《食品生物应用技术》课程教学课件（PPT讲稿）蛋白质工程及其在食品工业中的应用

第三章 蛋白质工程及其在食品 工业中的应用

第三章 蛋白质工程及其在食品 工业中的应用

概述 蛋白质是对生命至关重要的一类生物 大分子物质，各种生命功能、生命现象、 生命活动都和蛋白质有关。在生命有机 体催化、运动、结构、识别和调节等许 多方面，起着关键的作用

概述 蛋白质是对生命至关重要的一类生物 大分子物质，各种生命功能、生命现象、 生命活动都和蛋白质有关。在生命有机 体催化、运动、结构、识别和调节等许 多方面，起着关键的作用

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

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

蛋白质的生物学功能 1.催化功能：酶 2,调节功能：激素 3.结构功能：皮、毛、骨、牙、细胞骨架 4运输功能：血红蛋白 5.免疫功能：免疫球蛋白 6运动功能：鞭毛、肌肉蛋白 7.储藏功能：酪蛋白 8生物膜功能：及神经传导等

蛋白质的生物学功能 1.催化功能：酶 2.调节功能：激素 3.结构功能：皮、毛、骨、牙、细胞骨架 4.运输功能：血红蛋白 5.免疫功能：免疫球蛋白 6.运动功能：鞭毛、肌肉蛋白 7.储藏功能：酪蛋白 8.生物膜功能：及神经传导等

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

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 1、基因工程产物 基因工程在原则上只能生产自然界已 存在的蛋白质。 这些天然蛋白质是生物在长期进化过 程中形成的，它们的结构和功能符合特定 物种生存的需要，却不一定完全符合人类 生产和生活的需要

一、蛋白质工程的崛起的缘由 1、基因工程产物 基因工程在原则上只能生产自然界已 存在的蛋白质。 这些天然蛋白质是生物在长期进化过 程中形成的,它们的结构和功能符合特定 物种生存的需要,却不一定完全符合人类 生产和生活的需要

实例1：玉米中赖氨酸的含量比较低 原因：赖氨酸合成过程中两个关键酶一 一天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶 的活性，受细胞内赖氨酸浓度的影响。当 赖氨酸浓度达到一定量时，就会抑制这两 种酶的活性。 如果对赖氨酸合成过程中的两个关键酶 进行改造，可以使玉米叶片和种子中的游离 赖氨酸分别提高5倍和2倍

实例1：玉米中赖氨酸的含量比较低 如果对赖氨酸合成过程中的两个关键酶 进行改造,可以使玉米叶片和种子中的游离 赖氨酸分别提高5倍和2倍。 原因：赖氨酸合成过程中两个关键酶— —天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶 的活性，受细胞内赖氨酸浓度的影响。当 赖氨酸浓度达到一定量时，就会抑制这两 种酶的活性

实例2：工业用酶 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

实例2:工业用酶 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

3、蛋白质工程产物 ■是自然界原本不存在的新的蛋白质

3、蛋白质工程产物 ◼ 是自然界原本不存在的新的蛋白质

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

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