蛋白质工程崛起pptPPT课件.ppt

关于蛋白质工程的崛起ppt第一张，PPT共二十二页，创作于2022年6月旁栏思考题旁栏思考题 你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工程有什么关系？我你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工程有什么关系？我国科学家承担了什么任务？国科学家承担了什么任务？人类蛋白质组计划人类蛋白质组计划是继人类基因组计划之后，是继人类基因组计划之后，生命科学乃至自然科学领域生命科学乃至自然科学领域一项重大的科学命题。一项重大的科学命题。20012001年，国际人类蛋白质组组织宣告成立。之后，年，国际人类蛋白质组组织宣告成立。之后，该组织正式提出启动了两项重大国际合作行动：该组织正式提出启动了两项重大国际合作行动：一项是一项是由中国科学家牵头由中国科学家牵头执行的执行的“人类肝脏蛋白质人类肝脏蛋白质组计划组计划”；另一项是以美国科学家牵头执行的另一项是以美国科学家牵头执行的“人人类血浆蛋白质组计划类血浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质，由此拉开了人类蛋白质组计划的帷幕。组计划的帷幕。第二张，PPT共二十二页，创作于2022年6月 “人类肝脏蛋白质组计划人类肝脏蛋白质组计划”是国际上第一个人是国际上第一个人类组织器官的蛋白质组计划，由我国贺福初院士牵类组织器官的蛋白质组计划，由我国贺福初院士牵头，这是中国科学家第一次领衔的重大国际科研协作头，这是中国科学家第一次领衔的重大国际科研协作计划，总部设在北京，目前有计划，总部设在北京，目前有1616个国家和地区的个国家和地区的8080多多个实验室报名参加。它的科学个实验室报名参加。它的科学目标是揭示并确认肝脏目标是揭示并确认肝脏的蛋白质的蛋白质，为重大肝病预防为重大肝病预防、诊断诊断、治疗和新药研治疗和新药研发的突破提供重要的科学基础发的突破提供重要的科学基础。人类蛋白质组计划的深入研究将是对蛋白质工人类蛋白质组计划的深入研究将是对蛋白质工程的有力推动和理论支持程的有力推动和理论支持。第三张，PPT共二十二页，创作于2022年6月活动活动1:阅读阅读P26第二段。第二段。回答回答:为什么要进行蛋白质工程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第四张，PPT共二十二页，创作于2022年6月一、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、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 转移到另一转移到另一种生物体内，使后者产生本不能产生的种生物体内，使后者产生本不能产生的 ，进而，进而表现出新的表现出新的 。（2）基因工程的不足：在原则上只能生产自然界已存在的）基因工程的不足：在原则上只能生产自然界已存在的 。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，它们的过程中形成的，它们的 符合特定物种符合特定物种 的需要，却的需要，却不一定完全符合不一定完全符合人类生产和人类生产和生活的需要。生活的需要。3、蛋白质工程的目的、蛋白质工程的目的 生产生产符合人类符合人类生产和生活的生产和生活的需要需要的的 。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第五张，PPT共二十二页，创作于2022年6月例如：例如：改造改造干扰素（半胱氨酸）干扰素（半胱氨酸）体外很难保存体外很难保存干扰素（丝氨酸）干扰素（丝氨酸）体外可以保存半年体外可以保存半年玉米中赖氨酸含量比较低玉米中赖氨酸含量比较低天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶（352352位的苏氨酸）位的苏氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶二氢吡啶二羧酸合成酶（104104位的天冬酰胺）位的天冬酰胺）天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶（异亮氨酸）（异亮氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶二氢吡啶二羧酸合成酶（异亮氨酸）（异亮氨酸）玉米中赖氨酸含量可提高数倍玉米中赖氨酸含量可提高数倍改造改造改造改造第六张，PPT共二十二页，创作于2022年6月二、蛋白质工程的基本原理二、蛋白质工程的基本原理1、目标：目标：根据人们对根据人们对 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：原理：改造基因（基因改造基因（基因 或基因或基因 ）。蛋白质蛋白质结构结构修饰修饰合成合成 对天然蛋白质进行改造，你认为直接对蛋白质分对天然蛋白质进行改造，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？子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？第七张，PPT共二十二页，创作于2022年6月3、基本途径：、基本途径：从预期的蛋白质功能出发从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列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）找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）第八张，PPT共二十二页，创作于2022年6月天然蛋白质的合成途径：天然蛋白质的合成途径：基因表达（转录和翻译）形成氨基酸序列的多肽基因表达（转录和翻译）形成氨基酸序列的多肽链形成具有高级结构的蛋白质行使生物功能链形成具有高级结构的蛋白质行使生物功能预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测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应的脱氧核苷酸序列应有的氨基酸序列找到相应的脱氧核苷酸序列(基因基因)蛋白质工程的途径：蛋白质工程的途径：（基因工程）（基因工程）遵循中心法则遵循中心法则第九张，PPT共二十二页，创作于2022年6月蛋白质工程的流程：蛋白质工程的流程：基因基因DNA氨基酸序列氨基酸序列多肽链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第十张，PPT共二十二页，创作于2022年6月蛋白质工程的概念蛋白质工程的概念p27中间中间基础基础:蛋白质工程的实质：蛋白质工程的实质：途径途径:目标目标:蛋白质的结构规律和生物功能的关系蛋白质的结构规律和生物功能的关系基因修饰或基因合成基因修饰或基因合成改造或制造新的蛋白质，满足人类的生产或生活改造或制造新的蛋白质，满足人类的生产或生活的需要的需要是对编码蛋白质的基因进行改造是对编码蛋白质的基因进行改造第十一张，PPT共二十二页，创作于2022年6月活动活动3 3：对照密码表，写出决定对照密码表，写出决定“丙氨酸丙氨酸色氨酸色氨酸赖氨酸赖氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸”的的脱氧核苷酸序列。脱氧核苷酸序列。第十二张，PPT共二十二页，创作于2022年6月第十三张，PPT共二十二页，创作于2022年6月（1 1）mRNAmRNA序列为：序列为：GCUGCU（或（或C C或或A A或或G G）UGGAAAUGGAAA（或（或G G）AUGUUUAUGUUU（或（或C C）脱氧核苷酸序列：脱氧核苷酸序列：CGACGA（或（或G G或或T T或或C C）ACCTTTACCTTT（或（或C C）TACAAATACAAA（或（或G G）（2 2）确定目的基因的碱基序列后，就可以根据人类）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库中的需要改造它，通过人工合成的方法或从基因库中获取。获取。第十四张，PPT共二十二页，创作于2022年6月项目项目基因工程基因工程蛋白质工程蛋白质工程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需的人类所需的蛋白质蛋白质生产自然界中已有的蛋白生产自然界中已有的蛋白质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,延伸出来的第二代基延伸出来的第二代基因工程因工程。因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必。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。须通过基因的修饰或基因的合成。生产自然界没有的蛋白生产自然界没有的蛋白质质第十五张，PPT共二十二页，创作于2022年6月三、蛋白质工程的进展和前景三、蛋白质工程的进展和前景1、进展：改造胰岛素成为速效药品。、进展：改造胰岛素成为速效药品。2、前景：探索蛋白质工程应用于微电子方面。、前景：探索蛋白质工程应用于微电子方面。3、目前面临的困难：主要是目前科学家对大多数蛋白、目前面临的困难：主要是目前科学家对大多数蛋白质的质的 高级结构高级结构 的了解还很不够。的了解还很不够。第十六张，PPT共二十二页，创作于2022年6月1 关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法不关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法不正确的是（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第十七张，PPT共二十二页，创作于2022年6月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 3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（）A蛋蛋白白质质工工程程能能定定向向改改造造蛋蛋白白质质分分子子的的结结构构，使使之之更更加符合人类的需要加符合人类的需要B蛋蛋白白质质工工程程是是在在分分子子水水平平上上对对蛋蛋白白质质分分子子直直接接进进行行操操作作，定向改变分子的结构定向改变分子的结构C蛋蛋白白质质工工程程能能产产生生出出自自然然界界中中不不曾曾存存在在过过的的新新型型蛋蛋白白质分子质分子D蛋蛋白白质质工工程程与与基基因因工工程程密密不不可可分分，又又被被称称为为第第二二代代基因工程基因工程第十八张，PPT共二十二页，创作于2022年6月4 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（）A 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B 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C C、蛋白质工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D 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 第十九张，PPT共二十二页，创作于2022年6月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（）蛋蛋白白质质分分子子结结构构设设计计DNA合合成成预预期期蛋蛋白白质质功功能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第二十张，PPT共二十二页，创作于2022年6月6 6、蛋蛋白白质质工工程程是是在在基基因因工工程程基基础础上上，延延伸伸出出来来的的第第二代基因工程，其结果产生的蛋白质是（二代基因工程，其结果产生的蛋白质是（）A氨基酸种类增多氨基酸种类增多 B氨基酸种类减少氨基酸种类减少C仍为天然存在蛋白质仍为天然存在蛋白质 D可合成天然不存在蛋白质可合成天然不存在蛋白质第二十一张，PPT共二十二页，创作于2022年6月感感谢谢大大家家观观看看第二十二张，PPT共二十二页，创作于2022年6月