新人教版-高中生物选修3专题一蛋白质工程.ppt

干扰素干扰素是动物体内的一种蛋白质，可以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，但在体外保用于治疗病毒的感染和癌症，但在体外保存相当困难。如果将其分子上的一个半胱存相当困难。如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，那么在氨酸变成丝氨酸，那么在-70的条件下，的条件下，可以保存半年。可以保存半年。一、蛋白质工程崛起的缘由一、蛋白质工程崛起的缘由例如：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（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满足人类生产满足人类生产和生活的需要和生活的需要满足人类生产满足人类生产和生活的需要和生活的需要满足人类生产满足人类生产和生活的需要和生活的需要二、蛋白质工程的基本原理 对天然蛋白质进行改造，对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质分子你认为应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的进行操作，还是通过对基因的操作来实现？操作来实现？1 1、目标：、目标：根据人们对根据人们对蛋白质功能蛋白质功能的特定需求，对蛋的特定需求，对蛋白质的结构进行白质的结构进行分子设计分子设计。逆转录逆转录转录转录DNADNARNARNA翻译翻译肽链肽链复制复制复制复制折叠折叠等等具有空间结具有空间结构的蛋白质构的蛋白质表达生物特有表达生物特有的功能或性状的功能或性状天然蛋白质的合成过程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遵循中心法则，并需经过高级空间结构的转变2、蛋白质工程的原理：基因改造、蛋白质工程的原理：基因改造3、基本途径：、基本途径：基因基因DNA氨基酸序列氨基酸序列多肽链多肽链蛋白质三蛋白质三维结构维结构预期蛋白预期蛋白质功能质功能分子分子设计设计mRNA翻译翻译氨基酸序列氨基酸序列多肽链多肽链DNA合成合成转转录录折叠折叠蛋白质三蛋白质三维结构维结构生物生物功能功能 某多肽链的一段氨基酸序列是：某多肽链的一段氨基酸序列是：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 讨论：讨论：1怎样得出决定这一段肽链的脱氧核怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列苷酸序列?请把相应的碱基序列写出来。请把相应的碱基序列写出来。2确定目的基因的碱基序列后，怎样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才能合成或改造目的基因(DNA)?4、概念：、概念：蛋白质工程是指蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求以满足人类的生产和生活的需求。蛋白质工程是在基因工程的基础蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的上，延伸出来的第二代基因工程第二代基因工程。蛋白质工程的进展与前景蛋白质工程的进展与前景n n蛋白质工程目前的现状：成功的例子不多，蛋白质工程目前的现状：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。蛋白质的空间结构了解很少。蛋白质工程与基因工程相比蛋白质工程与基因工程相比,合成的蛋合成的蛋白质有何特点白质有何特点?1、改造酶的结构、改造酶的结构自然酶与工业用酶有什么区别自然酶与工业用酶有什么区别?自然酶自然酶工业用酶工业用酶在常温常压中性环在常温常压中性环境下起催化作用境下起催化作用在高温、酸或碱性在高温、酸或碱性环境下起催化作用环境下起催化作用鼠源杂交瘤抗体鼠源杂交瘤抗体鼠鼠-人嵌合抗体人嵌合抗体导致机体导致机体高度过敏高度过敏副作用副作用明显减小明显减小2、生物工程制药、生物工程制药蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 胰岛素的三级结构胰岛素的三级结构血红蛋白质的四级结构血红蛋白质的四级结构 应用应用X射线晶体衍射线晶体衍射法测定蛋白质射法测定蛋白质的的三维结构三维结构。随着随着DNA和蛋白和蛋白质测序技术的自质测序技术的自动化，已能快速动化，已能快速地测定蛋白质分地测定蛋白质分子的子的一级结构一级结构。结构预测与设计结构预测与设计构建蛋白质的构建蛋白质的空间结构模型空间结构模型