1.4　蛋白质工程的崛起 (3).ppt

1、1.4 蛋白质工程的崛起,知识回顾,1、如何让某一生物的性状在另一生物中表达？,2、基因工程产生的蛋白质是否完全符合人类生产和生活的需要呢？,种内,种间,例如：,普通干扰素,将分子中的半胱氨酸改为丝氨酸,（体外很难保存）,1.基因工程的实质是什么？ 2.基因工程的不足是什么？ 3.天然蛋白质的不足是什么？ 4.蛋白质工程的目的是什么？,一、蛋白质工程崛起的缘由(阅读P26）,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，后者可以产生它本来不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。,2、基因工程的不足：,基因工程在原则上只能生产自然界 的蛋白质。,已存在,3、天然蛋白质的不足：,天然蛋

2、白质是生物在长期 过程中形成的，它们的 符合特定物种 的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。,进化,结构和功能,生存,4、蛋白质工程的目的：,生产符合人类生产和生活需要的自然界没有的蛋白质。,5、如何进行蛋白质改造？直接改造蛋白质可以吗？ 为什么？,思考：,6、蛋白质有哪些结构？,不可以，蛋白质的结构太复杂,逆转录,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,转录,DNA,复制,转录,DNA,复制,转录,DNA,RNA,翻译,肽链,折叠等,具有空间结构的蛋白质,表达生物特有的功能或性状,天然蛋白质的合成过程,7、DNA的结构？,例如：,普通干扰素,将分

3、子中的半胱氨酸改为丝氨酸,（体外很难保存）,思路：,甲,苏,半,赖,精,AUG,ACG,UGU,AAG,AGG,AUG,ACG,TGT,AAG,AGG,TAC,ACA,TTC,TCC,TGC,普通干扰素的多肽：,mRNA,DNA,A,甲,苏,丝,赖,精,新的干扰素的多肽：,AGU,A T,替换,1.蛋白质工程的原理？ 2. 蛋白质工程的基本途径是什么？,(阅读教材P26第三、四段）,二、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,生物功能,mRNA,转录,翻译,折叠,预期功能,设计,推测,找到并合成,蛋白质工程：,（中心法则的逆推）,（改造基因）,1、原理：,改造

4、基因（基因修饰或基因合成）,二、蛋白质工程的基本原理,2.基本途径:,预期的蛋白质功能,设计预期的蛋白质结构,推测应有的氨基酸序列,找到并合成脱氧核苷酸序列（基因）,讨论：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：AAA、AAG 甲硫氨酸：AUG 苯丙氨酸：UUU、UUC,讨论：1、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。,GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C）,mRNA序列,脱氧核苷酸序列,2.确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目的

5、基因（DNA）？,确定目的基因的碱基序列后，就可以根据人类的需要改造它，通过人工合成的方法或从基因文库中获取。,3、蛋白质工程的概念:,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,二、蛋白质工程的基本原理（中心法则的逆推）,三、基因工程与蛋白质工程比较,都要改造基因，都属于分子水平,无新基因,新基因,原有的,自然界没有的蛋白质,蛋白质工程以基因工程为基础， 是基因工程的应用和延伸,四、蛋白质工程的进展与前景,蛋白质工程前景诱人，但 目前成功

6、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。,例1下列关于蛋白质工程和基因工程的比较，不合理的是 A基因工程和蛋白质工程的操作都要根据碱基互补配对原则 B蛋白质工程是第二代基因工程，原因是蛋白质工程最终 还是要通过基因工程来完成 C通过基因工程能够得到170条件下保存半年的新型干扰素 D获得能产生更高活性且更耐低温存放的胰岛素的酵母菌，需借助基因工程和蛋白质工程,答案：C,课堂训练,例2干扰素是动物体内的一种蛋白质，可以用于治疗病毒的 感染和癌症，但在体外保存相当困难。如图是利用蛋白质工程设计保存干扰素的生产流程图，据图分析错误的是 (),A图中构建新的干扰素模型的主要依据是蛋白质的预期功能 B图中新的干扰素基因必须加上启动子和终止子才能表达 C图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构 D图中各项技术并没有涉及基因工程技术,答案：D,3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,4蛋白质工程中直接需要进行操作的