1.4　蛋白质工程的崛起

1、蛋白质工程的崛起泾阳县 泾干中学 辛小艳,1 与杂交育种相比：基因工程的优点是 什么？ 2、基因工程的局限性是什么？,提问导课：,1 1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 2科学家将干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高了干扰素的抗病活性，并且提高了储存稳定性。该生物技术为 A基因工程 B蛋白质工程 C基因突变 D细胞工程,预习案检测,3 需要进行操作的对象是 A.氨基酸结构 B.蛋白质空间结构 C.肽链结构 D. 基因结构 4.天然蛋白质合成遵循的

2、法则是 A.中心法则 B.转录C.翻译 D.复制,预习案检测,5 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根本不存在的蛋白质 6、蛋白质工程的实质是 A.改造蛋白质 B.改造mRNA C.改造基因 D.改造氨基酸,预习案检测,探究一、蛋白质工程崛起的缘由,阅读P26第二自然段思考： 科学家在干扰素的保存和玉米的赖氨酸的产量上面临什么样的问题？如何解决这些问题？,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

3、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,问题1：,解决：,蛋白质功能 不能满足需求,改变蛋白质的结构,-半胱氨酸-,体外很难保存,？如何改造,-丝氨酸-,体外可以保存半年,问题2：如何对天然蛋白质的结构进行改造？,干扰素,干扰素（改）,思考与讨论,(你认为直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？能否说出你的理由？),答：毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造，主要原因如下： （1）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

4、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） （2）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。,探究 三、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,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- 丙氨酸：GCU、GCC、GCA、GCG 色氨酸：UGG 赖氨酸

5、：AAA、AAG 甲硫氨酸：AUG 苯丙氨酸：UUU、UUC,讨论： 1、请写出决定这一段肽链的mRNA片段和基因片段的核苷酸序列。 2、确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改 造目的基因（DNA）？,思考与讨论,探究二：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,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,

6、中心法则,蛋白质工程,探究四、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,检测案1,检测案2,2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,检测案3,2、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 A B C D,4、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