蛋白质工程的崛起上课用课件

1、蛋白质工程的崛起上课用1 蛋白质工程的崛起蛋白质工程的崛起 蛋白质工程的崛起上课用2 1、基因工程的应用、基因工程的应用 （1）基因工程的实质：将一种生物的）基因工程的实质：将一种生物的 转移到另转移到另 一种生物体内，使后者产生本不能产生的一种生物体内，使后者产生本不能产生的 ， 进而表现出新的进而表现出新的 。 （2）基因工程的不足：在原则上只能生产自然界已存）基因工程的不足：在原则上只能生产自然界已存 在的在的 。 2、天然蛋白质的不足、天然蛋白质的不足 天然蛋白质是生物在长期天然蛋白质是生物在长期 过程中形成的，过程中形成的， 它们的它们的 符合特定物种符合特定物种 的需要，却不的需要

2、，却不 一定完全符合人类生产和生活的需要。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、蛋白质工程的目的 生产符合人类生产和生活的需要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一、蛋白质工程崛起的缘由 基因基因 蛋白质蛋白质 性状性状 蛋白质蛋白质 进化进化 结构和功能结构和功能生存生存 蛋白质蛋白质 蛋白质工程的崛起上课用3 二、蛋白质工程的基本原理二、蛋白质工程的基本原理 1、目标：根据人们对、目标：根据人们对 功能的特定需求，对功能的特定需求，对 蛋白质的蛋白质的 进行分子设计。进行分子设计。 2、原理：改造基因（基因、原理：改造基因（基因 或基因或基因

3、） 。 3、流程：、流程： 预期蛋白质功能预期蛋白质功能设计设计 推测应推测应 有的有的 序列序列找到对应的找到对应的 序列。序列。 蛋白质蛋白质 结构结构 修饰修饰合成合成 预期的蛋白质预期的蛋白质 氨基酸氨基酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸 蛋白质工程的崛起上课用4 （1 1）从生物体中）从生物体中分离纯化分离纯化目的目的蛋白蛋白； （2 2）测定测定其氨基酸其氨基酸序列序列； （3 3）借助核磁共振和）借助核磁共振和X X射线晶体衍射等手段，尽可能射线晶体衍射等手段，尽可能 地地了解了解蛋白质的二维重组和三维晶体蛋白质的二维重组和三维晶体结构结构; ; （4 4）设计设计各种各种处理条件处理条件，

4、了解了解蛋白质的蛋白质的结构变化结构变化， 包括折叠与去折叠等包括折叠与去折叠等对其活性与功能的影响对其活性与功能的影响； （5 5）设计设计编码该蛋白的编码该蛋白的基因改造方案基因改造方案，如点突变；，如点突变； （6 6）分离、纯化新蛋白分离、纯化新蛋白，功能检测功能检测后投入实际使用。后投入实际使用。 蛋白质工程的崛起上课用5 蛋白质工程的崛起上课用6 蛋白质工程的概念蛋白质工程的概念 n蛋白质工程蛋白质工程是指以是指以蛋白质分子的蛋白质分子的结构规律结构规律及其及其 生物功能生物功能的关系的关系作为基础，通过作为基础，通过基因修饰基因修饰或或基基 因合成因合成，对，对现有现有蛋白质进行

5、改造，或制造一种蛋白质进行改造，或制造一种 新新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。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蛋白质工程的实质是对编码蛋白质编码蛋白质的基因进行改造的基因进行改造 蛋白质工程的崛起上课用7 三、蛋白质工程的基本原理三、蛋白质工程的基本原理 基因基因 DNA 氨基酸序氨基酸序 列多肽链列多肽链 蛋白质蛋白质 三维结构三维结构 预期功能预期功能 生物功能生物功能mRNA 转录转录翻译翻译 折叠折叠 DNA合成合成 分子设计分子设计 中心法则中心法则 蛋白质工程蛋白质工程 蛋白质工程的崛起上课用8 项目项目基因工程基因工程蛋白质工程蛋白质工程

6、操作起点操作起点 操作核心操作核心 过程过程 目标目标 结果结果 联系联系 目的基因目的基因 预期的蛋白质功能预期的蛋白质功能 基因表达载体基因表达载体基因基因 获取目的基因获取目的基因 构建表达载体构建表达载体 导入受体细胞导入受体细胞 目的基因的检测与表达目的基因的检测与表达 预期蛋白质功能预期蛋白质功能 设计蛋白质结构设计蛋白质结构 推测氨基酸序列推测氨基酸序列 推测核苷酸序列推测核苷酸序列 合成合成DNA 表达出蛋白质表达出蛋白质 定向改造生物的遗传特定向改造生物的遗传特 性，获得人类所需的生性，获得人类所需的生 物类型或生物产品物类型或生物产品 定向定向改造或生产改造或生产人类所人类

7、所 需的蛋白质需的蛋白质 生产自然界中已有的蛋生产自然界中已有的蛋 白质白质 蛋白质工程是在基因工程的基础上蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第延伸出来的第 二代基因工程二代基因工程。因为对现有蛋白质的改造或制造。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。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生产自然界没有的蛋 白质白质 蛋白质工程的崛起上课用9 三、蛋白质工程的进展和前景三、蛋白质工程的进展和前景 1、前景诱人：如用此技术制成的、前景诱人：如用此技术制成的 ， 具有具有 、耗电少和、耗电少和 的特点。的特点。 2、难度很大：主

8、要是目前科学家对大多数蛋白、难度很大：主要是目前科学家对大多数蛋白 质的质的 的了解还很不够。的了解还很不够。 电子元件电子元件 体积小体积小效率高效率高 高级结构高级结构 蛋白质工程的崛起上课用10 胰岛素改造胰岛素改造 蛋白质工程的崛起上课用11 1 关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法 不正确的是（不正确的是（ ） A是生物在长期进化过程中形成的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构成天然蛋白质的氨基酸目前发现的有20种种 D一定完全符合人

9、类生产和生活的需要一定完全符合人类生产和生活的需要 练习检测练习检测 D 蛋白质工程的崛起上课用12 练习检测练习检测 2蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（ ） 氨基酸结构氨基酸结构 B蛋白质空间结构蛋白质空间结构 C肽链结构肽链结构 D基因结构基因结构 蛋白质工程的崛起上课用13 练习检测练习检测 n3下列关于蛋白质工程的说法错误的是（）下列关于蛋白质工程的说法错误的是（） nA蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更 加符合人类的需要加符合人类的需要 nB蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行蛋

10、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操作，定向改变分子的结构 nC蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋 白质分子白质分子 nD蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为第二代蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为第二代 基因工程基因工程 蛋白质工程的崛起上课用14 练习检测练习检测 n4 4、以下关于蛋白质工程的说法正确的是（）、以下关于蛋白质工程的说法正确的是（） nA A、蛋白质工程以基因工程为基础、蛋白质工程以基因工程为基础 nB B、蛋白质工程就是酶工程的延伸、蛋白质工程就是酶工程的延伸 nC C、蛋白质工

11、程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造、蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造 nD D、蛋白质工程只能生产天然的蛋白质、蛋白质工程只能生产天然的蛋白质 蛋白质工程的崛起上课用15 练习检测练习检测 5 5、蛋白质工程的基本流程正确的是（）、蛋白质工程的基本流程正确的是（） 蛋白质分子结构设计蛋白质分子结构设计 DNA合成合成 预期蛋白质功能预期蛋白质功能 根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列 A B C D 蛋白质工程的崛起上课用16 练习检测练习检测 n6 6、蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来、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

12、蛋白质是（的第二代基因工程，其结果产生的蛋白质是（ ） nA氨基酸种类增多氨基酸种类增多 nB氨基酸种类减少氨基酸种类减少 nC仍为天然存在蛋白质仍为天然存在蛋白质 nD可合成天然不存在蛋白质可合成天然不存在蛋白质 蛋白质工程的崛起上课用17 7、关于蛋白质工程的进展和应用，下列说法、关于蛋白质工程的进展和应用，下列说法 不正确的是（不正确的是（ ） A科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为 速效药品速效药品 B生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工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

13、蛋白质工程技术已经非常成熟，目前正被 大力推广应用大力推广应用 D蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前 成功的例子不多成功的例子不多 练习检测练习检测 C 蛋白质工程的崛起上课用18 8、T4溶菌酶的稳定性大大提高的根本原因是溶菌酶的稳定性大大提高的根本原因是 （ ） A控制控制T4溶菌酶合成的基因的一个位点发生溶菌酶合成的基因的一个位点发生 突变突变 B控制控制T4溶菌酶合成的溶菌酶合成的mRNA上的密码子发上的密码子发 生变化生变化 CT4溶菌酶中一个氨基酸发生了替换溶菌酶中一个氨基酸发生了替换 DT4溶菌酶中的第溶菌酶中的第3位氨基酸由异亮氨酸变位氨基酸由异亮氨酸变 为半胱氨酸为半胱氨酸 练习检测练习检测