基因工程的延伸——蛋白质工程,本文主要内容关键词为:基因工程论文,蛋白质论文,工程论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
蛋白质工程是根据蛋白质的精细结构和功能之间的关系,利用基因工程的手段,按照人类的需要,定向改造天然蛋白质,甚至创造出自然界根本不存在的蛋白质分子的一门科学技术。蛋白质工程自诞生之日起,就与基因工程密不可分,因此,被人们称为第二代基因工程。
为什么要对蛋白质进行改造呢?天然存在的蛋白质往往有许多不尽如人意的地方,例如,能够治疗癌症和多种病毒感染的特效药干扰素,即使在-70℃的条件下保存也相当困难。如果将干扰素分子上的两个半胱氨酸更换成丝氨酸,那么在-70℃的条件下,可以何存半年。又如,研究结果表明,植物在进行光合作用时,需要固定空气中的二氧化碳。但是,与此同时,植物又在进行光呼吸,这样,植物在吸入氧,呼出二氧化碳的过程中,又把已合成的有机物消耗掉了25%~50%。这两个反应过程都是由1,5-二磷酸羧化酶来催化的。如果通过蛋白质工程的手段,改造这个酶,就可以促进固定二氧化碳的作用,降低光呼吸的强度,从而提高光合作用的效率。目前,虽然这一课题还没有完成,但是人们已经弄清楚了这个酶的晶体结构,许多科学家都积极地投入到这一课题的研究中,如果获得成功,将为农业生产带来难以估量的巨大效益。
20世纪末期,蛋白质工程方面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它成为速效型药物。如今,生物和材料科学家还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、耗电省和效率高的特点,因此有极为广阔的发展前景。
1987年,我国已将蛋白质工程列入国家高技术研究发展计划(863计划),经过十余年的努力,已经在医药、农业、环境保护等方面取得了一些可喜的进步。