1.4　蛋白质工程的崛起 (3).pptx

蛋白质工程的崛起,河北省武安市第一中学贺东奇,河北省武安市第一中学2016级人教版选修三课件,学习目标,1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。2.简述蛋白质工程的原理。3.尝试用逆向思维分析和解决问题。,一、蛋白质工程崛起的缘由,阅读课本26页第二段思考：为什么要发展蛋白质工程,一、蛋白质工程崛起的缘由,1.基因工程的实质：将一种生物的转移到另一种生物的体内，后者可以产生它本不能产生的，进而表现出新的。2.基因工程的不足：在原则上只能产生的蛋白质。,基因,蛋白质,性状,自然界已存在,一、蛋白质工程崛起的缘由,3.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，他们的符合特定物种生存的需要，但是却不一定符合的需求。4.蛋白质工程的目的:生产符合人类生产和生活需要的蛋白质。,进化,结构与功能,人类生产和生活,满足人类生产和生活的需要?,例如：,改造,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,改造,改造,二、蛋白质工程的基本原理,1.蛋白质工程的目标：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。思考：对天然蛋白质进行改造，你认为是对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？,二、蛋白质工程的基本原理,（1）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。（2）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。（基因改造可遗传；蛋白质改造不可遗传）答案：从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造。,二、蛋白质工程的基本原理,2、如何对基因进行改造？,假设干扰素的一段氨基酸序列是：-丙氨酸-色氨酸-半胱氨酸-甲硫氨酸丙氨酸：GCU、GCC、GCA、GCG色氨酸：UGG半胱氨酸：UGA、UGC甲硫氨酸：AUG丝氨酸：AGUAGC写出：改造后的氨基酸序列：改造后的mRNA的核苷酸序列（一种即可）：改造后的基因的脱氧核苷酸序列：,3、蛋白质工程的途径,预期蛋白质功能,设计预期的蛋白质结构,推测应有的氨基酸序列,找到相应的脱氧核苷酸序列(合成基因),-中心法则的逆推,二、蛋白质工程的基本原理,蛋白质三维结构,氨基酸序列多肽链,基因DNA,预期功能,分子设计,mRNA,生物功能,转录,翻译,折叠,蛋白质工程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或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求。,4、蛋白质工程的概念P27,了解蛋白质的结构和功能,改造基因（基因修饰或基因合成）,实现对蛋白质分子的改造,二、蛋白质工程的基本原理,三、蛋白质工程的发展和前景,1、进展P28：对胰岛素的改造，使其成为速效型药品。,2、前景诱人：探索将蛋白质工程应用于微电子方面。用蛋白质工程制造的电子元件具有体积小、耗电少和效率高的特点。,3、难度很大：主要是目前科学家对大多数蛋白质的高级结构的了解还很不够。,小结,1、蛋白质工程崛起的缘由,2、蛋白质工程的原理：,中心法则的逆推,预期的蛋白质功能出发,推测应有的氨基酸序列,设计预期的蛋白质结构,找到相应的脱氧核苷酸序列,3、蛋白质工程的进展和前景,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,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