蛋白质工程的崛起PPT课件

1、蛋白质工程的兴起，苍山四中高二生物群，2、活动1:阅读P26。为什么要进行蛋白质工程？ 另一方面，蛋白质工程学崛起的原因，是因为这些蛋白质仅仅适应了生物自身的需求，不一定完全符合人类的生产和生活需求，需要改造。3、1、蛋白质工程崛起的原因、1、基因工程的应用(1)基因工程的本质：将一个生物的基因转移到另一个生物体内，产生后者本来不可能产生的蛋白质，表现出新的性状。 原则上只能生产自然界中存在的蛋白质。 (2)基因工程不足：4，天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，其结构和功能符合某些物种的生存需求，但不一定完全符合人类的生产和生活需求。 2、天然蛋白质不足3、蛋白质工程目的、生产符合人类生产和生活需求的蛋白质。5，如：改造，玉米中赖氨酸含量低，天冬氨酸激酶(352位苏氨酸)、二氢吡啶二羧酸合成酶(104位天冬氨酸)、天冬氨酸激酶(异亮氨酸)、二氢吡啶二羧酸合成酶(异亮氨酸) 玉米中赖氨酸含量增加数倍，改造、改造、问题1 :解决：蛋白质功能不能满足需求，不能改变蛋白质结构，6、-半胱氨酸-体外保存困难？ 你可以怎样改造？丝氨酸-可在体外保存半年。 问题二：如何改造天然蛋白质的结构？ 干扰素，干扰素(改变)，思考和讨论，你认为是直接操纵蛋白质分子，还是通过操纵基因来实现？ 我能说出你的理由吗？7、a :确实应该从基因操作中实现天然蛋白质改造的理由是： (1)任何天然蛋白质都是由基因编码的，基因改造蛋白质，改造的蛋白质都可以遗传。 直接改造蛋白质，即使改造成功，改造的蛋白质分子也不会遗传。 (基因改造-可遗传蛋白改造-不可遗传) (2)基因改造比直接改造蛋白更容易操作，难度更低。 8、-半胱氨酸-体外保存困难怎么改造？丝氨酸-可在体外保存半年。 问题3，干扰素基因改造前和改造后这个部分序列能推测出来吗？ (半胱氨酸： UGU； 丝氨酸： UCU )、干扰素、干扰素(修饰)、思考与讨论、9.某多肽链氨基酸序列为：-丙氨酸-色氨酸-赖氨酸-甲硫氨酸-苯丙氨酸-丙氨酸： GCU、GCC、GCA、GCG色氨酸： UGG赖氨酸AAG蛋氨酸： AUG苯丙氨酸： UUU，UUC，讨论： 1，请写一个核苷酸序列来决定这个肽链的mRNA片段和基因片段。 2、目标基因的碱基序列确定后，如何合成或改造目标基因(DNA )？ 思考和讨论10，(1)mRNA序列是GCU (或c或a或G)UGGAAA (或G)AUGUUU (或c )脱氧核苷酸序列： CGA (或g或t或C)ACCTTT (或C)TACAAA (或G)(2)目标基因的碱基序列.11，2，蛋白质工程的基本原理是根据人们对蛋白质功能的特定需求，分子设计蛋白质结构。1、目标：2、原理(本质):改造基因(基因修饰或基因合成)、12、逆转录、DNA、RNA、翻译、蛋白质、复制、复制、天然蛋白质的合成遵循中心法则。 、13、转录、DNA、RNA、翻译、肽链、折叠等具有空间结构的蛋白质、表现生物特有功能和性状的天然蛋白质的合成过程，必须按照中心规律经过高度空间结构的转化。 14，3 .路径：1112222222222222222222222222222222222222222222222生物功能，转录，翻译，折叠，图1-29蛋白质工程的流程图，16，蛋白质工程是根据蛋白质分子的结构规则和生物功能的关系，通过基因修饰和基因合成4、蛋白质工程概念P27，理解蛋白质结构和功能，改造基因(基因改变和基因合成)，定向改造和制造蛋白质，17，5，基因工程和蛋白质工程的差异，基因工程，蛋白质工程，实质，结果，联系，通过改造基因， 对自然界中不存在的蛋白质进行定向改造，将目标基因从供体转移到受体细胞中，在受体细胞中表达，只能生产自然界中存在的蛋白质。 蛋白质工程是基于基因工程的第二代基因工程，可以生产、重组和创新自然界中不存在的蛋白质。 18、能否根据人类所需蛋白质的结构设计适当的基因，将其导入适当的细菌中，使细菌产生人类所需的蛋白质食品？ 理论上很好，但还没有真正的成功例子。 有报告称，人类利用细菌所需要的蛋白质是自然界中已存在的蛋白质，并非完全人工设计，而是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，人们很少知道蛋白质的高级结构和在生物体内是如何发挥功能的，设计新颖、有生命功能的蛋白质很困难，而且担心新蛋白质会带来什么危害。 奇想天开，19，3，蛋白质工程的进展和未来，1，进展P28:(1)使胰岛素改造成为速效药品。 天然胰岛素制剂在贮藏过程中易与二聚体形成六聚体，缓慢胰岛素从注射部位进入血液，降血糖作用，抗原性也增加，这是胰岛素B23-B28氨基酸残基结构造成的。 利用蛋白质工程技术改变这些残基，可以降低其聚合作用，使胰岛素迅速起作用。 该速效胰岛素通过了临床实验。20、(2)水蛭素的改造，水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特异性抑制剂，有很多突变体，由65或66个氨基酸残基组成。 水蛭素在临床上可作为抗栓剂用于血栓的治疗。 为了提高水蛭素活性，综合各突变体的结构特征提出了改造水蛭素主要突变体HV2的设计方案，将47位Asn (天门冬氨酸)改为Lys (赖氨酸)，与分子内4位或5位Thr (苏氨酸)形成氢键，帮助水蛭素n端肽片段的正确取向.21，2，未来魅力：探索将蛋白质工程应用于微电子学。 3、难度大：主要是现在的科学家不了解很多蛋白质的高级结构。 蛋白质工程制造的电子元件具有体积小、耗电少、效率高的特点。 你知道人类蛋白质组学计划吗？ 与蛋白质工程有什么关系？ 我国科学家承担了什么任务，人类蛋白质组学计划是继人类基因组计划之后生命科学乃至自然科学领域的重大科学命题。 2001年，国际人类蛋白质组织宣布成立。2003年，该组织正式启动了两项重大国际合作行动：一是中国科学家主导执行的“人肝脏蛋白质组学计划”，另一是美国科学家主导的“人血浆蛋白质组学计划”，揭开了人蛋白质组学计划的序幕。 四、扩大知识，二十三、“人类肝脏蛋白质组学”是国际首个人类组织/器官蛋白质组学计划，由中国贺福初院士领导，这是中国科学家首次领导的重大国际科研合作计划，总部设在北京，目前已有16个国家和地区80多个实验室报名参加。 其科学目标是揭示和确认肝脏蛋白质，为重大肝病的预防、诊断、治疗和突破新药开发提供重要的科学基础。 人类蛋白质组学的研究是蛋白质组学的有力推广和理论支持。 你知道，二十四二，酵素工程吗？ 大多数酶是蛋白质，酶工程与蛋白质工程有什么区别？酶工程是指将酶所具有的生物催化作用，通过工程手段应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的科学技术。 酶工程是指不经过根据酶的功能设计酶的分子结构，根据酶的分子结构决定基因的碱基序列等工序，利用工程菌制备酶制剂。 因此，酶工程的重点是合理利用现有酶，蛋白质工程的重点