蛋白质工程的崛起21726ppt课件

蛋白质工程的崛起 基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质 这些蛋白质却不一定完全符合人类生产和生活的需要 一 蛋白质工程崛起的缘由 玉米中赖氨酸含量比较低 天冬氨酸激酶 352位的苏氨酸 二氢吡啶二羧酸合成酶 104位的天冬酰胺 天冬氨酸激酶 异亮氨酸 二氢吡啶二羧酸合成酶 异亮氨酸 玉米中赖氨酸含量可提高数倍 满足人类生产和生活的需要 对天然蛋白质进行改造 你认为应该直接对蛋白质分子进行操作 还是通过对基因的操作来实现 答 毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造 主要原因如下 1 任何一种天然蛋白质都是由基因编码的 改造了基因即对蛋白质进行了改造 而且改造过的蛋白质可以遗传下去 如果对蛋白质直接改造 即使改造成功 被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的 2 对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作 难度要小得多 旁栏思考题 二 蛋白质工程的基本原理 天然蛋白质的合成过程 蛋白质工程流程图 蛋白质工程的概念 是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础 通过基因修饰或基因合成 对现有蛋白质进行改造一种新的蛋白质 以满足人类的生产和生活的需求 第二代基因工程 二 蛋白质工程的基本原理 讨论 异想天开 能不能根据人类需要的蛋白质的结构 设计相应的基因 导入合适的细菌中 让细菌生产人类所需要的蛋白质食品呢 理论上讲可以 但目前还没有真正成功的例子 一些报道利用细菌生产人类需要的蛋白质往往都是自然界已经存在的蛋白质 并非完全是人工设计出来而自然不存在的蛋白质 主要原因是蛋白质的高级结构非常复杂 人类对蛋白质的高级结构和在生物体内如何行使功能知之甚少 很难设计出一个崭新而又具有生命功能作用的蛋白质 而且一个崭新的蛋白质会带来什么危害也是人们所担心的 蛋白质工程与基因工程的区别 遵循中心法则 中心法则的逆向推导 生产出自然界已有的蛋白质 可以创造自然界不存在的蛋白质 利用基因工程的手段 按照人类自身的需要 定向地改造天然的蛋白质 通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内 并在其中进行表达 它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质 根据对分子预先设计的方案 通过对天然蛋白质的基因进行改造 来实现对它所编码的蛋白质进行改造 你知道酶工程吗 绝大多数酶都是蛋白质 酶工程与蛋白质工程有什么区别 酶工程就是指将酶所具有的生物催化作用 借助工程学的手段 应用于生产 生活 医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术 通常所说的酶工程是指生产酶制剂 而不是经过由酶的功能来设计酶的分子结构 然后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序列等步骤 酶工程的重点在于对已存在的酶的合理充分利用 蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造 三 蛋白质工程的进展与前景 蛋白质工程目前的现状 成功的例子不多 主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的空间结构 而科学家目前对大多数蛋白质的空间结构了解很少 蛋白质的结构 蛋白质的一级结构 蛋白质的结构 蛋白质的二级结构 蛋白质的结构 胰岛素的三级结构 蛋白质的结构 血红蛋白质的四级结构 血红蛋白分子就是由二个由141个氨基酸残基组成的 亚基和二个由146个氨基酸残基组成的 亚基按特定的接触和排列组成的一个球状蛋白质分子 每个亚基中各有一个含亚铁离子的血红素辅基 返回 拓展提高3 1 这些生物的遗传物质都是DNA而基因又是DNA的结构和功能的基本单位 2 1146 3 合成了大量的生长激素 生长激素能促进蛋白质的合成和骨的生长 4 转基因鱼与同种野生鱼杂交 使野生鱼带有转基因 具有生长优势 使其捕食对象大量减少 与其他物种竞争 引起生态危机 5 三倍体不能繁殖 可