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蛋白质工程的崛起蛋白质工程的崛起本讲稿第一页，共十五页（1）反义基因像一般基因一样是一段双）反义基因像一般基因一样是一段双链的链的DNA分子，合成该分子的第一条链时，分子，合成该分子的第一条链时，使用的模板是细胞质中的反义使用的模板是细胞质中的反义RNA，原料，原料是四种是四种_，所用的酶是，所用的酶是_。脱氧核苷酸脱氧核苷酸逆转录酶逆转录酶本讲稿第二页，共十五页（2）开始合成的反义基因第一条链是与模板）开始合成的反义基因第一条链是与模板RNA连在一起的杂交双链，通过加热去除连在一起的杂交双链，通过加热去除RNA，然后再，然后再以反义基因第一条链为模板合成第二条链，这样一以反义基因第一条链为模板合成第二条链，这样一个完整的个完整的反义基因被合成反义基因被合成。若要以完整双链反义。若要以完整双链反义基因克隆成百上千的反义基因，所用复制方式及基因克隆成百上千的反义基因，所用复制方式及技术为技术为_。（3）如果指导番茄合成）如果指导番茄合成PG的信使的信使RNA的碱基的碱基序列是序列是AUCCAGGUC，那么，那么，PG反义基因的这段碱基对反义基因的这段碱基对序列是序列是_。半保留复制，半保留复制，PCR技术技术ATCCAGGTCTAGGTCCAG本讲稿第三页，共十五页（4）将人工合成的反义基因导入番茄叶肉细）将人工合成的反义基因导入番茄叶肉细胞原生质体的运输工具是胞原生质体的运输工具是_，该目的基因与运输工，该目的基因与运输工具相结合需要使用的酶有具相结合需要使用的酶有_，在受体细胞，在受体细胞中该基因指导合成的最终产物是中该基因指导合成的最终产物是_。（反义）（反义）RNA质粒（或运载体、病毒）质粒（或运载体、病毒）限制酶和限制酶和DNA连接酶连接酶本讲稿第四页，共十五页1.4 1.4 蛋白质工程的崛起蛋白质工程的崛起本讲稿第五页，共十五页1、基因工程的实质：、基因工程的实质：一种生物的一种生物的转移到另一种生物体内，后者转移到另一种生物体内，后者可以产生它本身不能产生的可以产生它本身不能产生的，进而表现出，进而表现出。2、基因工程的不足：、基因工程的不足：在原则上只能生产在原则上只能生产这些天然蛋白质是生物在这些天然蛋白质是生物在长期进化长期进化过程中形成的，它过程中形成的，它们的们的结构和功能结构和功能符合符合却不一定完全符合却不一定完全符合。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新的性状新的性状自然界已存在的蛋白质，自然界已存在的蛋白质，特定物种生存的需要，特定物种生存的需要，人类生产和生活的需要人类生产和生活的需要本讲稿第六页，共十五页满足人类生满足人类生产和生活的产和生活的需要需要3、例如：、例如：改造改造干扰素干扰素（半胱氨酸）（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（352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（104位的天冬酰胺）位的天冬酰胺）改造改造改造改造天冬氨酸激酶（异亮氨酸）天冬氨酸激酶（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本讲稿第七页，共十五页天然蛋白质的合成过程天然蛋白质的合成过程二、蛋白质工程的基本原理二、蛋白质工程的基本原理本讲稿第八页，共十五页3、过程、过程基因基因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2、原理：、原理：基因改造基因改造1、目标目标：根据人们对蛋白质根据人们对蛋白质功能功能的的特定需求特定需求，对蛋白质的对蛋白质的结构结构进行进行分子设计分子设计。本讲稿第九页，共十五页是指以蛋白质分子的结构规律及其是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为与生物功能的关系作为基础基础，通过，通过基因基因修饰或基因合成修饰或基因合成，对，对现有蛋白质进行改现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质造，或制造一种新的蛋白质，以满足人，以满足人类的生产和生活的需求类的生产和生活的需求。（第二代基（第二代基因工程）因工程）4 4、概念：、概念：本讲稿第十页，共十五页三、蛋白质工程的进展与前景三、蛋白质工程的进展与前景前景诱人前景诱人 1、通过对、通过对胰岛素胰岛素的改造，已使其成为速效型的改造，已使其成为速效型 药品（成功）药品（成功）2、制成、制成电子元件电子元件，具有体积小、耗电少和效率高的，具有体积小、耗电少和效率高的特点（前景）特点（前景）难度很大难度很大 成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的要依赖于正确的空间结构空间结构，而科学家目前对大多数，而科学家目前对大多数蛋白质的空间结构了解很少。蛋白质的空间结构了解很少。本讲稿第十一页，共十五页蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构 本讲稿第十二页，共十五页蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 本讲稿第十三页，共十五页胰胰岛岛素素的的三三级级结结构构本讲稿第十四页，共十五页血红蛋白质的四级结构血红蛋白质的四级结构 血红蛋白分子就血红蛋白分子就是由二个由是由二个由141个氨基酸残基组个氨基酸残基组成的成的亚基和二亚基和二个由个由146个氨基个氨基酸残基组成的酸残基组成的亚基按特定的接亚基按特定的接触和排列组成的触和排列组成的一个球状蛋白质一个球状蛋白质分子，每个亚基分子，每个亚基中各有一个含亚中各有一个含亚铁离子的血红素铁离子的血红素辅基。辅基。返回本讲稿第十五页，共十五页