蛋白质工程的崛起.ppt

,对“基因诊断”和“基因治疗”概念及应用辩析不清(1)基因诊断基因诊断是用放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子做探针,利用DNA分子杂交原理,鉴定被检测标本上的遗传信息,达到检测疾病的目的。(2)基因治疗的原理及实例原理：把健康动物的正常基因导入含有缺陷基因的受体细胞中,存在基因缺陷的病人细胞中既含有缺陷基因,又含有通过基因工程导入的正常基因,在病人体内两种基因都能表达,正常基因的表达产物掩盖了缺陷基因的表达产物,从而治愈了有基因缺陷的疾病。,镰刀型细胞贫血症基因治疗过程,提醒动物基因工程主要为了改善畜产品的品质,而不是为了产生体型巨大的个体。基因治疗目前只是处于初期的临床试验阶段,在临床上未开展、未实现这方面的治疗。DNA分子制作探针进行检测时应检测单链,即将双链DNA分子打开。Bt毒蛋白基因产生Bt毒蛋白并无毒性,进入昆虫消化道被分解成多肽后产生毒性。青霉素是青霉菌产生的,不是通过基因工程生产的。原核生物基因(如抗虫基因)可做为真核生物(棉花)的目的基因。,对位训练1.我国科学家运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出了抗虫棉。下列叙述不正确的是()A.RNA聚合酶对于抗虫基因在棉花细胞中的表达不可缺少B.重组DNA分子中增加一个碱基对，不一定导致毒蛋白的毒性丧失C.抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物，从而造成基因污染D.转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素抗性来确定的,D,拓展延伸蛋白质组计划和人类基因组计划的比较,通过前面的学习我们知道，利用基因工程能够大规模生产生物体内微量存在的活性物质，并借助转基因而改变动植物性状，也得以在人类医疗保健中进行基因诊断和基因治疗。然而在广泛利用自然界各种蛋白质的过程中就发现，这些蛋白质只是适应生物自身的需要，而对它们进行产业化开发往往不合意，如采用基因工程生产的干扰素可用于治疗病毒感染和癌症，但体外不容易保存，需要加以改造。1983年Ulmer首先提出蛋白质工程这个名词。那么，什么叫蛋白质工程？它同基因工程有何区别和联系？又是如何设计和施工的？它的进展和前景如何？这就是我们今天所要学习的内容蛋白质工程的崛起。,蛋白质工程的崛起,1、基因工程的应用（1）基因工程的实质：将一种生物的转移到另一种生物体内，使后者产生本不能产生的，进而表现出新的。（2）基因工程的不足：在原则上只能生产自然界已存在的。2、天然蛋白质的不足天然蛋白质是生物在长期过程中形成的，它们的符合特定物种的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。3、蛋白质工程的目的生产符合人类生产和生活的需要的。,一、蛋白质工程崛起的缘由,基因,蛋白质,性状,蛋白质,进化,结构和功能,生存,蛋白质,二、蛋白质工程的基本原理,1、目标：根据人们对功能的特定需求，对蛋白质的进行分子设计。2、原理：改造基因（基因或基因）。3、流程：预期蛋白质功能设计推测应有的序列找到对应的序列。,蛋白质,结构,修饰,合成,预期的蛋白质,氨基酸,脱氧核苷酸,三、蛋白质工程的基本原理,基因DNA,氨基酸序列多肽链,蛋白质三维结构,预期功能,生物功能,mRNA,转录,翻译,折叠,DNA合成,分子设计,蛋白质工程的概念,蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。,蛋白质工程的实质是对编码蛋白质的基因进行改造,目的基因,预期的蛋白质功能,基因表达载体,基因,获取目的基因构建表达载体导入受体细胞目的基因的检测与表达,预期蛋白质功能设计蛋白质结构推测氨基酸序列推测核苷酸序列合成DNA表达出蛋白质,定向改造生物的遗传特性，获得人类所需的生物类型或生物产品,定向改造或生产人类所需的蛋白质,生产自然界中已有的蛋白质,蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程。因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因的修饰或基因的合成。,生产自然界没有的蛋白质,对位训练2.下列关于蛋白质工程应用的叙述，不正确的是（）A.蛋白质工程可以改造酶的结构，提高酶的热稳定性B.通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性C.利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素D.蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰，合成速效型胰岛素制剂,C,三、蛋白质工程的进展和前景,1、前景诱人：如用此技术制成的，具有、耗电少和的特点。2、难度很大：主要是目前科学家对大多数蛋白质的的了解还很不够。,电子元件,体积小,效率高,高级结构,胰岛素改造,天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体和六聚体，延缓胰岛素从注射部位进入血液，从而延缓了其降血糖作用，这是胰岛素B23-B28氨基酸残基结构所致。利用蛋白质工程技术改变这些残基，则可降低其聚合作用，使胰岛素快速起作用。该速效胰岛素已通过临床实验。,1关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法不正确的是（）A是生物在长期进化过程中形成的B它们的结构和功能符合特定物种生存的需要C构成天然蛋白质的氨基酸目前发现的有20种D一定完全符合人类生产和生活的需要,练习检测,D,练习检测,2蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（）氨基酸结构B蛋白质空间结构C肽链结构D基因结构,练习检测,3下列关于蛋白质工程的说法错误的是（）A蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类的需要B蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构C蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子D蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为第二代基因工程,练习检测,4、以下关于蛋白质工程的说法正确的是（）A、蛋白质工程以基因工程为基础B、蛋白质工程就是酶工程的延伸C、蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造D、蛋白质工程只能生产天然的蛋白质,练习检测,5、蛋白质工程的基本流程正确的是（）蛋白质分子结构设计DNA合成预期蛋白质功能根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列ABCD,练习检测,6、蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程，其结果产生的蛋白质是（）A氨基酸种类增多B氨基酸种类减少C仍为天然存在蛋白质D可合成天然不存在蛋白质,7、