工程的原理及应用1. 引言蛋白质工程是一种基于对蛋白质结构、功能和相互作用的理解，利用基因技术和蛋白质工程方法对蛋白质进行设计、改造和优化的技术手段。
通过蛋白质工程，可以改变蛋白质的结构、功能和特性，使其具备更好的性能和稳定性，以满足其在医药、农业、工业等领域的广泛应用需求。
2. 蛋白质工程的原理蛋白质工程的基本原理是通过改变蛋白质的氨基酸序列来改变其结构和功能。
根据具体的目的，蛋白质工程可以采用不同的策略和方法，包括有限的点突变、全基因组随机突变、重组和拼接、蛋白质折叠和组装等。
下面将介绍一些常用的蛋白质工程方法。
2.1. 有限的点突变有限的点突变是蛋白质工程中最常用的方法之一。
通过对目标蛋白质的氨基酸序列进行选择性的改变，可以有针对性地改变其结构和功能。
这种方法可以通过合成基因片段、利用已有的突变体或利用DNA重组技术来实现。
有限的点突变可以导致蛋白质的活性、稳定性、抗原性等方面的变化，从而改善其性能。
2.2. 全基因组随机突变全基因组随机突变是一种高通量的蛋白质工程方法。
通过将目标蛋白质的基因导入到宿主细菌或酵母等模式生物中，利用随机突变的方式来改变其氨基酸序列，从而产生大量的突变体。
通过筛选或选择这些突变体，可以获得具有特定性能的蛋白质。
全基因组随机突变的优势在于可以产生大量的突变样本，提高筛选的效率。
2.3. 重组和拼接重组和拼接是一种将不同的蛋白质结合在一起，形成新的蛋白质结构和功能的方法。
通过选择性地将不同蛋白质的基因片段重组和拼接在一起，可以获得具有合并特性的蛋白质。
这种方法常用于合成多肽、融合蛋白和蛋白质亚单位等的制备。
2.4. 蛋白质折叠和组装蛋白质折叠和组装是利用蛋白质的自身折叠和组装机制来改变蛋白质的性质和功能的方法。
通过对蛋白质的折叠序列和结构域进行设计和改造，可以控制和优化蛋白质的折叠和组装过程，以获得具有特定性能的蛋白质。
3. 蛋白质工程的应用蛋白质工程在医药、农业、工业等领域具有广泛的应用。
蛋白质工程
浅谈蛋白质工程摘要: 蛋白质工程是用分子生物学手段对蛋白质进行分子改造的技术。
本文主要介绍了蛋白质工程的基本原理和研究进展。
关键词：蛋白质；蛋白质工程；定点突变一、蛋白质的存在及其重要性蛋白质属于生物有机大分子,可以说它是决定生命存在和运动的最重要的一类物质。
从极其复杂的具有多细胞和组织、器官分化的高等动、植物,到简单的单细胞原核生物甚至无细胞的分子生命形式病毒,一切生命体的繁衍、代谢、生存、发展都离不开蛋白质,蛋白质在构成有机体和完成体内精确的生化代谢和机体多样的生理功能中发挥着重要作用。
从整个生态系统来看,蛋白质的代谢和利用是维持物种关系和生态平衡的重要部分,因为高等动物需要从动植物获得蛋白质做为必须营养物质,而他们的分解代谢又为植物和微生物生存提供大部分氮源。
对于整个自然界来说,蛋白质做为一种主要的有机氮存在方式,它在物质循环中起着重要作用,它的出现和演变对生命的起源和物种的形成、进化无异具有重要的意义。
对于人类社会来说,蛋白质作为基本营养成份是人类生存所需的基本物质,人类不断发展也越来越依赖于对蛋白质的合理利用。
所以说对蛋白质的研究、开发和利用不论过去、现代和将来都是非常重要的研究课题。
二、蛋白质工程诞生的历史背景和学科基础蛋白质工程就是通过对蛋白质结构和功能关系的认识,按人类的需要通过基因工程途径定向地改造和创造蛋白质的理论及实践。
它是一门应用多学科知识和技术的综合性的学科,需要有多学科的基础。
首先,蛋白质结构分子生物学的研究和深入,特别是对酶等蛋白质空间结构的细节的了解认识,为阐明蛋白质的生物学功能和进一步改造蛋白质奠定了基础。
因此可以说蛋白质工程是蛋白质化学和结构分子生物学研究走向深入的产物。
其次,20世纪70年代初建立起来的基因工程技术实现了人们利用大肠杆菌以至于其它宿主系统表达蛋白质的愿望,然而传统的基因工程只能直接操作单个或者数个完整的基因,得到的只能是接近天然存在的蛋白质,而往往又达不到天然蛋白质的某些功能,这就要深入到对基因内部的认识和改造,通过特定碱基改变实现蛋白质局部构象的改变以获得特定的功能,基因定点突变在技术上发挥了重要作用。
高三知识点生物蛋白质工程
高三知识点生物蛋白质工程生物蛋白质工程是现代生物技术领域的一个重要分支，它的出现对于改善人类生活质量、促进医药发展具有重要的意义。
本文将探讨高三生物知识中的蛋白质工程，深入了解其原理、应用和未来发展。
一、蛋白质工程的概念和原理蛋白质工程是通过改变蛋白质的结构和功能，利用现代生物技术手段，创造具备特定功能和特性的新型蛋白质，或者改进现有蛋白质的性质和表达方式。
其原理主要通过研究蛋白质的结构和功能关联，以及蛋白质的基因序列来实现。
二、蛋白质工程的应用1. 药物研发：蛋白质工程在药物研发中发挥了重要的作用。
通过改造蛋白质的结构和功能，可以提高药物的有效性和生物利用度，降低副作用和毒性，进一步提高药物的安全性和疗效。
2. 农业领域：蛋白质工程可以用于农业生产中，通过改变植物的基因表达，使其在抗病虫害、抗逆境等方面具有更好的性能，从而提高作物的产量和质量。
3. 工业应用：蛋白质工程在工业领域中也得到了广泛应用。
例如，通过改造微生物菌株的基因，制造出能够高效产生酶的工业微生物，用于生产生物降解剂、生物染料等工业原料。
4. 环境保护：蛋白质工程可以应用于环境保护领域。
例如，通过改良植物和微生物的基因，使其具有更强的污染物降解能力，从而实现土壤和水体的修复和净化。
三、蛋白质工程的挑战与前景尽管蛋白质工程在各个领域中具有广泛的应用前景，但仍然面临一些挑战。
首先是基因编辑技术的不完善，目前的技术存在着剪切效率低、难以定点编辑等问题；其次是目前对于蛋白质结构与功能的理解还不够深入，限制了蛋白质设计和修饰的效果；此外，生物安全问题也是蛋白质工程发展中需要重视的问题。
然而，蛋白质工程仍然被广泛认为是生物技术的热点领域，它的发展前景十分广阔。
随着技术不断进步，蛋白质工程有望为医学、农业、环境保护等领域的问题提供更好的解决方案。
例如，疫苗的研发、治疗性蛋白质的生产和应用，都将得到更大的突破和进展。
结语蛋白质工程是一门融合了生物学、化学、医学等多学科知识的科学技术。
蛋白质工程
————
————
增加二硫键结构
增加半胱氨酸
找到相应脱氧核苷酸序列——— U G U
基因工程（中心法则）： 基因 表达 多肽 蛋白质
U G C
生物功能
（四）蛋白质工程概念：
1、基础：蛋白质分子的结构规律及其生物功 能的关系。 2、手段：通过基因修饰或基因合成，对现有 的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质。 3、以满足人类的生产和生活的需要。 基因工程是其中的关键技术，因此蛋白质工 程又称为第二代基因工程。 （五）原理： 由预期的蛋白质找到相对应的基因
分别提高5倍和2倍。
二、蛋白质工程的基本原理
（一）蛋白质工程的目标：
根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质 的结构进行分子设计。由于基因决定蛋白质，因此， 要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过 基因来完成。
（二）蛋白质改造类型
1、大改：制造自然界不存在的全新蛋白质
2、中改：在蛋白质分子中替代一个肽段
2、蛋白质工程前景：
1）前景诱人：如用此技术制成的电子元件具
有体积小、耗电少和效率高等特点。 2）困难很大：因为蛋白质工程首先是以蛋白 质的结构为基础，而目 前科学家对大多数的蛋
白质的高级结构了解的
很不够。
三、蛋白质工程的进展和前景
1、蛋白质工程进展：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。该速效胰岛素已通过临床实验。
蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的研究与进展
蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的研究与进展蛋白质工程的研究与进展摘要: 蛋白质是生命的体现者，离开了蛋白质，生命将不复存在。
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。
它所取得的进展向人们展示出诱人的前景。
关键词:蛋白质工程；研究；进展；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。
1、蛋白质工程 1.1蛋白质工程的定义所谓蛋白质工程，就是利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。
1.2蛋白质工程的由来蛋白质工程是在基因工程冲击下应运而生的。
基因工程的研究与开发是以遗传基因，即脱氧核糖核酸为内容的。
这种生物大分子的研究与开发诱发了另一个生物大分子蛋白质的研究与开发。
这就是蛋白质工程的由来。
它是以蛋白质的结构及其功能为基础，通过基因修饰和基因合成对现存蛋白质加以改造，组建成新型蛋白质的现代生物技术。
这种新型蛋白质必须是更符合人类的需要。
因此，有学者称，蛋白质工程是第二代基因工程。
其基本实施目标是运用基因工程的ＤＮＡ重组技术，将克隆后的基因编码加以改造，或者人工组装成新的基因，再将上述基因通过载体引入挑选的宿主系统内进行表达，从而产生符合人类设计需要的“突变型”蛋白质分子。
这种蛋白质分子只有表达了人类需要的性状，才算是实现了蛋白质工程的目标。
1.3蛋白质工程的原理由于基因工程的发展，人们已经可以运用基因重组等理论和方法去设计并制造出预想的各种性能的蛋白质。
这种改变蛋白质的操作可以在蛋白质水平上，也可以在基因水平上。
如基因水平的改变，是在功能基因开发的基础上，对编码蛋白质的基因进行改造，小到可改变一个核苷酸，大到可以加入或消除某一结构的编码序列。
《蛋白质工程》 讲义
《蛋白质工程》讲义一、蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，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。
通俗地说，蛋白质工程就是“在分子水平上对蛋白质进行加工”，就好像是一个极其精细的“分子裁缝”，对蛋白质这个“布料”进行裁剪、拼接和修饰，让它具备我们所期望的性能和功能。
二、蛋白质工程的发展历程蛋白质工程的发展并非一蹴而就，而是经历了一个逐步演进的过程。
早期的研究主要集中在对蛋白质的化学修饰上，试图通过化学方法改变蛋白质的结构和功能。
但这种方法存在很多局限性，比如修饰的位点和程度难以精确控制，而且可能会导致蛋白质的活性降低甚至失活。
随着基因工程技术的兴起，人们能够更加精确地操纵基因，从而为蛋白质工程的发展提供了强大的技术支持。
通过基因重组和定点突变等技术，科学家可以有针对性地改变蛋白质中的氨基酸序列，进而实现对蛋白质结构和功能的改造。
近年来，随着结构生物学、生物信息学和计算机模拟技术的飞速发展，蛋白质工程进入了一个新的阶段。
现在，我们可以在原子水平上解析蛋白质的结构，利用生物信息学方法分析蛋白质的结构与功能关系，并且通过计算机模拟来预测蛋白质结构和功能的变化，从而更加高效、准确地设计和改造蛋白质。
三、蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的基本原理主要包括以下几个方面：1、蛋白质的结构与功能关系要对蛋白质进行工程化改造，首先需要深入了解蛋白质的结构与功能之间的关系。
蛋白质的结构决定了其功能，而功能的实现又依赖于特定的结构。
例如，酶的活性中心的结构决定了其催化反应的特异性和效率。
2、基因指导蛋白质合成蛋白质是由基因编码的，通过对基因进行操作，可以实现对蛋白质的改造。
这就像是给蛋白质的“生产蓝图”进行修改，从而制造出具有新特性的蛋白质。
3、定点突变技术定点突变是蛋白质工程中常用的技术手段之一。
通过在基因中特定的位置引入突变，从而改变蛋白质中相应的氨基酸序列，进而影响蛋白质的结构和功能。
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蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的研究与进展蛋白质工程的研究与进展摘要: 蛋白质是生命的体现者，离开了蛋白质，生命将不复存在。
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。
它所取得的进展向人们展示出诱人的前景。
关键词:蛋白质工程；研究；进展；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。
1、蛋白质工程 1.1蛋白质工程的定义所谓蛋白质工程，就是利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。
1.2蛋白质工程的由来蛋白质工程是在基因工程冲击下应运而生的。
基因工程的研究与开发是以遗传基因，即脱氧核糖核酸为内容的。
这种生物大分子的研究与开发诱发了另一个生物大分子蛋白质的研究与开发。
这就是蛋白质工程的由来。
它是以蛋白质的结构及其功能为基础，通过基因修饰和基因合成对现存蛋白质加以改造，组建成新型蛋白质的现代生物技术。
这种新型蛋白质必须是更符合人类的需要。
因此，有学者称，蛋白质工程是第二代基因工程。
其基本实施目标是运用基因工程的ＤＮＡ重组技术，将克隆后的基因编码加以改造，或者人工组装成新的基因，再将上述基因通过载体引入挑选的宿主系统内进行表达，从而产生符合人类设计需要的“突变型”蛋白质分子。
这种蛋白质分子只有表达了人类需要的性状，才算是实现了蛋白质工程的目标。
1.3蛋白质工程的原理由于基因工程的发展，人们已经可以运用基因重组等理论和方法去设计并制造出预想的各种性能的蛋白质。
这种改变蛋白质的操作可以在蛋白质水平上，也可以在基因水平上。
如基因水平的改变，是在功能基因开发的基础上，对编码蛋白质的基因进行改造，小到可改变一个核苷酸，大到可以加入或消除某一结构的编码序列。
蛋白质水平的改变则主要是对制造出的蛋白质进行加工、修饰，如磷酸化、糖基化等。
蛋白质的化学修饰条件剧烈，无专一性，而基因操作则比较方便，在实施基因操作时，必须预先知道是哪个氨基酸或哪几个氨基酸影响着蛋白质的性状。
就现代生物技术发展水平看，大量新蛋白质通过检测，来确定改变的蛋白质是否具有预期的性状，技术上已是可行的。
1.4蛋白质工程的基本途径目前，在蛋白质工程中最常采用的技术是定点诱变技术，即在特定的位点改变基因上核苷酸的种类，从而达到改变蛋白质性状的目的。
蛋白质工程发展至当代，利用专一改变基因中某个或某些特定核苷酸的技术，可以产生具有工业上和医药上所需性状的蛋白质。
一般来讲对蛋白质所作的改造包括增强酶蛋白的催化能力、稳定性、专一性以及改善酶蛋白质的反应条件等几个方面，已为其大规模的应用创造了条件。
其基本途径如下：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→找到相对应的核糖核苷酸序列（RNA）→找到相对应的脱氧核糖核苷酸序列（DNA） 2、蛋白质工程的研究蛋白质工程修饰、改造的蛋白质为数不算多，但进展较快。
随着基因组测序的国际 ___的快速进展，也带来并已出现了蛋白质高速发展的新阶段。
2.1在医药方面许多蛋白质工程的目标是设法提高蛋白质的稳定性。
在酶反应器中可**酶的半衰期或增强其热稳定性，也可以延**疗用蛋白质的贮存寿命或重要氨基酸抗氧化失活的能力。
在这个领域已取得了一些重要研究成果。
用蛋白质工程来改造特殊蛋白质为制造特效抗癌药物开辟了新途径。
如人的β-干扰素和白细胞-２是两种抗癌作用的蛋白质。
但在它们的分子结构中，有一个不成对的基因，是游离的，因而很不稳定，会使蛋白质失去活性。
当通过蛋白质工程修饰这种不稳定的结构就可以提高这两种抗癌物质的生物活性。
美国的Ｃｅｔｕｓ公司成功地修饰了这两种治疗癌瘤的蛋白质，大大提高了它们的稳定性，已用于临床试验并取得了良好的效果。
具有抗癌作用的蛋白质工程产品免疫球蛋白质是一种高效治癌药物，它能成为征服癌症的“生物导弹”，即具有对准目标杀死特定癌细胞而不伤害正常细胞的特效。
近年来，澳大利亚医学科学研究所的一个微生物研究课题组经过多年的研究后发现了激发基因开始或停止产生癌细胞的蛋白质。
这种蛋白质在癌细胞生长过程中对癌基因起着开通或关闭的作用。
这个发现，对于通过蛋白质工程研制鉴别与控制多种类型的血液癌、固体癌的蛋白质有很好的作用，并为诊断和治疗癌症提供了新的方法。
目前，应用蛋白质工程研究开发抗癌及抗艾滋病等重大疑难病症等方面，均取得了重大进展。
另据实验，蛋白质工程还可以改变α１抗胰蛋白（ＡＴＴ）。
运用此工程技术在ＡＴＴ的Ｍｅｔ３５８和Ｓｅｒ３５９之间切开后，可以与嗜中性白细胞弹性蛋白酶迅速结合而引发抑制作用。
在病理学的氧化条件下可导致Ｍｅｔ３５８变成蛋氨酸硫氧化物使ＡＴＴ不可能与弹性蛋白酶的弹性位点相结合。
通过位点直接诱变，Ｍｅｔ３５８被Ｖａｌ代替就成为抗氧化疗法的ＡＡＴ突变体。
含ＡＡＴ突变体的血浆静脉替代疗法已经用于ＡＡＴ产物基因缺陷疾病患者的治疗，并已取得明显疗效。
2.2在农业方面蛋白质工程正在成为改造农业，大幅度提高粮食产量的新途径。
如植物光合作用是利用白光能将二氧化碳转化成贮成能量淀粉，在植物叶片中普遍存在着一种重要的起催化作用的酶，它能固定住二氧化碳，这种酶叫核酮糖-１．５-二磷酸羧化酶。
而这种酶具有双重性：它既能固定二氧化碳，又会使二氧化碳在光照条件下通过光呼吸作用损失一半，即光合效率只有５０％。
现在。
这种酶的三维结构已经搞清楚了。
参与研究的工作人员认为，可以通过蛋白质工程改造这种酶，控制其不利于人需要的一面，从而大大提高其光合作用效率，增加粮食产量。
近年来，美国坎布里奇的雷普里根公司的科研人员立题，以蛋白质工程作为设计优良微生物农药的新思路，他们实施对微生物蛋白质结构进行修改，仅此一举，使微生物农药的杀虫率提高了１０倍。
2.3在工业方面蛋白质工程在工业上的应用取得的成果亦是很多。
现以改变酶的动力学特性研制出高效除污酶为例说明其应用价值。
酶的动力学基本规律为：酶（Ｅ）－底物（Ｓ）＝酶－底物复合物（ＥＳ）＝酶（Ｅ）＋产物（Ｐ）在这个反应过程中有４个速率常数：Ｅ－Ｓ＝ＥＳ＝Ｅ＋Ｐ在稳态阶段，ＥＳ形成速率与分解速率相等，这个速率就是Ｋｍ（Ｍｉｃｈａｅｌｉｓ常数）。
在数值上，Ｋｍ等于达到最大速率一半时的底物浓度。
Ｖｍａｘ常在反应的初始阶段测定，反应进行中产物浓度将增加，Ｋ４则不可忽视，高浓度的底物会抑制酶活性。
在底物低浓度时，酶的Ｋｍ是关键的参数。
如在枯草杆菌蛋白酶的活性位点内有一个Ｍｅｔ残基，作为去污剂的一种组分，该酶要置于氧化条件下使用。
利用位点直接诱变，用其他１９种氨基酸的任何一种取代这个Ｍｅｔ，这些突变酶在活性方面大不相同，除了ＣＹＳ代替Ｍｅｔ的突变酶外，其他突变酶的活性都下降，而Ｋｍ值提高。
含不可氧化氨基酸（如Ｃｅｒ，Ａｌａ或Ｌｅｎ）的突变酶在１ｍｏｌ/ＬＨ２Ｏ中不失活，而Ｎｅｔ和ＣＹＳ酶则迅速失活。
研究者正是根据突变酶的动力学特性来确定枯草蛋白酶在去污剂中的应用，以提高其除污效率，加强去污作用。
美国、日本等国家的科学工作者利用蛋白质工程研制生物元件来取代“硅芯片”，研制生物计算机，开发生物传感器的蛋白质都取得了重大进展。
还有利用蛋白质（酶）生产模仿羊毛、蚕丝、蜘蛛丝，其强度高、质量轻，均是蛋白质工程取得的应用性研究成果。
3、酶工程的进展当前，蛋白质工程是发展较好、较快的分子工程。
这是因为在进行蛋白质分子设计后，已可应用高效的基因工程来进行蛋白的合成。
最早的蛋白工程是福什特（Forsht）等在1982—1985年间对酪氨酰—t—RNA合成酶的分子改造工作。
他根据XRD（X射线衍射）实测该酶与底物结合部位结构，用定位突变技术改变与底物结合的氨基酸残基，并用动力学方法测量所得变体酶的活性，深入探讨了酶与底物的作用机制。
佩里（Perry）1984年通过将溶菌酶中Ile(3)改成Cys(3)，并进一步氧化生成 Cys(3)-Cys （97）二硫键，使酶热稳定性提高，显著改进了这种食品工业用酶的应用价值。
1987年福什特通过将枯草杆菌蛋白酶分子表面的Asp （99）和Glu（156）改成Lys，而导致了活性中心His（64）质子pKa从7下降到6，使酶在pH＝6时的活力提高10倍。
工业用酶最佳pH的改变预示可带来巨大经济效益。
蛋白工程还可对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性、碱变性等加以改变。
由此可以看出蛋白工程的威力及其光辉前景。
上述各例是通过对关键氨基酸残基的置换与增删进行蛋白工程的一类方法。
另一类是以某个典型的折叠进行“从头设计”的方法。
1988年杜邦公司宣布，成功设计并合成了由四段反平行α—螺旋组成为73个氨基残基的成果。
这显示，按人们预期要求，通过从头设计以折叠成新蛋白的目标已是可望又可及了。
预测结构的模型法，在奠定分子生物学基础时起过重大作用。
蛋白的一级结构，包含着关于高级结构的信息这一点已日益明确。
结合模型法，通过分子工程来预测高级结构，已成为人们所瞩目的问题了。
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。
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