蛋白质工程是在dna分子水平上改造蛋白质吗?

蛋白质工程是指在基因工程的基础上，结合蛋白质结晶学，计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识，通过对基因的人工定向改造等手段，对蛋白质进行修饰、改造和拼接，以生产出能满足人类需要的新型蛋白质的技术。它是在深入了解蛋白质空间结构与功能，在掌握基因操作技术的基础上，用人工合成生产具有新的结构与功能的蛋白质分子。

基本途径：从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，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）

蛋白质工程是指通过蛋白质化学、蛋白质晶体学和动力学的研究，获取有关蛋白质物理和化学等各方面的信息，在此基础上利用生物技术手段对蛋白质的DNA编码序列进行有目的的改造并分离、纯化蛋白质，从而获取自然界没有的、具有优良性质或适用于工业生产条件的全新蛋白质的过程。蛋白质工程的实践依据DNA指导合成蛋白质，人们可以根据需要对负责编码某种蛋白质的基因进行重新设计，使合成出来的蛋白质的结构变得符合人们的要求。由于蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，在技术方面有诸多同基因工程技术相似的地方，因此蛋白质工程也被称为“第二代基因工程”。

1.蛋白质工程的核心流程：预期蛋白质功能--设计预期的蛋白质--推测应有的氨基酸序列--找到对应的脱氧核苷酸序列2.蛋白质工程的操作对象：基因3.蛋白质工程是对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，需要通过基因的修饰或基因的合成。

1、基因工程。基因工程，又称基因操作，DNA重组技术，基因克隆，分子克隆等。克隆就是来自同一祖先的相同副本或拷贝的集合，而获得同一拷贝的过程则称为克隆化，也就是无性繁殖。2、蛋白质工程。蛋白质工程是研究蛋白质的结构及结构与功能的关系，然后人为地设计一个新蛋白质，并按这个设计的蛋白质结构去改变其基因结构，从而产生新的蛋白质。3、蛋白质工程和基因工程的关系。蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，在技术方面有许多同基因工程技术相似的地方，因此人们也把蛋白质工程称为第二代基因工程。4、区别。蛋白质工程就是根据蛋白质的精细结构与功能之间的关系，利用基因工程的手段，按照人类自身的需要，定向地改造天然的蛋白质，甚至创造新的、自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子。基因工程是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内，并在其中进行表达，它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质。

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。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进行研究。蛋白质工程将蛋白质与酶的研究推进到崭新的阶段，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代。蛋白质工程取得的进展向人们展示出了诱人的前景。例如，科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效型药品。如今，生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面。用蛋白质工程方法制成的电子组件，具有体积小、耗电少和效率高的特点，因此有极为广阔的发展前景。

蛋白质工程研究的内容十分广泛，大致可分为两方面：(1)基因水平上的蛋白质改造。这是从根本上实现的蛋白质改造，也就是第二代基因工程。它不再是单纯的基因克隆和表达，而要求进一步的基因操作。基因融合得到的融合基因，可表达得到融合蛋白质，从而改变了蛋白质的结构和功能，或者改变了蛋白质合成的调节机理，从而克隆到已建立的表达系统中；定位诱变在基因水平上改变蛋白质一级结构，以调节蛋白质的高级结构和功能；DNA合成技术用于蛋白质功能片段多肽基因的合成，可创造结构和功能全新蛋白质。（2）蛋白质修饰，即蛋白质翻译后的基因修饰。酶固定化技术在实践中已有广泛的研究和应用。蛋白质分子中基因的化学修饰和生物修饰，也是目前蛋白质工程研究中的一个重要课题。这种修饰往往为了延长蛋白质的稳定性；在临床应用中，延长蛋白质药物的生物半衰期，改变其免疫原性，提高它们对蛋白酶的抗性。

蛋白质工程的基本原理如下：蛋白质工程的目标是,根据人们对蛋白质的功能的特定需求,对蛋白质结构进行分子设计。蛋白质工程的原理，就是指在进行相关操作时遵循的基本原理。天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的：基因→表达（转录和翻译）→形成氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→行使生物功能；而蛋白质工程却与之相反，它的基本途径是：从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→找到相对应的脱氧核苷酸序列。蛋白质工程的实质是改造基因结构。蛋白质工程是通过改造基因结构来改造蛋白质,或制造一种新的蛋白质。蛋白质工程的基本途径：从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）。

蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上,融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域.其内容主要有两个方面：根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质；确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系.在此基础之上,实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能,设计合成具有特定生物功能的全新的蛋白质,这也是蛋白质工程最根本的目标之一.

基因工程，又称基因操作，DNA重组技术，基因克隆，分子克隆等。克隆就是来自同一祖先的相同副本或拷贝的集合，而获得同一拷贝的过程则称为克隆化，也就是无性繁殖。 蛋白质工程是研究蛋白质的结构及结构与功能的关系，然后人为地设计一个新蛋白质，并按这个设计的蛋白质结构去改变其基因结构，从而产生新的蛋白质。 1983年，美国生物学家厄尔默首先提出了“蛋白质工程”的概念，随即被广泛接受和采用。蛋白质工程是以蛋白质结构与功能关系的知识为基础，通过周密的分子设计，把蛋白质改造为合乎人类需要的新的蛋白质。人们利用分子遗传学的知识和对蛋白质结构的了解，在实验室条件下，设计出全新的优良蛋白质。利用基因工程生产的胰岛素就是蛋白质工程的第一个成功范例。 由于蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，在技术方面有许多同基因工程技术相似的地方，因此人们也把蛋白质工程称为第二代基因工程。 蛋白质工程与基因工程的区别 蛋白质工程就是根据蛋白质的精细结构与功能之间的关系，利用基因工程的手段，按照人类自身的需要，定向地改造天然的蛋白质，甚至创造新的、自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子。蛋白质工程自诞生之日起，就与基因工程密不可分。基因工程是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内，并在其中进行表达，它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质。蛋白质工程则更进一步。它可以根据对分子预先设计的方案，通过对天然蛋白质的基因进行改造，来实现对它所编码的蛋白质进行改造。因此，它的产品已不再是天然的蛋白质，而是经过改造的、具有了人类所需要的优点的蛋白质。天然蛋白质都是通过漫长的进化过程而形成的，而蛋白质工程对天然蛋白质的改造，好比是在实验室里加快了进化的过程。

蛋白质工程的中心内容就是改造现有的蛋白质，合成新的、自然界并不存在的蛋白质，以满足人们的需要。这些蛋白质主要是酶。它的功能是多方面的，比如说生产奶酪必须用一种叫T4的溶菌酶来杀菌。这种酶在温度接近67℃的时候，3个小时以后活力就仅剩下0.2%，无法维持正常生产。如果把溶菌酶的结构改造一下，给它动个手术，同样是在67℃的工作温度之下，同样是经过3个小时以后，这种经过改造的溶菌酶的活力一点儿都没减弱，从而大大提高了奶酪生产的效率。干扰素是一种治疗癌症的特效药，它遇热容易变性，即使把它放在零下70℃的低温环境里，也只能保存很短的一段时间。如果利用蛋白质工程把干扰素的结构改造一下，它就可以保存半年之久。在基因工程中，蛋白质的生物合成必须依靠很多酶，其中有一种叫核糖核酸的转移酶，它的功能是搬运不同的氨基酸。专门搬运酷氨酸的核糖核酸转移酶叫酷酸核糖核酸转移酶，如果给这种酶作个小手术，它的催化能力能一下提高25倍。蛋白质工程在治理环境污染的领域里，也在发挥重要作用。比如在一些动物、植物的细胞里有一种金属硫蛋白，它们能与镉、汞等重金属结合，从事改造蛋白质的工程师们把这种蛋白质的结构改造了一下，就使它们的治污能力提高了几千倍。蛋白质工程还能大幅度提高农作物产量。人们发现一种氧合酶能使植物的光合过程大大加快，科学家就通过蛋白质工程改造了这种酶，结果大大提高了植物光合作用的效率，给农业生产带来了巨大的经济效益。蛋白质工程是20世纪80年代才兴起的，但它发展非常迅速，作为新一代的生物工程，它在工业、农业和医学方面起着重大的作用，人们称它为第二代基因工程；把21世纪称做是蛋白质工程的世纪。太空柿子椒太空柿子椒顾名思义就是在太空中培育出的柿子椒，它一个可重达400克，当你第一次见到时，一定会为这个“天外来客”的巨体感到惊讶！我国黑龙江省农科院的科学家，利用我国发射的返回式卫星首次搭载一批粮食、蔬菜和花卉种子，这些巨大柿子椒的种子经过一次太空旅游受到空间环境、宇宙射线、高真空，微重力等因素的影响，使种子发生了在地球上无法发生的变异，然后经过科学家选育3～4代，使其稳定，最后才培育成重达400克的柿子椒新品种。同样经过太空旅游的红小豆、水稻等产量都有不同程度的提高。随着科技的发展，今后将会有更多更丰富的太空食品为我们享受。

蛋白质工程的一般流程可以分为以下步骤：选择目标蛋白质：选择需要改良的蛋白质以及需要改良的性质，为后续的蛋白质改良设计和筛选提供方向和目标。基因克隆和获取目标蛋白：通过基因工程技术，将目标蛋白质的基因克隆到表达载体中，然后用大肠杆菌等高效的细胞表达系统表达出来，并将其纯化。蛋白质结构和功能的分析与预测：对目标蛋白质的生化结构、功能等进行分析，可以预测可能对改良结果产生影响的位点或组分。蛋白质改良设计：依据对结构和功能关键位点的理解，通过点突变、融合、剪切等不同的设计方案来改良目标蛋白的性质和功能，设计到位的改良方案可以大大提升蛋白质性质和性能。筛选和评估：进行大规模的筛选和评估，从中筛选出最具优势的蛋白质改良方案。重复设计和优化：根据筛选结果进行重新设计和优化，不断提高蛋白质的性能和效能。生物学作用机制的研究：对蛋白质改良后的实际作用效应的研究，进一步分析蛋白质的结构、功能及其对生物体的作用效应。生产和应用：对选定的蛋白质进行生产和应用，包括药物开发、工业生产等。

(1)分离纯化目的蛋白，使之结晶,进行分析,得到其空间结构的尽可能多的信息。（2）对目的蛋白的功能作详尽的研究，确定它的功能域。（3）通过对蛋白质的一级结构、空间结构和功能之间的相互关系分析，找出关键的基团和结构。(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。(5)对经过改造的蛋白质进行功能性测定.

蛋白质工程在治理环境污染的领域里，也在发挥重要作用。比如在一些动物、植物的细胞里有一种金属硫蛋白，它们能与镉、汞等重金属结合，从事改造蛋白质的工程师们把这种蛋白质的结构改造了一下，就使它们的治污能力提高了几千倍。蛋白质工程还能大幅度提高农作物产量。人们发现一种氧合酶能使植物的光合过程大大加快，科学家就通过蛋白质工程改造了这种酶，结果大大提高了植物光合作用的效率，给农业生产带来了巨大的经济效益。蛋白质工程是20世纪80年代才兴起的，但它发展非常迅速，作为新一代的生物工程，它在工业、农业和医学方面起着重大的作用，人们称它为第二代基因工程；把21世纪称做是蛋白质工程的世纪。

去书上找 或者百度中只接受基因工程这本书乐友 这好像是高中生物的必修课里的内容

　　蛋白质的改造，从简单的物理、化学法到复杂的基因重组等等有多种方法。物理、化学法：对蛋白质进行变性、复性处理，修饰蛋白质侧链官能团，分割肽链，改变表面电荷分布促进蛋白质形成一定的立体构像等等；生物化学法：使用蛋白酶选择性地分割蛋白质，利用转糖苷酶、酯酶、酰酶等去除或连接不同化学基团，利用转酰胺酶使蛋白质发生胶连等等。以上方法只能对相同或相似的基团或化学键发生作用，缺乏特异性，不能针对特定的部位起作用。采用基因重组技术或人工合成DNA，不但可以改造蛋白质而且可以实现从头合成全新的蛋白质。 　　蛋白质是由不同氨基酸按一定顺序通过肽键连接而成的肽构成的。氨基酸序列就是蛋白质的一级结构，它决定着蛋白质的空间结构和生物功能。而氨基酸序列是由合成蛋白质的基因的DNA序列决定的，改变DNA序列就可以改变蛋白质的氨基酸序列，实现蛋白质的可调控生物合成。在确定基因序列或氨基酸序列与蛋白质功能之间关系之前，宜采用随机诱变，造成碱基对的缺失、插入或替代，这样就可以将研究目标限定在一定的区域内，从而大大减少基因分析的长度。一旦目标DNA明确以后，就可以运用定位突变等技术来进行研究。 　　定位突变蛋白质中的氨基酸是由基因中的三联密码决定的，只要改变其中的一个或两个就可以改变氨基酸。通常是改变某个位置的氨基酸，研究蛋白质结构、稳定性或催化特性。噬菌体M13的生活周期有二个阶段，在噬菌体粒子中其基因组为单链，侵入宿主细胞以后，通过复制以双链形式存在。将待研究的基因插入载体M13，制得单链模板，人工合成一段寡核苷酸（其中含一个或几个非配对碱基）作为引物，合成相应的互补链，用T4连接酶连接成闭环双链分子。经转染大肠杆菌，双链分子在胞内分别复制，因此就得到两种类型的噬菌斑，含错配碱基的就为突变型。再转入合适的表达系统合成突变型蛋白质。 　　盒式突变1985年Wells提出的一种基因修饰技术——盒式突变，一次可以在一个位点上产生20种不同氨基酸的突变体，可以对蛋白质分子中重要氨基酸进行“饱和性”分析。利用定位突变在拟改造的氨基酸密码两侧造成两个原载体和基因上没有的内切酶切点，用该内切酶消化基因，再用合成的发生不同变化的双链DNA片段替代被消化的部分。这样一次处理就可以得到多种突变型基因。 　　PCR技术DNA聚合酶链式反应是应用最广泛的基因扩增技术。以研究基因为模板，用人工合成的寡核苷酸（含有一个或几个非互补的碱基）为引物，直接进行基因扩增反应，就会产生突变型基因。分离出突变型基因后，在合适的表达系统中合成突变型蛋白质。这种方法直接、快速和高效。 　　高突变率技术从大量的野生型背景中筛选出突变型是一项耗时、费力的工作。有两种新的突变方法具有较高的突变率：①硫代负链法：核苷酸间磷酸基的氧被硫替代后修饰物（α－（S）－dCTP）对某些内切酶有耐性，在有引物和（α－（S）－dCTP）存在下合成负链，然后用内切酶处理，结果仅在正链上产生“缺口”，用核苷酸外切酶III从3｀→5｀扩大缺口并超过负链上错配的核苷酸，在聚合酶作用下修复正链，就可以得到二条链均为突变型的基因；②UMP正链法：大肠杆菌突变株RZ1032中缺少脲嘧啶糖苷酶和UTP酶，M13在这种宿主中可以用脲嘧啶（U）替代胸腺嘧啶（T）掺入模板而不被修饰。用这种含U的模板产生的突变双链转化正常大肠杆菌，结果含U的正链被寄主降解，而突变型负链保留并复制。 　　蛋白质融合将编码一种蛋白质的部分基因移植到另一种蛋白质基因上或将不同蛋白质基因的片段组合在一起，经基因克隆和表达，产生出新的融合蛋白质。这种方法可以将不同蛋白质的特性集中在一种蛋白质上，显著地改变蛋白质的特性。现在研究的较多的所谓“嵌合抗体”和“人缘化抗体”等，就是采用的这种方法。

蛋白质工程以什么为基础介绍如下：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需求。也就是说，蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是包含多学科的综合科技工程领域。蛋白质工程就是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究，获得有关蛋白质理化特性和分子特性的信息，在此基础上对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造，通过基因工程技术获得可以表达蛋白质的转基因生物系统，这个生物系统可以是转基因微生物、转基因植物、转基因动物，甚至可以是细胞系统。蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。其内容主要有两个方面：根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质；确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。在此基础之上，实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能，设计合成具有特定生物功能的全新的蛋白质，这也是蛋白质工程最根本的目标之一。

1、相关技术不同：蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过化学、物理和分子生物学的手段进行基因修饰或基因合成；基因工程是核酸凝胶电泳技术、核酸分子杂交技术、细菌转化转染技术、DNA序列分析技术、寡核苷酸合成技术、基因定点突变技术、聚合酶链反应技术。2、物质运用不同：蛋白质工程可以制造一种新的蛋白质；基因工程只能利用已有的现实中已存在的基因。3、实施对象不同：蛋白质工程是对于蛋白质而言的改造和制造；基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术。扩展资料：基因工程的应用：1、美国新泽西州圣巴纳巴斯医学中心生殖医学科学研究所的科学家，利用一项新技术改造了遗传给下一代的基因，制造出30个健康的转基因宝宝。然而，英国获得了首个将“三亲婴儿”商业化的许可证。英国一家生育诊所获准执行“三母婴儿”技术，该技术可以防止遗传疾病通过三种父母遗传给孩子。2、美国FDA（美国食品药品监督管理局）批准了第一个活体基因疗法，这是一个具有里程碑意义的事件，将对转基因用在医疗上产生积极的影响。这项疗法是一个治疗儿童白血病的方案，主要内容是通过基因改造，使患者自身的血红细胞转化为癌细胞杀手。两个月后，FDA又批准了一项针对恶心淋巴瘤细胞疗法。这是从根本上改变过去的治疗方式，调整改变人体自身机能来对抗癌细胞的新创举，为人类利用基因改造技术治疗难治之症开辟了道路。参考资料来源：百度百科-蛋白质工程参考资料来源：百度百科-基因工程

提高蛋白质的稳定性包括以下几个方面：（1）延长酶的半寿期；（2）提高酶的热稳定性；（3）延长药用蛋白的保存期；（4）抵御由于重要氨基酸氧化引起的活性丧失 。葡萄糖异构酶（GI）在工业上应用广泛，为提高其热稳定性，朱国萍等人在确定第138位甘氨酸(Gly138)为目标氨基酸后，用双引物法对GI基因进行体外定点诱变，以脯氨酸（Pro138）替代Gly138，含突变体的重组质粒在大肠杆菌中表达，结果突变型GI比野生型的热半衰期长一倍；最适反应温度提高10～12℃；酶比活相同。据分析，Pro替代Gly138后，可能由于引入了一个吡咯环，该侧链刚好能够填充于Gly138附近的空洞，使蛋白质空间结构更具刚性，从而提高了酶的热稳定性。 免疫球蛋白呈Y型，由二条重链和二条轻链通过二硫键相互连接而构成。每条链可分为可变区（N端）和恒定区（C端），抗原的吸附位点在可变区，细胞毒素或其他功能因子的吸附位点在恒定区。每个可变区中有三个部分在氨基酸序列上是高度变化，在三维结构上是处在β折叠端头的松散结构（CDR），是抗原的结合位点，其余部分为CDR的支持结构。不同种属的CDR结构是保守的，这样就可以通过蛋白质工程对抗体进行改造。鼠单克隆抗体被人免疫系统排斥，它潜在的治疗作用得不到利用。嵌合抗体就是用人抗体的恒定区替代鼠单克隆抗体的恒定区，这样它的免疫原性就显著下降。如用于治疗直肠结肠腺癌（COLORECTALADENOCARCINOMA）的单克隆抗体Mab17－1A。尽管嵌合抗体还存在着免疫原的问题，但仍有几种嵌合抗体通过了临床实验。所谓人缘化抗体就是将抗原吸附区域嫁接到人抗体上，这样抗体上的外源肽链降低到最小，免疫原性也就最小。但是，仅将CDR转接到人抗体上，其抗原吸附能力很小，必须带上几个框架氨基酸残基，才能保持原有的吸附力。这样就存在免疫原性与抗原吸附力之间的矛盾。通过逐个氨基酸替代或计算机模拟分析，可在保持原有吸附力的基础之上，尽可能地降低免疫原性。第一个临床上应用的用于治疗淋巴肉芽肿病和风湿性关节炎的人缘化抗体CAMPATH－1H，尽管疗效显著，但仍有半数以上的患者有免疫反应。而其他人缘化抗体如治疗脊髓性白血病的ANTI－CD33等，其免疫反应可以忽略不计。 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。 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进行研究。蛋白质工程将蛋白质与酶的研究推进到崭新的阶段，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代。蛋白质工程取得的进展向人们展示出了诱人的前景。例如，科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效型药品。如今，生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面。用蛋白质工程方法制成的电子组件，具有体积小、耗电少和效率高的特点，因此有极为广阔的发展前景 。

一、两者的研究对象不同：1、基因工程的研究对象：DNA（即基因）。2、蛋白质工程的研究对象：蛋白质。二、两者的意义不同：1、基因工程的意义：生物工程的主要产品是为社会提供大量优质发酵产品，例如生化药物、化工原料、能源、生物防治剂以及食品和饮料，还可以为人类提供治理环境、提取金属、临床诊断、基因治疗和改良农作物品种等社会服务。2、蛋白质工程的意义：在医药、工业、农业、环保等方面应用前景广泛；对揭示生命现象的本质和生命活动的规律具有重要意义。三、两者的功能不同：1、基因工程的功能：对基因进行拼接。2、蛋白质工程的功能：对蛋白质进行修饰。参考资料来源：百度百科-基因工程（生物学术语）参考资料来源：百度百科-蛋白质工程（概念）

　　蛋白质工程技术应用在食品，化妆品，医疗，工业，农业等方面。 　　蛋白质工程的目标是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。 　　蛋白质工程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。

好多方面啊，医疗、科研、化工等等等啊，你可以找一本相关的简介书或者综述了解一下

目前有哪些蛋白质工程分子改造的常用方法蛋白质工程(protein engineering)是根据蛋白质的结构和生物活力之间的关系，利用基因工程的手段，按照人类需要定向地改造天然蛋白质或设计制造新的蛋白质。蛋白质工程与基因工程密不可分。基因工程是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内，并在其中进行表达，它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质。蛋白质工程则更进一步根据分子设计的方案，通过对天然蛋白质的基因进行改造，来实现对其所编码的蛋白质的改造，它的产品已不再是天然的蛋白质，而是经过改造的，具有人类需要的优点的蛋白质。天然蛋白质都是通过漫长的进化过程自然选择而来的，而蛋白质工程对天然蛋白质的改造则是加快了的进化过程，能够更快、更有效地为人类的需要服务。传统的常规诱变及筛选技术虽然能够创造一个突变基因，产生一个突变蛋白，但这种诱变方法是随机的，很少能导致靶基因或靶蛋白发生改变；在蛋白质水平上的化学修饰虽然能够改变天然蛋白，但其工艺十分繁杂，甚至不能进行，而且由于基因没有改变，不能再产生所修饰的蛋白质。蛋白质工程则不存在这些问题，所以当人们需要某种具有一定特性的蛋白质时，可以通过蛋白质工程，在基因水平上定做一个非天然变异蛋白质。也就是说，蛋白质工程制造的蛋白质的特点是：天然不存在的（人工设计制作）、经特异性改造的和在基因水平上改变的。蛋白质工程的研究内容包括：通过改变蛋白质的活性部位，提高其生物功效；通过改变蛋白质的组成和空间结构，提高其在极端条件下的稳定性，如酸、碱、酶稳定性；通过改变蛋白质的遗传信息，提高其独立工作能力，不再需要辅助因子；通过改变蛋白质的特性，使其便于分离纯化，如融合蛋白b-半乳糖苷酶（抗体）；通过改变蛋白质的调控位点，使其与抑制剂脱离，解除反馈抑制作用等。 研究中通常采用的方法有：在蛋白质分子中引入二硫键以提高蛋白质的稳定性；减少半胱氨酸残基数目以避免错误折叠的可能性；置换天冬酰胺、谷氨酰胺或其他氨基酸，以修饰酶的催化特异性或增加酶的活性等。这些研究首先要对该蛋白质的精细结构和功能关系有深入的了解，具备必要的催化化学和结构化学的知识，然后才能运用基因工程的原理和技术，开展蛋白质工程的探索实验。

A、由概念可知：蛋白质工程是在分子水平上对现有蛋白质的基因分子进行操作，改造基因即改造蛋白质，而且可以遗传，故A错误； B、由概念可知：蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子，故B正确； C、对蛋白质的改造是通过直接改造现有蛋白质的基因来实现的，故C错误； D、蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是不完全相同的，故D错误． 故选：A．

第一节 蛋白质修饰的化学途径一、功能基团的特异性修饰二、基于蛋白质片段的嵌合修饰第二节 蛋白质改造的分子生物学途径一、编码基因的专一性位点和区域性定向突变二、基因融合和基因剪接三、tRNA介导定点搀入非天然氨基酸第三节 重组蛋白质的表达一、目标蛋白质在大肠杆菌中的表达二、目标蛋白质在酵母细胞中的表达三、重组蛋白质在哺乳动物细胞中的表达四、噬菌体显示参考文献

由于蛋白质的高级结构十分复杂，所以成功的例子不多如对胰岛素进行改造，生产速效型药品体外耐保存的干扰素生产高赖氨酸的玉米以及微电子方面的应用

http://www.beta-sheet.org/resources/68-Protein-Engr-for-Mol-Electronics.pdf

现在正处于探索阶段。

能创造出来自然界不存在的蛋白质

A、根据蛋白质工程的概念可知，蛋白质工程生产的产品更符合人类的需要，A正确；B、蛋白质工程可以改变蛋白质的活性，B正确；C、蛋白质工程可以通过改造胰岛素基因来对胰岛素进行改造和修饰，从而合成速效型胰岛素制剂，B正确；C、利用基因工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素，D错误．故选：D．

蛋白质工程的基本途径：从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，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因），最后按照基因工程的一般步骤进行．因此，蛋白质工程的基本操作程序正确的是④→①→⑤→②→③→①． 故选：C．

是的，蛋白质工程是定向的。看蛋白质工程的定义：蛋白质工程就是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究，获得有关蛋白质理化特性和分子特性的信息，在此基础上对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造，通过基因工程技术获得可以表达蛋白质的转基因生物系统。既然是“对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造，通过基因工程技术获得可以表达蛋白质”，就说明蛋白质工程是定向的。

蛋白质工程是一种定制化生物技术，可用于改变蛋白质的结构和功能，以满足特定的需要。在食品领域，蛋白质工程已经应用于改善食品的口感、纹理、营养成分和保存质量等方面。下面是蛋白质工程在食品领域的应用案例：1.改善口感和质地：通过蛋白质工程技术，可以改善食品的口感和质地，如改善制作巧克力时巧克力的质地，使其更容易化开，从而提高其口感。2.增加营养价值：通过蛋白质工程技术，可以增加食品的营养价值。例如，将肉制品中的脂肪含量降低，而同时增加肉制品中的蛋白质含量。3.改善保存质量：通过蛋白质工程技术，可以改善食品的保存质量。例如，将乳制品中的乳化蛋白酪蛋白进行修饰，可以延长乳制品的保质期。4.改善风味：通过蛋白质工程技术，可以改善食品的风味。例如，对于酵母蛋白的改良可以让面包或酒更有风味。综上所述，蛋白质工程技术在食品领域有着广泛的应用，可以为消费者提供更加健康、有营养、口感和纹理更佳，风味更加丰富的食品。

基因工程？

蛋白质工程是新一代的生物工程。蛋白质工程的中心内容是改造现有的蛋白质，生产新的、自然界并不存在的蛋白质来满足人们的需求。这些蛋白质主要是酶。

蛋白质工程是指通过蛋白质化学、蛋白质晶体学和动力学的研究，获取有关蛋白质物理和化学等各方面的信息，在此基础上利用生物技术手段对蛋白质的DNA编码序列进行有目的的改造并分离、纯化蛋白质，从而获取自然界没有的、具有优良性质或适用于工业生产条件的全新蛋白质的过程。蛋白质工程的实践依据DNA指导合成蛋白质，人们可以根据需要对负责编码某种蛋白质的基因进行重新设计，使合成出来的蛋白质的结构变得符合人们的要求。由于蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，在技术方面有诸多同基因工程技术相似的地方，因此蛋白质工程也被称为“第二代基因工程”。

概念 蛋白质工程，是指在基因工程的基础上，结合蛋白质结晶学，计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识通过对基因的人工定向改造等手段，对蛋白质进行修饰，改造和拼接以生产出能满足人类需要的新型蛋白质的技术。研究内容 蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。其内容主要有两个方面：根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质；确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。在此基础之上，实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能，设计合成具有特定生物功能的全新的蛋白质，这也是蛋白质工程最根本的目标之一。 应用提高蛋白质的稳定性 葡萄糖异构酶（GI）在工业上应用广泛，为提高其热稳定性，朱国萍等人在确定第138位甘氨酸(Gly138)为目标氨基酸后，用双引物法对GI基因进行体外定点诱变，以脯氨酸（Pro138）替代Gly138，含突变体的重组质粒在大肠杆菌中表达，结果突变型GI比野生型的热半衰期长一倍；最适反应温度提高10～12℃；酶比活相同。据分析，Pro替代Gly138后，可能由于引入了一个吡咯环，该侧链刚好能够填充于Gly138附近的空洞，使蛋白质空间结构更具刚性，从而提高了酶的热稳定性。 融合蛋白质 脑啡肽(Enk)N端5肽线形结构是与δ型受体结合的基本功能区域，干扰素（IFN）是一种广谱抗病毒抗肿瘤的细胞因子。黎孟枫等人化学合成了EnkN端5肽编码区，通过一连接3肽编码区与人α1型IFN基因连接，在大肠杆菌中表达了这一融合蛋白。以体外人结肠腺癌细胞和多形胶质瘤细胞为模型，采用3H－胸腺嘧啶核苷掺入法证明该融合蛋白抑制肿瘤细胞生长的活性显著高于单纯的IFN，通过Naloxone竞争阻断实验证明，抑制活性的增高确由Enk导向区介导。 蛋白质活性的改变 通常饭后30～60min，人血液中胰岛素的含量达到高峰，120～180min内恢复到基础水平。而目前临床上使用的胰岛素制剂注射后120min后才出现高峰且持续180～240min，与人生理状况不符。实验表明，胰岛素在高浓度（大于10－5mol/L）时以二聚体形式存在，低浓度时（小于10－9mol/L）时主要以单体形式存在。设计速效胰岛素原则就是避免胰岛素形成聚合体。类胰岛素生长因子－I(IGF－I)的结构和性质与胰岛素具有高度的同源性和三维结构的相似性，但IGF－I不形成二聚体。IGF－I的B结构域（与胰岛素B链相对应）中B28－B29氨基酸序列与胰岛素B链的B28－B29相比，发生颠倒。因此，将胰岛素B链改为B28Lys－B29Pro，获得单体速效胰岛素。该速效胰岛素已通过临床实验。 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。疱症病毒（HSV）胸腺嘧啶激酶(TK)可以催化胸腺嘧啶和其他结构类似物如GANCICLOVIR和ACYCLOVIR无环鸟苷磷酸化。GANCICLOVIR和ACYCLOVIR缺少3‘端羟基，就可以终止DNA的合成，从而杀死癌细胞。HSV－TK催化GANCICLOVIR和ACYCLOVIR的能力可以通过基因突变来提高。从大量的随机突变中筛选出一种，在酶活性部位附近有6个氨基酸被替换，催化能力分别提高43和20倍。O6－烷基－鸟嘌呤是DNA经烷基化剂（包括化疗用亚硝基药物）处理以后形成的主要诱变剂和细胞毒素，所以这些亚硝基药物的使用剂量受到限制。O6－烷基－鸟嘌呤－DNA烷基转移酶O6－Alkylguanine－DNAalkyltransferase(AGT)能够将鸟嘌呤O6上的烷基去除掉，起到保护作用。通过反向病毒转染，人类AGT在鼠骨髓细胞中表达并起到保护作用。通过突变处理，得到一些正突变AGT基因且活性都比野生型的高，经检查发现一个突变基因中的第139位脯氨酸被丙氨酸替代。 嵌合抗体和人缘化抗体 免疫球蛋白呈Y型，由二条重链和二条轻链通过二硫键相互连接而构成。每条链可分为可变区（N端）和恒定区（C端），抗原的吸附位点在可变区，细胞毒素或其他功能因子的吸附位点在恒定区。每个可变区中有三个部分在氨基酸序列上是高度变化，在三维结构上是处在β折叠端头的松散结构（CDR），是抗原的结合位点，其余部分为CDR的支持结构。不同种属的CDR结构是保守的，这样就可以通过蛋白质工程对抗体进行改造。 鼠单克隆抗体被人免疫系统排斥，它潜在的治疗作用得不到利用。嵌合抗体就是用人抗体的恒定区替代鼠单克隆抗体的恒定区，这样它的免疫原性就显著下降。如用于治疗直肠结肠腺癌（COLORECTALADENOCARCINOMA）的单克隆抗体Mab17－1A。尽管嵌合抗体还存在着免疫原的问题，但仍有几种嵌合抗体通过了临床实验。所谓人缘化抗体就是将抗原吸附区域嫁接到人抗体上，这样抗体上的外源肽链降低到最小，免疫原性也就最小。但是，仅将CDR转接到人抗体上，其抗原吸附能力很小，必须带上几个框架氨基酸残基，才能保持原有的吸附力。这样就存在免疫原性与抗原吸附力之间的矛盾。通过逐个氨基酸替代或计算机模拟分析，可在保持原有吸附力的基础之上，尽可能地降低免疫原性。第一个临床上应用的用于治疗淋巴肉芽肿病和风湿性关节炎的人缘化抗体CAMPATH－1H，尽管疗效显著，但仍有半数以上的患者有免疫反应。而其他人缘化抗体如治疗脊髓性白血病的ANTI－CD33等，其免疫反应可以忽略不计。

中心法则的逆推

蛋白质工程的目标是,根据人们对蛋白质的功能的特定需求,对蛋白质结构进行分子设计。蛋白质工程的原理，就是指在进行相关操作时遵循的基本原理。天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的：基因→表达（转录和翻译）→形成氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→行使生物功能；而蛋白质工程却与之相反，它的基本途径是：从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→找到相对应的脱氧核苷酸序列。蛋白质工程的实质是改造基因结构。蛋白质工程是通过改造基因结构来改造蛋白质,或制造一种新的蛋白质。蛋白质工程的基本途径：从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）。

蛋白质工程研究的内容十分广泛，大致可分为两方面：(1)基因水平上的蛋白质改造。这是从根本上实现的蛋白质改造，也就是第二代基因工程。它不再是单纯的基因克隆和表达，而要求进一步的基因操作。基因融合得到的融合基因，可表达得到融合蛋白质，从而改变了蛋白质的结构和功能，或者改变了蛋白质合成的调节机理，从而克隆到已建立的表达系统中；定位诱变在基因水平上改变蛋白质一级结构，以调节蛋白质的高级结构和功能；DNA合成技术用于蛋白质功能片段多肽基因的合成，可创造结构和功能全新蛋白质。（2）蛋白质修饰，即蛋白质翻译后的基因修饰。酶固定化技术在实践中已有广泛的研究和应用。蛋白质分子中基因的化学修饰和生物修饰，也是目前蛋白质工程研究中的一个重要课题。这种修饰往往为了延长蛋白质的稳定性；在临床应用中，延长蛋白质药物的生物半衰期，改变其免疫原性，提高它们对蛋白酶的抗性。

1、作用不同蛋白质工程就是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究，获得有关蛋白质理化特性和分子特性的信息。基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。2、手段不同基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。蛋白质工程在此基础上对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造，通过基因工程技术获得可以表达蛋白质的转基因生物系统，这个生物系统可以是转基因微生物、转基因植物、转基因动物，甚至可以是细胞系统。3、工作原理不同基因工程是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。实际上蛋白质工程包括蛋白质的分离纯化，蛋白质结构和功能的分析、设计和预测，通过基因重组或其它手段改造或创造蛋白质。从广义上来说，蛋白质工程是通过物理、化学、生物和基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质。参考资料来源：百度百科-蛋白质工程参考资料来源：百度百科-基因工程

1、基因工程。基因工程，又称基因操作，DNA重组技术，基因克隆，分子克隆等。克隆就是来自同一祖先的相同副本或拷贝的集合，而获得同一拷贝的过程则称为克隆化，也就是无性繁殖。2、蛋白质工程。蛋白质工程是研究蛋白质的结构及结构与功能的关系，然后人为地设计一个新蛋白质，并按这个设计的蛋白质结构去改变其基因结构，从而产生新的蛋白质。3、蛋白质工程和基因工程的关系。蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，在技术方面有许多同基因工程技术相似的地方，因此人们也把蛋白质工程称为第二代基因工程。4、区别。蛋白质工程就是根据蛋白质的精细结构与功能之间的关系，利用基因工程的手段，按照人类自身的需要，定向地改造天然的蛋白质，甚至创造新的、自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子。基因工程是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内，并在其中进行表达，它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质。

一、两者的研究对象不同：1、基因工程的研究对象：DNA（即基因）。2、蛋白质工程的研究对象：蛋白质。二、两者的意义不同：1、基因工程的意义：生物工程的主要产品是为社会提供大量优质发酵产品，例如生化药物、化工原料、能源、生物防治剂以及食品和饮料，还可以为人类提供治理环境、提取金属、临床诊断、基因治疗和改良农作物品种等社会服务。2、蛋白质工程的意义：在医药、工业、农业、环保等方面应用前景广泛；对揭示生命现象的本质和生命活动的规律具有重要意义。三、两者的功能不同：1、基因工程的功能：对基因进行拼接。2、蛋白质工程的功能：对蛋白质进行修饰。参考资料来源：百度百科-基因工程（生物学术语）参考资料来源：百度百科-蛋白质工程（概念）

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。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。这种通过造成一个或几个碱基定点突变，以达到修饰蛋白质分子结构目的的技术，称为基因定点突变技术。蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。其内容主要有两个方面：根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质；确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。在此基础之上，实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能，设计合成具有特定生物功能的全新的蛋白质，这也是蛋白质工程最根本的目标之一。　　目前，蛋白质工程尚未有统一的定义。一般认为蛋白质工程就是通过基因重组技术改变或设计合成具有特定生物功能的蛋白质。实际上蛋白质工程包括蛋白质的分离纯化，蛋白质结构和功能的分析、设计和预测，通过基因重组或其它手段改造或创造蛋白质。从广义上来说，蛋白质工程是通过物理、化学、生物和基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质。蛋白质工程的基本途径从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→找到相对应的脱氧核苷酸（基因）

蛋白质工程是指通过蛋白质化学、蛋白质晶体学和动力学的研究，获取有关蛋白质物理和化学等各方面的信息，在此基础上利用生物技术手段对蛋白质的DNA编码序列进行有目的的改造并分离、纯化蛋白质，从而获取自然界没有的、具有优良性质或适用于工业生产条件的全新蛋白质的过程。蛋白质工程的实践依据DNA指导合成蛋白质，人们可以根据需要对负责编码某种蛋白质的基因进行重新设计，使合成出来的蛋白质的结构变得符合人们的要求。由于蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，在技术方面有诸多同基因工程技术相似的地方，因此蛋白质工程也被称为“第二代基因工程”。

蛋白质工程研究的内容十分广泛，大致可分为两方面：(1)基因水平上的蛋白质改造。这是从根本上实现的蛋白质改造，也就是第二代基因工程。它不再是单纯的基因克隆和表达，而要求进一步的基因操作。基因融合得到的融合基因，可表达得到融合蛋白质，从而改变了蛋白质的结构和功能，或者改变了蛋白质合成的调节机理，从而克隆到已建立的表达系统中；定位诱变在基因水平上改变蛋白质一级结构，以调节蛋白质的高级结构和功能；DNA合成技术用于蛋白质功能片段多肽基因的合成，可创造结构和功能全新蛋白质。（2）蛋白质修饰，即蛋白质翻译后的基因修饰。酶固定化技术在实践中已有广泛的研究和应用。蛋白质分子中基因的化学修饰和生物修饰，也是目前蛋白质工程研究中的一个重要课题。这种修饰往往为了延长蛋白质的稳定性；在临床应用中，延长蛋白质药物的生物半衰期，改变其免疫原性，提高它们对蛋白酶的抗性。

从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），再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。

1、打破了常规育种难以突破的物种之间的界限。2、定向改变了生物遗传性状。蛋白质工程就是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究，获得有关蛋白质理化特性和分子特性的信息。

1、作用不同蛋白质工程就是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究，获得有关蛋白质理化特性和分子特性的信息。基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。2、手段不同基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。蛋白质工程在此基础上对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造，通过基因工程技术获得可以表达蛋白质的转基因生物系统，这个生物系统可以是转基因微生物、转基因植物、转基因动物，甚至可以是细胞系统。3、工作原理不同基因工程是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。实际上蛋白质工程包括蛋白质的分离纯化，蛋白质结构和功能的分析、设计和预测，通过基因重组或其它手段改造或创造蛋白质。从广义上来说，蛋白质工程是通过物理、化学、生物和基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质。参考资料来源：百度百科-蛋白质工程参考资料来源：百度百科-基因工程

蛋白质工程 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。 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。这种通过造成一个或几个碱基定点突变，以达到修饰蛋白质分子结构目的的技术，称为基因定点突变技术。 蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。其内容主要有两个方面：根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质；确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。在此基础之上，实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能，设计合成具有特定生物功能的全新的蛋白质，这也是蛋白质工程最根本的目标之一。 目前，蛋白质工程尚未有统一的定义。一般认为蛋白质工程就是通过基因重组技术改变或设计合成具有特定生物功能的蛋白质。实际上蛋白质工程包括蛋白质的分离纯化，蛋白质结构和功能的分析、设计和预测，通过基因重组或其它手段改造或创造蛋白质。从广义上来说，蛋白质工程是通过物理、化学、生物和基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质。[编辑本段]蛋白质工程的基本途径 从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）[编辑本段]【研究的核心内容】 蛋白质结构分析 蛋白质工程的核心内容之一就是收集大量的蛋白质分子结构的信息，以便建立结构与功能之间关系的数据库，为蛋白质结构与功能之间关系的理论研究奠定基础。三维空间结构的测定是验证蛋白质设计的假设即证明是新结构改变了原有生物功能的必需手段。晶体学的技术在确定蛋白质结构方面有了很大发展，但是最明显的不足是需要分离出足够量的纯蛋白质（几毫克～几十毫克），制备出单晶体，然后再进行繁杂的数据收集、计算和分析。 另外，蛋白质的晶体状态与自然状态也不尽相同，在分析的时候要考虑到这个问题。核磁共振技术可以分析液态下的肽链结构，这种方法绕过了结晶、X－射线衍射成像分析等难点，直接分析自然状态下的蛋白质的结构。现代核磁共振技术已经从一维发展到三维，在计算机的辅助下，可以有效地分析并直接模拟出蛋白质的空间结构、蛋白质与辅基和底物结合的情况以及酶催化的动态机理。从某种意义上讲，核磁共振可以更有效地分析蛋白质的突变。国外有许多研究机构正在致力于研究蛋白质与核酸、酶抑制剂与蛋白质的结合情况，以开发 具有高度专一性的药用蛋白质。 结构、功能的设计和预测 根据对天然蛋白质结构与功能分析建立起来的数据库里的数据，可以预测一定氨基酸序列肽链空间结构和生物功能；反之也可以根据特定的生物功能，设计蛋白质的氨基酸序列和空间结构。通过基因重组等实验可以直接考察分析结构与功能之间的关系；也可以通过分子动力学、分子热力学等，根据能量最低、同一位置不能同时存在两个原子等基本原则分析计算蛋白质分子的立体结构和生物功能。虽然这方面的工作尚在起步阶段，但可预见将来能建立一套完整的理论来解释结构与功能之间的关系，用以设计、预测蛋白质的结构和功能。 创造和改造 蛋白质的改造，从简单的物理、化学法到复杂的基因重组等等有多种方法。物理、化学法：对蛋白质进行变性、复性处理，修饰蛋白质侧链官能团，分割肽链，改变表面电荷分布促进蛋白质形成一定的立体构像等等；生物化学法：使用蛋白酶选择性地分割蛋白质，利用转糖苷酶、酯酶、酰酶等去除或连接不同化学基团，利用转酰胺酶使蛋白质发生胶连等等。以上方法只能对相同或相似的基团或化学键发生作用，缺乏特异性，不能针对特定的部位起作用。采用基因重组技术或人工合成DNA，不但可以改造蛋白质而且可以实现从头合成全新的蛋白质。 蛋白质是由不同氨基酸按一定顺序通过肽键连接而成的肽构成的。氨基酸序列就是蛋白质的一级结构，它决定着蛋白质的空间结构和生物功能。而氨基酸序列是由合成蛋白质的基因的DNA序列决定的，改变DNA序列就可以改变蛋白质的氨基酸序列，实现蛋白质的可调控生物合成。在确定基因序列或氨基酸序列与蛋白质功能之间关系之前，宜采用随机诱变，造成碱基对的缺失、插入或替代，这样就可以将研究目标限定在一定的区域内，从而大大减少基因分析的长度。一旦目标DNA明确以后，就可以运用定位突变等技术来进行研究。 定位突变蛋白质中的氨基酸是由基因中的三联密码决定的，只要改变其中的一个或两个就可以改变氨基酸。通常是改变某个位置的氨基酸，研究蛋白质结构、稳定性或催化特性。噬菌体M13的生活周期有二个阶段，在噬菌体粒子中其基因组为单链，侵入宿主细胞以后，通过复制以双链形式存在。将待研究的基因插入载体M13，制得单链模板，人工合成一段寡核苷酸（其中含一个或几个非配对碱基）作为引物，合成相应的互补链，用T4连接酶连接成闭环双链分子。经转染大肠杆菌，双链分子在胞内分别复制，因此就得到两种类型的噬菌斑，含错配碱基的就为突变型。再转入合适的表达系统合成突变型蛋白质。 盒式突变1985年Wells提出的一种基因修饰技术——盒式突变，一次可以在一个位点上产生 20种不同氨基酸的突变体，可以对蛋白质分子中重要氨基酸进行“饱和性”分析。利用定位突变在拟改造的氨基酸密码两侧造成两个原载体和基因上没有的内切酶切点，用该内切酶消化基因，再用合成的发生不同变化的双链DNA片段替代被消化的部分。这样一次处理就可以得到多种突变型基因。 PCR技术DNA聚合酶链式反应是应用最广泛的基因扩增技术。以研究基因为模板，用人工合成的寡核苷酸（含有一个或几个非互补的碱基）为引物，直接进行基因扩增反应，就会产生突变型基因。分离出突变型基因后，在合适的表达系统中合成突变型蛋白质。这种方法直接、快速和高效。 高突变率技术从大量的野生型背景中筛选出突变型是一项耗时、费力的工作。有两种新的突变方法具有较高的突变率：①硫代负链法：核苷酸间磷酸基的氧被硫替代后修饰物（α－（S）－dCTP）对某些内切酶有耐性，在有引物和（α－（S）－dCTP）存在下合成负链，然后用内切酶处理，结果仅在正链上产生“缺口”，用核苷酸外切酶III从3‘→5‘扩大缺口并超过负链上错配的核苷酸，在聚合酶作用下修复正链，就可以得到二条链均为突变型的基因；②UMP正链法：大肠杆菌突变株RZ1032中缺少脲嘧啶糖苷酶和UTP酶，M13在这种宿主中可以用脲嘧啶（U）替代胸腺嘧啶（T）掺入模板而不被修饰。用这种含U的模板产生的突变双链转化正常大肠杆菌，结果含U的正链被寄主降解，而突变型负链保留并复制。 蛋白质融合将编码一种蛋白质的部分基因移植到另一种蛋白质基因上或将不同蛋白质基因的片段组合在一起，经基因克隆和表达，产生出新的融合蛋白质。这种方法可以将不同蛋白质的特性集中在一种蛋白质上，显著地改变蛋白质的特性。现在研究的较多的所谓 “嵌合抗体”和“人缘化抗体”等，就是采用的这种方法。[编辑本段]【实际应用】 提高蛋白质的稳定性 葡萄糖异构酶（GI）在工业上应用广泛，为提高其热稳定性，朱国萍等人在确定第138位甘氨酸 (Gly138)为目标氨基酸后，用双引物法对GI基因进行体外定点诱变，以脯氨酸（Pro138）替代Gly138，含突变体的重组质粒在大肠杆菌中表达，结果突变型GI比野生型的热半衰期长一倍；最适反应温度提高10～12℃；酶比活相同。据分析，Pro替代Gly138后，可能由于引入了一个吡咯环，该侧链刚好能够填充于Gly138附近的空洞，使蛋白质空间结构更具刚性，从而提高了酶的热稳定性。 融合蛋白质 脑啡肽(Enk)N端5肽线形结构是与δ型受体结合的基本功能区域，干扰素（IFN）是一种广谱抗病毒抗肿瘤的细胞因子。黎孟枫等人化学合成了EnkN端5肽编码区，通过一连接3肽编码区与人α1型IFN基因连接，在大肠杆菌中表达了这一融合蛋白。以体外人结肠腺癌细胞和多形胶质瘤细胞为模型，采用3H－胸腺嘧啶核苷掺入法证明该融合蛋白抑制肿瘤细胞生长的活性显著高于单纯的IFN，通过 Naloxone竞争阻断实验证明，抑制活性的增高确由Enk导向区介导。 蛋白质活性的改变 通常饭后30～60min，人血液中胰岛素的含量达到高峰，120～180min内恢复到基础水平。而目前临床上使用的胰岛素制剂注射后120min后才出现高峰且持续180～240min，与人生理状况不符。实验表明，胰岛素在高浓度（大于 10－5mol/L）时以二聚体形式存在，低浓度时（小于10－9mol/L）时主要以单体形式存在。设计速效胰岛素原则就是避免胰岛素形成聚合体。类胰岛素生长因子－I(IGF－I)的结构和性质与胰岛素具有高度的同源性和三维结构的相似性，但IGF－I不形成二聚体。IGF－I的B结构域（与胰岛素B 链相对应）中B28－B29氨基酸序列与胰岛素B链的B28－B29相比，发生颠倒。因此，将胰岛素B链改为B28Lys－B29Pro，获得单体速效胰岛素。该速效胰岛素已通过临床实验。 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。疱症病毒（HSV）胸腺嘧啶激酶(TK)可以催化胸腺嘧啶和其他结构类似物如GANCICLOVIR和 ACYCLOVIR无环鸟苷磷酸化。GANCICLOVIR和ACYCLOVIR缺少3‘端羟基，就可以终止DNA的合成，从而杀死癌细胞。HSV－TK 催化GANCICLOVIR和ACYCLOVIR的能力可以通过基因突变来提高。从大量的随机突变中筛选出一种，在酶活性部位附近有6个氨基酸被替换，催化能力分别提高43和20倍。O6－烷基－鸟嘌呤是DNA经烷基化剂（包括化疗用亚硝基药物）处理以后形成的主要诱变剂和细胞毒素，所以这些亚硝基药物的使用剂量受到限制。O6－烷基－鸟嘌呤－DNA烷基转移酶O6－Alkylguanine－DNAalkyltransferase(AGT)能够将鸟嘌呤O6上的烷基去除掉，起到保护作用。通过反向病毒转染，人类AGT在鼠骨髓细胞中表达并起到保护作用。通过突变处理，得到一些正突变AGT基因且活性都比野生型的高，经检查发现一个突变基因中的第139位脯氨酸被丙氨酸替代。 嵌合抗体和人缘化抗体 免疫球蛋白呈Y型，由二条重链和二条轻链通过二硫键相互连接而构成。每条链可分为可变区（N 端）和恒定区（C端），抗原的吸附位点在可变区，细胞毒素或其他功能因子的吸附位点在恒定区。每个可变区中有三个部分在氨基酸序列上是高度变化，在三维结构上是处在β折叠端头的松散结构（CDR），是抗原的结合位点，其余部分为CDR的支持结构。不同种属的CDR结构是保守的，这样就可以通过蛋白质工程对抗体进行改造。 鼠单克隆抗体被人免疫系统排斥，它潜在的治疗作用得不到利用。嵌合抗体就是用人抗体的恒定区替代鼠单克隆抗体的恒定区，这样它的免疫原性就显著下降。如用于治疗直肠结肠腺癌（COLORECTALADENOCARCINOMA）的单克隆抗体 Mab17－1A。尽管嵌合抗体还存在着免疫原的问题，但仍有几种嵌合抗体通过了临床实验。所谓人缘化抗体就是将抗原吸附区域嫁接到人抗体上，这样抗体上的外源肽链降低到最小，免疫原性也就最小。但是，仅将CDR转接到人抗体上，其抗原吸附能力很小，必须带上几个框架氨基酸残基，才能保持原有的吸附力。这样就存在免疫原性与抗原吸附力之间的矛盾。通过逐个氨基酸替代或计算机模拟分析，可在保持原有吸附力的基础之上，尽可能地降低免疫原性。第一个临床上应用的用于治疗淋巴肉芽肿病和风湿性关节炎的人缘化抗体CAMPATH－1H，尽管疗效显著，但仍有半数以上的患者有免疫反应。而其他人缘化抗体如治疗脊髓性白血病的ANTI－CD33等，其免疫反应可以忽略不计。 蛋白质工程进展 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。 蛋白质工程的前景 蛋白质工程取得的进展向人们展示出诱人的前景。例如，科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效型药品。如今，生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面。用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有体积小、耗电少和效率高的特点，因此有极为广阔的发展前景。