基因工程及其在食品中的应用.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,黃金米,富含,铁质,含胡萝卜素,一般白米,转基因植物与农作物的,抗性,中国抗病毒白菜,抗虫玉米,抗除草剂,耐储转基因农作物,耐储,转基因植物,瑞士金大米,烟草,双抗,石竹,棉花,荧光蘑菇,转 基 因 动 物,荧光斑马鱼,荧光猪,硕鼠,绿荧光猴,鲑鱼,基因工程疫苗,转基因烟草能够产生狂犬病抗体,美国含乙肝疫苗马铃薯,墨防腹泻蔬菜,Gene engineering,从狭义上讲：,基因工程,(又称,DNA,重组技术,，,DNA Recombination),是指将一种或多种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入到另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状。,通过基因工程获得新性状的生物体,微生物,称为,工程菌,新类型的,动物,称为,工程动物、转基因动物。,新类型的,植物,称为,工程植物、转基因植物。,从广义上讲：,基因工程,定义为,DNA,重组技术的产业化设计与应用，包括,上游技术,和,下游技术,两大部分。,上游技术,指外源基因重组、克隆和表达的设计和构建（即狭义的基因工程）；,下游技术,指含有外源基因的生物细胞的大规模培养以及外源基因表达产物的分离纯化过程。,基因工程操作的基本过程,大致可以分为以下几个步骤：,1、从供体细胞中分离出基因组,DNA（,或合成基因），用限制性内切酶分别将外源,DNA（,包括外源基因或目的基因）和载体分子切开（简称,切,）,2、用,DNA,连接酶将含有外源基因的,DNA,片段接到载体分子上，形成,DNA,重组分子（简称,接,）,3、借助于细胞转化手段等手段将,DNA,重组分子倒入受体细胞（简称,转,）,4、短时间培养转化细胞，以扩增,DNA,重组分子或使其整合到受体细胞的基因组中（简称,增,）,5、筛选和鉴定转化细胞，获得使外源基因高效稳定表达的基因工程菌或细胞（简称,检,）,基因工程的工具酶,目的基因,基因工程的载体,基因重组,转化、增殖和表达,基因工程在食品工业中的应用,基因工程食品卫生安全管理条理,基因工程工具酶,工具酶（,Enzyme of tools）,：,在基因工程中应用的酶统称为。,包括体外进行,DNA,合成、切割、修饰和连接等系列过程中所需要的酶，如,DNA,聚合酶、限制性内切酶、修饰酶和连接酶等等。,目前，常用的工具酶已有300多种。,一 限制性内切酶,限制性内切酶（,restriction endonuclease）:,是一类以环状或线形双链,DNA,为底物，能识别,DNA,中特定核苷酸序列，并在合适反应条件下使每条链的一个磷酸二酯键断开的内脱氧核糖核酸酶。,1、限制性内切酶的类型及特性,分为三种类型：型、型和型。,是根据分离出此酶的微生物的学名而定的。,命名原则：,取微生物,属名的第一个字母,和,种名的前两个字母,组成,三个斜体字母,加以表示，菌株名以非斜体字母再加在后面。如果同一菌株中先后发现几种不同的限制性内切酶，则用罗马数字加以表示。,例：,Eco,R,E:,来源于,Escherichia coli,的属名的第一个字母,Co:,来源于,Escherichia coli,的种名的头两个字母,R:,表示株名,：表示该菌中第一个被分离出来的酶,2、限制性内切酶的命名,3、限制性内切酶的作用机制,限制性核酸内切酶以环状和线形的双链,DNA,为底物，在合适的反应条件下，识别一定的核苷酸序列，使两条核糖链上特定位置的磷酸二酯键断开，产生具有了3,OH,基团和5,P,基团的片段。,限制性内切酶在双链,DNA,上能够识别的特殊核苷酸序列被称为,识别序列,。不同的限制性内切酶各有相应的识别序列。,现在发现的限制性内切酶的识别序列多数由4、5、6个核苷酸组成。,4、限制性内切酶的识别序列,Eco,R,的识别序列是：,GAATTC,CTTAAG,Hin,d,的识别序列是：,AAGCTT,TTCGAA,Sau,3A,的识别序列是：,GATC,CTAG,它们具有,共同的特点,，即呈现,碱基互补对称,。,识别序列可以按从5-3走向的单链,DNA,表示。,如 5,AAGCTT3,3TTCGAA5,可以写成5,AAGCTT3。,一、改良食品加工的原料,当它与目的基因重组时，若用BamHI限制性内切酶切割，则外源目的基因插人后，造成TCr基因的失活，转化后的受体细胞（重组菌）不能在含有Tc的培养基上生长。,能以RNA为模板，反向转录合成出对应的DNA（单链或双链），因此，通过反向转录酶的作用，可以从某一基因的mRNA来合成出该基因，以获得目的基因。,Gene engineering,6）处理含有质粒的宿主细胞，然后用NaAc（pH=4.,通过基因工程获得新性状的生物体,识别序列可以按从5-3走向的单链DNA表示。,基因工程操作的基本过程,基因载体必须具备的几个条件：（书上P19）,影响转化效率高低的因素:,基因载体必须具备的几个条件：（书上P19）,上游技术指外源基因重组、克隆和表达的设计和构建（即狭义的基因工程）；,第一个采用基因工程改造的食品微生物为面包酵母（saccharomyces cerevisiae）。,基因载体必须具备的几个条件：（书上P19）,和切割片段的末端,TTCGAA,S1核酸酶：其主要特征是降解单链DNA或RNA，包括不能形成双链的区域（如发夹结构中的环状部分），但降解DNA的速度大于降解RNA的速度，降解反应的方式为内切和外切，当酶量过大时会伴有双链DNA的降解。,5、限制性内切酶切割,DNA,的位点,和切割片段的末端,DNA,在限制性核酸内切酶的作用下，使多聚核苷酸链上磷酸二酯键断开的位置被称为,切割位点,。,表示方法：或,/,限制性核酸内切酶在,DNA,上切割的位点一般在识别序列内部，如,G GATCC,等。,少数限制性内切酶在,DNA,上的切割位点在识别序列的两侧，如,GATC,等。,经限制性核酸内切酶切割产生的,DNA,片段末端：,两种形式：,1、粘性末端：,一类是两条,DNA,链断开的位置是交错对称的，产生的,DNA,片段末端的一条链多出1至几个核苷酸，同具有互补核苷酸的另一,DNA,片段末端可以粘结，这样的,DNA,片段末端称为粘性末端。,2、平末端：,两条链上断裂的位置处在识别序列的对称结构中心，产生的,DNA,末端是平齐的，称为平末端。,二、,DNA,连接酶,DNA,连接酶（,DNA ligase）：,能催化两个,DNA,片段末端之间的3-,OH,和5-,P,基团形成磷酸二酯键，使两末端连接的酶称为。,种类：,大肠杆菌,DNA,连接酶（,E.coli DNA,连接酶）,T,4,-DNA,连接酶,大肠杆菌,DNA,连接酶只能连接具有互补粘性末端的,DNA,片段，反应系统中必须含有,NAD,作为辅助因子。,T,4,-DNA,连接酶即可以用于双链,DNA,片段互补粘性末端之间的连接，也能催化双链,DNA,片段平末端之间的连接，但平末端之间连接的效率比较低。反应系统中必须加有,ATP,作为辅助因子。,三、,DNA,聚合酶,常使用的,DNA,聚合酶有：,大肠杆菌,DNA,聚合酶和,T,4,DNA,聚合酶等。,DNA,聚合酶的共同特点：,能把脱氧核糖核苷酸连续加到双链,DNA,分子引物链的3-,OH,末端，催化核苷酸的聚合。,大肠杆菌,DNA,聚合酶的53的,DNA,聚合活性：催化单核苷酸结合到,DNA,模板的3-,OH,末端，以单链,DNA,为模板，从引物的3 末端按模板顺序从5 3延伸。,CCG,E.coli DNA pol,CCG ATAGCCT,GGCTATCGGA Mg,2+,4dNTP GGCTATCGGA,目前采用的碱性磷酸酯酶有两种:,1、细菌碱性磷酸酯酶(,BAP),2、小牛肠碱性磷酸酯酶(,CIP),碱性磷酸酯酶能催化从单链或双链,DNA,或,RNA,分子中除去5-磷酸残基，即脱磷酸作用，使,DNA,或,RNA,末端的5-,P,成为5-,OH。,四、碱性磷酸酯酶,在基因工程中的应用：,1、在,DNA,重组技术中除去,DNA,片段的5磷酸，防止自身环化。,2、在用,32,P,标记,DNA,的5磷酸末端之前，除去磷酸。,T4,多聚核苷酸激酶：,能催化,ATP,上的,-,磷酸转移到,DNA,或,RNA,的5-,OH,末端上，使其磷酸化。,主要作用是为,DNA,的5末端标记，标记待测的,DNA,片段（,ATP,上的,-,磷酸是放射性的）。,五、,T4,多聚核苷酸激酶,S1,核酸酶：,其主要特征是降解单链,DNA,或,RNA，,包括不能形成双链的区域（如发夹结构中的环状部分），但降解,DNA,的速度大于降解,RNA,的速度，降解反应的方式为内切和外切，当酶量过大时会伴有双链,DNA,的降解。,在基因工程中应用：,常用它切平,DNA,双链中突出的单链末端，使产生平末端，在质粒组建和,DNA,重组中被广泛使用。,六、,S1,核酸酶（,S1 Nuclesse）,反向转录酶（,Reverse transcriptase）：,能以,RNA,为模板，反向转录合成出对应的,DNA（,单链或双链），因此，通过反向转录酶的作用，可以从某一基因的,mRNA,来合成出该基因，以获得目的基因。反向转录酶也能以,DNA,为模板合成,DNA。,七、反向转录酶,目的基因,：按照人们预先设计的蓝图，获得所需要的特异基因，即。,目的基因主要是编码蛋白质（酶）的结构基因，如抗逆性相关基因、工业用酶相关基因、生物药和保健品相关基因、毒物降解相关基因等。,目的基因,分离目的基因的方法,1、鸟枪法（,Shotgun）,2、酶促合成法,3、化学合成法,以目的基因的,mRNA,为模板，在反向转录酶的作用下合成互补的,DNA，,即,cDNA(complementary DNA)，,然后在,DNA,聚合酶的催化下合成双链,cDNA,片段，与适当的载体重组后转入受体菌中扩增，获得目的基因的,cDNA,克隆。,mRNAcDNAdscDNA。,2、酶促合成法,DNA,或,RNA,序列的合成：,按照已知基因的碱基顺序，将单核苷酸或核苷酸片段一个一个或一个片段一个片段地聚合起来。一般先合成,DNA,短片段，再依次连接成完整的目的基因链。,目前，化学合成寡核苷酸片段的能力一般局限在150200,bp,以内，这种方法适合分子较小的基因的合成。,3、化学合成法,基因克隆载体（,gene cloning vector）：,把能承载外源,DNA,片段（基因）并将其带入受体细胞的传递者称为。,基因载体必须具备的几个条件：（,书上,P19）,本身是一个复制子，能自我复制。,相对分子量要小，小分子易处理，限制性内切酶切点少，适于接受目的基因。酶切位点应位于载体复制的非必需区。,基因载体,能给寄主细胞（受体细胞）提供可选择性标记、可供辨认的表型特征，以便人们进行筛选。,克隆载体必须是安全的。,目前应用的基因载体：,质粒载体、噬菌体载体和病毒载体，以及由它们互相组合或与其他基因组,DNA,组合而成的载体。,质粒载体：,以质粒,DNA,为基础构建而成的载体。,质粒：,是一种存在于宿主细胞中染色体以外的裸露的双链,DNA,分子，一个质粒就是一个,DNA,分子。,一、质粒载体,根据质粒在寄主细胞中拷贝数的多少，将质粒分为两种类型：,即严紧型质粒和松弛型质粒。,严紧型质粒：,拷贝数少的，只有至几个拷贝，称之严紧型质粒。,松弛型质粒：,拷贝数多的，10个拷贝以上，一般10-200，有的能复制几百个或上千个拷贝，称之松弛型质粒。,构建质粒载体一般选用分子小和松弛型的质粒。,构建的质粒载体应具有复制起始点，能在受体细胞内复制。,质粒载体还应有12种选择标记基因（如抗生素的抗性基因,Am,r,青霉素抗性,Tc,r,四环素抗性等）。,另外质粒上有允许外源,DNA,组人的克隆位点。,通常可采用这两种方法：,选择性抽提法,用溶菌酶溶菌，形成的细胞碎片因染色体,DNA,与质粒,DNA,有相对分子质量上的差异，用高速离心方法而分离。上清液经乙醇沉淀后可得到质粒,DNA,的粗制品。,质粒,DNA,的分离提取方法：,碱性,SDS,法（,sodium dodecyl sulfate,十二烷基硫酸钠）：,先用碱性,SDS（pH 12.012.6）,处理含有质粒的宿主细胞，然后用,NaAc（pH=,4.8）处理，使混合液的,pH,降低到7.0左右，使质粒选择性地复性，而染色体,DNA,随同,SDS,和蛋白质一起沉淀下去。再经高速离心将质粒,DNA,留在上清液而达到分离的目的。,纯化方法：,碱性蔗糖密度梯度离心法,氯化铯溴化乙锭密度梯度离心法,硝酸纤维素膜吸附法,鉴定方法：,凝胶电泳法,电镜法,质粒,DNA,纯化和鉴定方法：,噬菌体（,Phage）：,是病毒的一种，把感染细菌的病毒专门称为噬菌体。,二、,噬菌体载体,噬菌体载体：,由噬菌体构建的基因载体叫。,能作为基因载体的噬菌体主要是,噬菌体。,噬菌体是一种温和噬菌体,能承载比较大的外源,DNA,片段,噬菌体头部容许包装入,DNA,分子大小75%105%的,DNA,片段。,DNA,上约有20,kb,的区域对它生长不是绝对需要的，可以缺失或被外源,DNA,片段取代。,有多种限制性核酸内切酶识别位点,用,噬菌体构建克隆载体的原因：,删除某种限制性内切酶在,DNA,分子上的一些识别序列，只在非必需区保留,l2,个识别序列。,用合适的限制性内切酶切去部分非必需区，但是由此构建的,DNA,载体不应小于38,kb。,在,DNA,分子的合适区域插入可供选择的标记基因。,构建,噬菌体载体的基本原则：,插入型载体（,Insertion vector）：,此类载体即为,DNA,基因组中缺失部分非必要基因，只含有1个可供外源,DNA,插入的限制性内切酶位点的,DNA,载体。,替换型载体（,Replacement vector）：,该载体是在,DNA,的可替换片段两端具有两个限制性内切酶位点，酶切后替换片段与带有所有必需基因的左右双臂分开，由外源,DNA,片段取代之。,DNA,载体分为两类：,M13,噬菌体：,是感染大肠杆菌的一种丝状噬菌体，内有一个环状单链,DNA,分子（+链,DNA）。,M13,噬菌体感染雄性大肠杆菌后，,M13,的“+”链,DNA,进入细胞内，以此为模板复制互补的“-”链,DNA。,由此产生的双链,M13DNA,称为复制型,DNA（RFDNA）。,用双链,RFDNA,作为基因载体,三、,M13,噬菌体载体,第四节 基因重组,基因重组：,即将目的基因（或外源基因）和载体在体外连接构建形成重组子。这种连接主要靠,DNA,连接酶。,DNA,连接酶：,能催化两个,DNA,片段末端之间的3-,OH,和5-,P,基团形成磷酸二酯键，使两末端连接。,DNA,体外重组方式：,通过,DNA,连接酶实现,DNA,体外重组方式：,主要为,粘性末端连接法,（或称粘接法），也可以用,平头连接法,。,粘性末端连接法又可分为两种：,直接粘接,和,加尾粘接,。,直接粘接,加尾粘接法,然后借助反转录酶、DNA聚合酶和St核苷酸酶的作用获得编码该酶原的双链DNA。,6）处理含有质粒的宿主细胞，然后用NaAc（pH=4.,插入型载体（Insertion vector）：,用噬菌体构建克隆载体的原因：,CTTAAG,外源基因的高效表达不仅取决于转录启动频率，而且在很大程度上还与mRNA的翻译起始效率密切相关。,由于把具有优良特性的酶基因转移至该菌中，使该菌含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖酶的含量比普通面包酵母高，在面包加工中产CO2的量高。,再经高速离心将质粒DNA留在上清液而达到分离的目的。,3、借助于细胞转化手段等手段将DNA重组分子倒入受体细胞（简称转）,2、用DNA连接酶将含有外源基因的DNA片段接到载体分子上，形成DNA重组分子（简称接）,有多种限制性核酸内切酶识别位点,基因载体必须具备的几个条件：（书上P19）,重组,DNA,分子在体外构建完成后，必须导入到受体细胞中，使之无性繁殖并高效表达外源基因或直接改变其遗传性状。,导入受体细胞的方法：,包括转化、转导、杂交等，这些导入方法在,DNA,重组技术中统称为转化操作。,第五节转化、增殖和表达,1、,受体细胞,基因工程中的受体细胞是指能接受外源,DNA,并使其稳定维持的细胞。,常用的受体细胞微生物中以细菌为主，此外还有放线菌、酵母菌，另外有哺乳动物细胞和植物细胞。,一、转化（,transformation）,重组,DNA,分子导入原核生物细胞常常采用的三种方法：转化、转导和杂交,转化：,携带基因的外源,DNA,分子通过与膜蛋白结合进入受体细胞，并在其中稳定维持和表达的过程称为,转化（,transformation）,。,2、转化、转导和杂交,能进行转化的受体细胞必须处于感受态。,感受态：,也就是受体细胞最易接受外源,DNA,片段并实现其转化的一种生理状态。,感受态出现的时期：,一般在对数期的后期。,细胞感受态的出现与以下因素有关：,微生物本身遗传特性、菌龄、生理状态、培养条件等都影响感受态的形成。,感受态细胞的制备方法是将细胞培养到对数期，然后采用,Cacl,2,溶液处理可以使感受态细胞在12天内能有效地吸收外界的,DNA,分子。,将制备好的感受态细胞和外源,DNA,在一定条件下混合并进行适当的处理，就可以得到一定量的转化子。,转化子：,受体细胞接受了外源基因，从而得到了新的基因型、新的性状，就叫转化子（重组子）。,影响转化效率高低的因素:,受体细胞的感受态；,重组,DNA,分子的构型和分子的大小，环状,DNA,分子和相对分子质量大的重组,DNA,分子，其转化效率越低；,加入,CaCI,2,和,MgCl,2,处理以及加人六胺氯化钴等都可提高转化率。,转导（,transduction）：,通过噬菌体（病毒）感染宿主细胞的途径把外源,DNA,分子转移到受体细胞内的过程。,含有目的基因的,DNA,与噬菌体载体的重组,DNA,分子导入受体细胞，一般先需要进行体外包装。,二、转化细胞的扩增、重组子的筛选和鉴定,受体细胞经转化（转染）或转导处理后，真正获得目的基因并能有效表达的重组子一般来说只是一小部分，而绝大部分仍是原来的受体细胞，或者是不含目的基因的重组子。,扩增:,一般是将经转化操作后的受体细胞立即进行短时间的培养，使其增殖,。,转化细胞扩增的目的是为后续的筛选鉴定创造条件。,重组子的筛选方法,1、插入失活法：,具有双抗药性标记的,PBR322,质粒:,Ap,r,（青霉素抗性基因,）,Tc,r,（四环素抗性基因）,当它与目的基因重组时，若用,BamHI,限制性内切酶切割，则外源目的基因插人后，造成,TC,r,基因的失活，转化后的受体细胞（重组菌）不能在含有,Tc,的培养基上生长。,2、同位素探针筛选：,探针：,含有目的基因内某段序列的,DNA,片段叫。,3、其它方法：,如基因表达产物分析法、免疫化学分析法等等。,重组子的鉴定方法：,如采用限制性内切酶分析、分子杂交、,DNA,测序和,PCR,扩增等方法。,PCR,扩增技术：多聚酶链式反应（,Polymerase chain reaction，PCR）,是一种在体外快速扩增特定,DNA,序列的新技术。,PCR,技术的本质：,是根据生物体,DNA,的复制原理在体外合成,DNA，,这个反应需要,DNA,单链模板、引物、,DNA,聚合酶以及缓冲系统。,PCR,扩增技术：,PCR,扩增,DNA,特定靶序列的一个前提条件：,是必须知道待扩增,DNA,区域两端1624,bp,的序列，由此合成两种引物。,引物：,是,PCR,扩增过程中引导互补链,DNA,合成的一种脱氧核苷酸寡聚体，其3端必须具有游离的,OH,基团。引物与所要扩增的靶,DNA,片段的末端互补，与模板,DNA,相结合并沿模板,DNA,延伸，以扩增靶,DNA,序列。,（1）将待扩增双链,DNA,加热变性，形成单链模板；,（2）加入两种不同的单链,DNA,引物，并分别与两条单链,DNA,模板退火；,（3）,DNA,聚合酶从两个引物的3羟基端按照模板要求合成新生,DNA,链，构成一轮复制反应。重复上述操作,n,次，理论上即可从1分子的双链,DNA,扩增到2,n,个分子。,IPCR,扩增,DNA,的反应包括三步程序：,通过,DNA,重组技术使特定基因片段在受体细胞内大量增殖，还必须使特定基因进一步转录、翻译为相应的蛋白质（或酶），甚至进而获得它们的代谢产物，这一过程称为基因表达。,基因表达主要涉及的两个反应就是转录和翻译。,转录,翻译,DNA mRNA,蛋白质,三、基因表达,转录和翻译这两个环节，它是在一系列酶蛋白和调控序列的共同作用下完成的。,转录：,外源基因的起始转录是基因表达的关键步骤，转录的起始需要,RNA,聚合酶与启动子的有效结合，一旦,RNA,聚合酶定位并结合到启动子序列上，就可启动转录。,转录的效率与启动子强弱有关，一般基因表达都有强启动子。,外源基因的高效表达不仅取决于转录启动频率，而且在很大程度上还与,mRNA,的翻译起始效率密切相关。,翻译:,是,mRNA,指导多肽链合成的过程。,影响翻译起始的因素:,如,mRNA,上的起始密码子、结合核糖体所需要的,SD,序列、起始密码与,SD,序列之间的距离和碱基组成、,mRNA,的二级结构等等。,SD,序列是,mRNA,上与核糖体16,SrRNA,互补结合的位点，该序列位于翻译密码子上游的6至8个核苷酸序列5,UAAGGAGG3,即,Shine-Dalgarno,简称,SD,序列。,一般来说，,mRNA,与核糖体的结合程度越强，翻译的起始效率就越大，而这种结合程度主要取决于,SD,序列与16,SrRNA,的碱基互补程度。,总之，要使一个外源基因在原核生物中很好地表达，需要在插入的,DNA,顺序中加进一个强启动子。,要使一个外源基因在真核生物中很好地表达，除了加进一个强启动子外，尚需接上,SD,序列,，,以利其表达。,第六节 基因工程在食品工业中应用,一、改良食品加工的原料,动物性原料：,1、应用基因工程提高奶牛的产奶量,将采用基因工程技术生产的牛生长激素,（,bovine somatotropin，BST）,注射到母牛 体内可提高母牛产奶量。,2、改善食用肉的质量,植物性食品原料：,如基因工程改造过的马铃薯,、,大豆,、,芥花菜,、,番茄等。,二、改良微生物菌种性能,第一个采用基因工程改造的食品微生物为面包酵母（,saccharomyces cerevisiae）。,由于把具有优良特性的酶基因转移至该菌中，使该菌含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖酶的含量比普通面包酵母高，在面包加工中产,CO,2,的量高。,三、应用于酶制剂的生产,凝乳酶（,chymosin）,是第一个应用基因工程技术把小牛胃中的凝乳酶基因转移至细菌或真核微生物中生产的一种酶。1990年美国,FDA,已批准使用在干酪生产上。,目前，英、美等国相继构建了各自的凝乳酶原的,cDNA,文库。,基因组文库：,包含某种生物基因组全部遗传信息的一系列,DNA,片段，通过克隆载体贮存在一种受体菌的群体之中，这个群体称为这种生物的基因组文库。可以通过分子杂交等方法从基因组文库中找出目的基因。,cDNA,文库：,某生物基因组经转录和反转录产生的各种,cDNA,片段分别与合适的克隆载体连接，通过转导（转化）贮存在一种受体菌的群体之中。把这种包含某生物基因组全部基因,CIJNA,的受体菌群体称为该生物,cDNA,文库。,重组,DNA,技术生产小牛凝乳酶，首先从小牛胃中分离出对凝乳酶原专一的,mRNA（,内含子已被切除）。然后借助反转录酶、,DNA,聚合酶和,St,核苷酸酶的作用获得编码该酶原的双链,DNA。,再以质粒或噬菌体为运载体导人到大肠杆菌。,目前，采用基因工程技术将凝乳酶基因导入到大肠杆菌、啤酒酵母、乳酸克鲁维酵母等微生物细胞中并使之表达来生产凝乳酶已取得较好的效果。,四、改良食品加工工艺,1、采用基因工程技术降低大麦中醇溶蛋白含量（通过使一非醇溶蛋白基因克隆至大麦中），适应生产的要求。,2、采用基因操作提高牛乳的热稳定性,牛乳中的酪蛋白分子含有丝氨酸磷酸，它能结合钙离子而使酪蛋白沉淀，采用基因操作对酪蛋白分子进行一些改造，就可以提高牛乳对热的稳定性。,五、应用于生产保健食品的有效成分,可以通过基因工程得到一些有益于人类健康的保健成分或有效因子。如氨基酸、维生素等。,例：把人的血红素基因克隆到猪体内，猪的血可以用做人类血液的代用品。,蛋白质工程：,是利用,X,射线结晶学和电子计算机图象显示计算，确定天然蛋白质的立体空间三维构象和活性部位，分析设计需要改变或替换的氨基酸残基，然后采用定位突变基因等方法，直接修饰或人工合成基因，有目的地按照设计来改变蛋白质分子中的任何一个氨基酸残基，以达到改造天然蛋白质或酶，提高其应用价值的目的。,第七节 蛋白质工程,感谢观看,