食品的未来

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  •   奶酪是最原始的酶工程的产品。而今,现
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  • gōng
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  • jiāng
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  • 代的酶工程也将奶酪列为生产对象。然而,困
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  • lào
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  • 难出现了。生产奶酪时用来杀菌的 t4溶菌酶
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  • ,在工作环境温度67℃下,3小时后活力仅剩下
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  • 02%,这样就无法维持正常生产。
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  • bái
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  • jué
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  •   这个问题留给蛋白质工程来解决。
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  • gōng
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  • bái
  •   蛋白质工程是新一代的生物工程。蛋白
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  • shì
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  • chǎn
  • 质工程的中心内容是改造现有的蛋白质,生产
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  • 新的、自然界并不存在的蛋白质来满足人们的
  • qiú
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  • 需求。这些蛋白质主要是酶。
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  • yuè
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  • rén
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  • tàn
  •   高新技术的日新月异实在令人赞叹不已
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  • gōng
  • chéng
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  • jīn
  • hái
  • cháng
  • cháng
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  • rén
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  • fāng
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  • wèi
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  • zhè
  • 。生物工程至今还常常被人用“方兴未艾”这
  • lái
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  • què
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  • 个词来形容,却已经有了崭新的一代。基因工
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  • gōng
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  • 程、细胞工程、发酵工程、酶工程这四大支柱
  • jīng
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  • 已经被归入“老一代”了。
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  • què
  • shí
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  • zài
  •   这些“老一代”的生物工程确实还存在
  • quē
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  • yào
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  • miàn
  • shuō
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  • 缺陷,还有许多问题需要解决。上面说到的 t4
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  • men
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  • 溶菌酶便是一例。又如,人们寄托了很大希望
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  • liú
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  • 的抗肿瘤、抗病毒药物干扰素,遇热也极易变
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  • 性,在-70℃的低温条件下也只能保存很短的
  • shí
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  • shì
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  • pǐn
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  • xiǎo
  • 时间。问题之二是产品的副作用。例如,用小
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  • bāo
  • péi
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  • 鼠细胞培养、生产的单克隆抗体,进入人体后
  • fāng
  • miàn
  • biǎo
  • xiàn
  • chū
  • qiáng
  • de
  • yào
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  • fāng
  • miàn
  • què
  • huì
  • yǐn
  • 一方面表现出强大的药理作用,一方面却会引
  • miǎn
  • fǎn
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  • shì
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  • 起免疫反应,因为它毕竟是异体蛋白。此外,
  • shēng
  • gōng
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  • chǎn
  • pǐn
  • hái
  • cún
  • zài
  • zhe
  • huó
  • xìng
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  • chún
  • kùn
  • 生物工程的许多产品还存在着活性低、提纯困
  • nán
  • děng
  • wèn
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  • zhè
  • xiē
  • wèn
  • zhèng
  • shì
  • dàn
  • bái
  • gōng
  • chéng
  • de
  • gōng
  • guān
  • duì
  • xiàng
  • 难等问题,这些问题正是蛋白工程的攻关对象
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  • gǎi
  • zào
  • zhǒng
  • dàn
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  • zhì
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  • yào
  • jīng
  • guò
  • sān
  • jiē
  •   要改造一种蛋白质,大致要经过三个阶
  • duàn
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  • 段:
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  • guò
  • suàn
  • xiàng
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  • chū
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  • bái
  • zhì
  •   一、通过计算机图像分析,找出蛋白质
  • zhěng
  • jié
  • gòu
  • zhōng
  • yǐn
  • mǒu
  • xìng
  • néng
  • shēng
  • gǎi
  • biàn
  • de
  • guān
  • jiàn
  • 整体结构中足以引起某个性能发生改变的关键
  • wèi
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  • huò
  • zhě
  • shuō
  • zài
  • ān
  • suān
  • zhǎng
  • liàn
  • zhōng
  • zhǎo
  • dào
  • guān
  • jiàn
  • de
  • 部位,或者说在氨基酸长链中找到那个关键的
  • ān
  • suān
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  • rán
  • hòu
  • què
  • zhè
  • ān
  • suān
  • yào
  • jiā
  • gōng
  • xiū
  • 氨基酸。然后确定这个氨基酸需要如何加工修
  • shì
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  • huò
  • zhě
  • gàn
  • cuì
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  • 饰,或者干脆用哪一个氨基酸来代换。
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  • shēng
  • bāo
  • zhōng
  • zhǐ
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  • zhè
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  • dàn
  • bái
  •   二、找到生物细胞中指导合成这种蛋白
  • zhì
  • de
  • dNA
  • piàn
  • duàn
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  • bìng
  • zhǎo
  • chū
  • guān
  • jiàn
  • ān
  • suān
  • xiàng
  • duì
  • 质的 dNA片段,并找出与那个关键氨基酸相对
  • yīng
  • de
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  • guò
  • fèn
  • hòu
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  • lìng
  • jiǎn
  • lái
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  • 应的碱基,经过分析后用另一个碱基来取代它
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  • zhè
  • fán
  • suǒ
  • de
  • guò
  • chéng
  • shǎo
  • le
  • suàn
  • de
  • bāng
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  • 。这个繁琐的过程也少不了计算机的帮助。
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  • sān
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  • jiāng
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  • dNA
  • piàn
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  •   三、将改造过的 dNA片段移植到细菌、
  • jiào
  • jun
  • huò
  • wēi
  • shēng
  • nèi
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  • jīng
  • guò
  • péi
  • yǎng
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  • shāi
  • xuǎn
  • chū
  • 酵母菌或其他微生物体内,经过培养,筛选出
  • néng
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  • zài
  • yùn
  • yòng
  • 能“分泌”出理想的新蛋白质的菌株,再运用
  • jiào
  • gōng
  • chéng
  • liàng
  • shēng
  • chǎn
  • zhè
  • zhǒng
  • xīn
  • dàn
  • bái
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  • 发酵工程大量生产这种新蛋白质。
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  • shàng
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  • de
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  • jǐn
  • shì
  • dàn
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  • gōng
  • chéng
  • zhǒng
  • jiào
  • yǒu
  •   以上说的仅仅是蛋白质工程一种比较有
  • dài
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  • duì
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  • guò
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  • shì
  • 代表性的生产过程,对这个过程的描述也是极
  • luè
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  • zhì
  • 其粗略的。然而,它大概已经能表明,蛋白质
  • gōng
  • chéng
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  • gōng
  • chéng
  • de
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  • qiě
  • hái
  • shì
  • suàn
  • 工程集中了生物工程的精粹,而且还是计算机
  • shù
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  • dài
  • shēng
  • shù
  • jiāo
  • shēng
  • chéng
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  • ér
  •  
  • 技术和现代生物技术杂交生成的宠儿。
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  • suàn
  • xiàng
  • xiǎn
  • shì
  • lái
  • shuō
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  • xiǎn
  • shì
  • de
  • jǐn
  •   拿计算机图像显示来说,它显示的不仅
  • shì
  • ān
  • suān
  • pái
  • liè
  • shùn
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  • jǐn
  • shì
  • ān
  • suān
  • zhǎng
  • liàn
  • 是氨基酸排列顺序,也不仅是氨基酸长链如何
  • chán
  • rào
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  • pán
  • xuán
  • de
  • jié
  • gòu
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  • hái
  • yào
  • xiǎn
  • shì
  • chū
  • měi
  • ān
  • 缠绕、盘旋的立体结构,还要显示出每个氨基
  • suān
  • de
  • shòu
  • qíng
  • kuàng
  • --
  • zài
  • xiē
  • xiàng
  • lín
  • fèn
  • de
  • yǐn
  • xià
  • chù
  • 酸的受力情况--在哪些相邻分子的引力下处于
  • píng
  • héng
  • zhuàng
  • tài
  •  
  • gèng
  • jìn
  •  
  • hái
  • yào
  • xiǎn
  • shì
  • guǒ
  • mǒu
  • 平衡状态。更进一步地,它还要显示如果某个
  • ān
  • suān
  • shēng
  • gǎi
  • biàn
  •  
  • zhè
  • píng
  • héng
  • zhuàng
  • tài
  • jiāng
  • biàn
  • huà
  •  
  • 氨基酸发生改变,这个平衡状态将如何变化,
  • duì
  • zhěng
  • dàn
  • bái
  • zhì
  • de
  • gōng
  • néng
  • jiāng
  • huì
  • yǒu
  • shí
  • me
  • yàng
  • de
  • yǐng
  • xiǎng
  •  
  • 对整个蛋白质的功能将会有什么样的影响。如
  • guǒ
  • méi
  • yǒu
  • xiàn
  • dài
  • suàn
  • shù
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  • zhè
  • qiē
  • dōu
  • shì
  • nán
  • xiǎng
  • xiàng
  • 果没有现代计算机技术,这一切都是难以想象
  • de
  •  
  • 的。
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  •  
  • dàn
  • bái
  • zhì
  • gōng
  • chéng
  • wèn
  • shì
  • shí
  • jiān
  • zhǎng
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  • de
  • chéng
  • guǒ
  •   蛋白质工程问世时间不长,取得的成果
  • jīng
  • lìng
  • rén
  • guā
  • xiàng
  • kàn
  •  
  • 已经令人刮目相看:
  •  
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  • zhǒng
  • t4
  • róng
  • jun
  • méi
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  • dàn
  • bái
  • zhì
  • gōng
  • chéng
  • shī
  • huí
  • chūn
  • miào
  •   那种 t4溶菌酶,蛋白质工程施以回春妙
  • shǒu
  •  
  • jiāng
  • de
  • 3
  • wèi
  • liàng
  • ān
  • suān
  • huàn
  • chéng
  • bàn
  • guāng
  • ān
  • suān
  •  
  • zài
  • gēn
  • 9
  • 手,将它的3位异亮氨酸换成半胱氨酸,再跟9
  • 7
  • wèi
  • bàn
  • guāng
  • ān
  • suān
  • lián
  • jiē
  • lái
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  • zhè
  • yàng
  •  
  • zài
  • 67
  •  
  • xià
  • fǎn
  • 7位半胱氨酸联接起来。这样,它在67℃下反
  • yīng
  • 3
  • xiǎo
  • shí
  • hòu
  •  
  • huó
  • xìng
  • háo
  • wèi
  • jiǎn
  •  
  • 3小时后,活性丝毫未减。
  •  
  •  
  • zài
  • -70
  •  
  • de
  • wēn
  • xià
  • nán
  • bǎo
  • cún
  • de
  • gàn
  • rǎo
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  • jīng
  •   在-70℃的低温下难以保存的干扰素,经
  • dàn
  • bái
  • zhì
  • gōng
  • chéng
  • de
  • diǎn
  • huà
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  • liǎng
  • bàn
  • guāng
  • ān
  • suān
  • bèi
  • huàn
  • chéng
  • ān
  • 蛋白质工程的点化,两个半胱氨酸被换成丝氨
  • suān
  •  
  • xià
  • biàn
  • bǎo
  • cún
  • bàn
  • nián
  • zhī
  • jiǔ
  • le
  •  
  • 酸,一下子变得可以保存半年之久了。
  •  
  •  
  • zhǒng
  • shēng
  • chǎn
  • zhōng
  • hěn
  • yǒu
  • yòng
  • de
  • lào
  • ān
  • suān
  • zhuǎn
  • táng
  •   一种生产中很有用的酪氨酸转移核糖核
  • suān
  • méi
  •  
  • zhī
  • shì
  • zài
  • wèi
  • diǎn
  • shàng
  • yòng
  • ān
  • suān
  • dài
  • le
  • ān
  • 酸酶,只是在一个位点上用脯氨酸取代了苏氨
  • suān
  •  
  • cuī
  • huà
  • néng
  • xià
  • gāo
  • le
  • 25
  • bèi
  •  
  • 酸,催化能力一下子提高了25倍。
  •  
  •  
  • duì
  • yòng
  • xiǎo
  • shǔ
  • bāo
  • péi
  • yǎng
  • shēng
  • chǎn
  • de
  • dān
  • lóng
  • kàng
  •   对于用小鼠细胞培养生产的单克隆抗体
  •  
  • zhuān
  • jiā
  • men
  • jīng
  • chū
  • le
  •  
  • kāi
  • dāo
  • fāng
  • àn
  •  
  •  
  • suàn
  • ,专家们已经提出了“开刀方案”,打算把它
  • zhěng
  • xiū
  • gèng
  • jiē
  • jìn
  • rén
  • de
  • kàng
  •  
  • jiǎn
  • qīng
  • zuò
  • yòng
  •  
  • 整修得更接近于人的抗体,以减轻副作用。
  •  
  •  
  •  
  •  
  •   ……
  •  
  •  
  • dàn
  • bái
  • zhì
  • gōng
  • chéng
  • jǐn
  • yào
  • duì
  • xiē
  • shēng
  • gōng
  • chéng
  • de
  • chǎn
  •   蛋白质工程不仅要对那些生物工程的产
  • pǐn
  • jìn
  • háng
  • zài
  • jiā
  • gōng
  •  
  • hái
  • yào
  • duì
  • xiē
  • chún
  • tiān
  • rán
  • de
  • dàn
  • bái
  • zhì
  • jìn
  • 品进行再加工,还要对一些纯天然的蛋白质进
  • háng
  • gǎi
  • zào
  •  
  • 行模拟和改造。
  •  
  •  
  •  
  • mián
  • ruǎn
  •  
  • piāo
  • de
  • cán
  •  
  • péng
  • sōng
  •  
  •   例如,那绵软、飘逸的蚕丝,那蓬松、
  • nuǎn
  • de
  • yáng
  • máo
  •  
  • xiān
  •  
  • jiān
  • rèn
  • de
  • zhū
  •  
  • men
  • běn
  • zhì
  • 暖和的羊毛,那纤细、坚韧的蛛丝,它们本质
  • shàng
  • dōu
  • shì
  • dàn
  • bái
  • zhì
  •  
  • duì
  • men
  • jìn
  • háng
  • gǎi
  • zào
  •  
  • zài
  • shí
  • 上都是蛋白质。对它们进行模拟和改造,再实
  • xiàn
  • liàng
  • shēng
  • chǎn
  •  
  • jiāng
  • huì
  • huò
  • xìng
  • néng
  • cán
  •  
  • yáng
  • máo
  •  
  • zhū
  • 现大量生产,将会获得性能比蚕丝、羊毛、蛛
  • gèng
  • yōu
  • de
  • cái
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