蛋白质工程是以蛋白质结构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突变蛋白质。1983年,美国生物学家额尔默首先提出了“蛋白质工程”的概念。蛋白质工程的实践依据DNA指导合成蛋白质,因此,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。

蛋白质工程第一个十分成功的范例是胰岛素的人工合成。1965年,中国科学院和北京大学生物系联手首次人工合成了牛胰岛素,成了轰动世界的大事。

1953年,英国生物化学家桑格破译出由17种51个氨基酸组成的两条多肽链牛胰岛素的全部结构。这也是人类第一次搞清一种重要蛋白质分子的详细结构。从1958年开始,中国科学院上海生化研究所、上海有机化学研究所和北大生物系三个单位联合成立一个协作组,开始探索用化学方法合成胰岛素。1965年9月7日,协作组完成了结晶牛胰岛素的全合成。经过严格鉴定,这种人工合成的结晶牛胰岛素在结构、生物活力、物理化学性质、结晶形状上都与天然的牛胰岛素完全一样。人工合成结晶牛胰岛素是世界上第一个人工合成的蛋白质,为人类认识生命、揭开生命奥秘迈进了一大步。