蛋白质工程的崛起ppt(讲课).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,蛋白质工程的崛起,活动,1:,阅读,P26.,回答,:,为什么要进行蛋白质工程,?,一、蛋白质工程崛起的缘由,一、蛋白质工程崛起的缘由,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。,在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。,（,2,）基因工程的不足：,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。,满足人类生产和生活的需要,例如：,改造,干扰素（半胱氨酸）,体外很难保存,干扰素（丝氨酸）,体外可以保存半年,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,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,。,1,、目标：,2,、原理：,改造基因,（基因修饰或基因合成）,思考：,对天然蛋白质进行改造，你认为应该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？,应该,从对基因的操作来实现,对天然蛋白质改造,;,（,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。,（,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,。,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,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,遵循中心法则，并需经过高级空间结构的转变,.,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,找到相对应的脱氧核苷酸序列,（基因）,蛋白质,三维结构,氨基酸序,列多肽链,基因,DNA,预期功能,DNA,合成,分子设计,mRN,A,生物功能,转录,翻译,折叠,图,1-29,蛋白质工程流程图,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。,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,GCU,（或,C,或,A,或,G,）,UGG AAA,（或,G,）,AUG UUU,（或,C,）,mRNA,序列,脱氧核苷酸序列,GCT(或C或A或G)TGGAAA(或G)ATGTTT(或C),CGA(或G或T或C)ACCTTT（或C)TACAAA(或G),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,）？,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,或可以通过基因的,定点诱变,技术来改变后从基因文库中获取。,-,丙氨酸,-,色氨酸,-,赖氨酸,-,甲硫氨酸,-,苯丙氨酸,-,4,、基础：,蛋白质的结构和功能,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,比较基因工程和蛋白质工程,基因工程,蛋白质工程,相同点,都要改造基因，都属于分子水平,产生新的,基因型，无新基因,基因（型）,产生的蛋白质,原有的,新的,联系,蛋白质工程以基因工程为基础，,是基因工程的应用和延伸,五、蛋白质工程的进展和前景,1.,进展,胰岛素速效型药品,2.,前景,制作电子元件,3.,现状,蛋白质工程目前成功的例子不多,原因是对蛋白质的高级结构了解不够。要设计出更加符合人类需求的蛋白质还需经过艰辛的探索。,应用于微电子方面,具有,、耗电少和,的特点,体积小,效率高,2.,基因工程,是遵循中心法则，,从,DNA,mRNA,蛋白质,折叠产生功能,，基本上是,生产,出,自然界已有的蛋白质,。,蛋白质工程是按照以下思路进行的：,确定蛋白质的功能,蛋白质应有的高级结构,蛋白质应具备的折叠状态,应有的氨基酸序列,应有的碱基排列,，,可以,创造自然界不存在的蛋白质,。,思考与探究,3.,酶工程,就是指将酶所具有的生物催化作用，借助工程学的手段，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术。,概括地说，酶工程是由,酶制剂的生产和应用,两方面组成的。酶工程的应用主要集中于,食品工业、轻工业以及医药工业,中。,通常所说的,酶工程是用工程菌生产酶制剂,，而没有经过由酶的功能来设计酶的分子结构，然后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序列等步骤。因此，,酶工程的重点在于对已存酶的合理充分利用，而蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造,。当然，随着蛋白质工程的发展，其成果也会应用到酶工程中，使酶工程成为蛋白质工程的一部分。,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,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,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,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,A,B,C,D,6,、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,7,、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,