蛋白质工程的崛起最新版本.ppt

4、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 5、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 此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！ * * * * 1.4蛋白质工程的崛起 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。 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： 一、蛋白质工程崛起的缘由 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。 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。 2.天然蛋白质的不足： 一、蛋白质工程崛起的缘由 阅读P26第二自然段思考： 科学家在干扰素的保存和玉米的赖氨酸的产量上面临什么样的问题？如何解决这些问题？ 一、蛋白质工程崛起的缘由 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） 改造 改造 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 许多工业用酶是在改变天然酶的特性后，才使之适应生产和使用需要的。 蛋白质工程就是为了生产出符合人类生产和生活需要的蛋白质，甚至是自然界不存在的蛋白质。 二、蛋白质工程的基本原理 1、蛋白质工程的目标 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。 2、天然蛋白质的合成过程(中心法则） DNA（基因） 转录 mRNA 翻译 蛋白质 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 由于基因决定蛋白质，要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过基因来完成 蛋白质的结构 一级结构：构成蛋白质的单元氨基酸通过肽键连接形成的线性序列，为多肽链 蛋白质的结构 二级结构：一级结构中部分肽链的弯曲或折叠产生二级结构。 蛋白质的结构 三级结构：在二级结构基础上进一步折叠成紧密的三维形式。　　　　三维形状一般都可以大致说是球状的或是纤维状的。 基因 DNA 氨基酸序列 多肽链 蛋白质 三维结构 预期功能 生物功能 mRNA 转录 翻译 折叠 DNA合成 分子设计 蛋白质的功能是DNA决定的，那么要制 造出新的蛋白质，就要改造DNA，所以蛋 白质工程的原理应该是中心法则的逆推。 蛋白质的功能是DNA决定的，那么要制 造出新的蛋白质，就要改造DNA，所以蛋 白质工程的原理应该是中心法则的逆推。 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，主要原因如下： （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。 ３、蛋白质工程的基本途径 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 找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因） 蛋白质工程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，以满足人类对生产和生活的需求。 4、蛋白质工程的概念 P27 了解蛋白质的结构和功能 改造基因（基因修饰或基因合成） 前提： 途径： 目的： 定向改造或制造蛋白质 5、基因工程与蛋白质工程的区别 基因工程 蛋白质工程 实质 结果 联系 通过改造基因，以 定向改造天然蛋白 质，甚至创造自然 界不存在的蛋白质 将目的基因从供体 转移到受体细胞，并 在受体细胞中表达 只能生产自然界 已存在的蛋白质 蛋白质工程是在基因工程基础上，延 伸出的第二代基因工程 能生产自然界 不存在的蛋白质 重组 创新 能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，导入合适的细菌中，让细菌生产人类所需要的蛋白质食品呢？ 理论上