1.4　蛋白质工程的崛起 (5).pptx

1.4蛋白质工程的崛起,目标1.理解蛋白质工程与基因工程的关系。2.描述蛋白质工程的基本原理。3.举例阐述蛋白质工程的应用和发展。,1965年生物科学界发生了一件震惊世界的大事！我国科学家人工合成了结晶牛胰岛素，这是第一次在实验室中用人工方法合成的蛋白质，实现了世界上首次人工合成蛋白质的壮举！,人工合成牛胰岛素结晶,蛋白质工程的崛起缘由,1、基因工程的应用（1）基因工程的实质：,将一种生物的基因转移到另一种生物体内，使后者产生本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。,（2）基因工程的不足：,改造,天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。,2、天然蛋白质的不足,3、蛋白质工程的目的,生产符合人类生产和生活的需要的蛋白质。,蛋白质工程的基本原理,蛋白质工程目标：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。,2、蛋白质工程的原理：基因改造,3、基本途径：,从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）,合成自然界不存在的蛋白质,天然存在的蛋白质,改造基因,目的基因导入受体细胞并表达,对现有蛋白质进行改造，对创造新的蛋白质还未成功,已被广泛应用,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。,蛋白质工程的进展和前景,1、蛋白质工程的诞生是有其理论与技术条件的，它是随着分子生物学、晶体学以及计算机技术的发展而诞生的，与基因组学、蛋白质组学、生物信息学的发展等因素有关,血红蛋白的结构,蛋白质工程的进展和前景,2、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。,练习：某多肽链的一段氨基酸序列是：丙氨酸色氨酸赖氨酸甲硫氨酸苯丙氨酸怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？请把相应的碱基序列写出来。有多少种？mRNA序列为：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）,三、蛋白质工程的进展和前景,1、蛋白质工程的诞生是有其理论与技术条件的，它是随着分子生物学、晶体学以及计算机技术的发展而诞生的，与基因组学、蛋白质组学、生物信息学的发展等因素有关2、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。,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,D,2.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,D,3.关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的是（）A都是分子水平上的操作B基因工程就是改造基因的分子结构C蛋白质工程就是改造蛋白质的分子结构D基因工程能产生自然界根本不存在的基因，蛋白质工程能产生自然界已存在的蛋白质,A,4.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据根氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列ABCD,C,5.关于蛋白质工程的进展和应用，下列说法不正确的是（）A科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效药品B生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面C蛋白质工程技术已经非常成熟，目前正被大力推广应用D蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多,C,退出,枯草杆菌产生的蛋白酶具有催化分解蛋白质的特性，但极易被氧化而失效。1985年，美国的埃斯特尔将枯草杆菌蛋白酶分子中的第222位氨基酸替换后，虽然其水解活性有所下降，但抗氧化能力大大提高。用这种水解酶作为洗涤剂的添加剂，可以有效地除去血渍、奶渍等蛋白质污渍。（1）改造枯草杆菌蛋白酶的生物技术是。（2）改造后的枯草杆