《14蛋白质工程的崛起.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《14蛋白质工程的崛起.pptx（23页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、蛋白质工程蛋白质工程的崛起的崛起学习目标学习目标 1、举例说出蛋白质工程崛起的、举例说出蛋白质工程崛起的缘由缘由； 2、简述蛋白质工程的、简述蛋白质工程的原理原理； 3、尝试运用、尝试运用逆向思维逆向思维分析和解决问题。分析和解决问题。知识回顾知识回顾 基因工程的实质是什么？基因工程的实质是什么？利用基因工程能否合成自然界中本不存在的蛋白质利用基因工程能否合成自然界中本不存在的蛋白质呢呢？构构想想干扰素治疗病毒感染、癌症。体外保存困难。改变分子结构：半胱氨酸丝氨酸保存半年保存半年产量提高赖氨酸含量低合成时需：天冬氨酸激酶；二氢吡啶二羧酸合成酶。浓度影响苏氨酸（352）异亮氨酸天冬酰胺（104）
2、异亮氨酸一、蛋白质工程崛起的缘由一、蛋白质工程崛起的缘由基因工程的基因工程的局限性局限性：a、基因工程在原则上、基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质只能生产自然界已存在的蛋白质；b、天然蛋白质、天然蛋白质不一定完全符合不一定完全符合人类生产和生活的人类生产和生活的需要需要。对对天然的蛋白质进行改造，你认为应该天然的蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质分直接对蛋白质分子进行操作子进行操作，还是通过，还是通过对基因的操作对基因的操作来实现？来实现？天津大学化工学院本科生团队研发的成果天津大学化工学院本科生团队研发的成果基于混菌体系的高效塑基于混菌体系的高效塑料生物降解系统。该混菌系统可以
3、完全降解生活常见塑料料生物降解系统。该混菌系统可以完全降解生活常见塑料聚对苯聚对苯二甲酸乙二醇酯（二甲酸乙二醇酯（PET）。）。为了更快地降解塑料，该学生团队还应用为了更快地降解塑料，该学生团队还应用基因编辑技术基因编辑技术对降解塑料的关键对降解塑料的关键PETase酶进行了定点改造酶进行了定点改造，成功，成功提高了这种酶分解塑料的效率。提高了这种酶分解塑料的效率。 对天然的蛋白质进行改造，你认为应该对天然的蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质分子进直接对蛋白质分子进行操作行操作，还是通过，还是通过对基因的操作对基因的操作来实现？来实现？1、基因决定蛋白质的合成基因决定蛋白质的合成，改造基因
4、即为改造蛋白质；，改造基因即为改造蛋白质；2、改造基因可以、改造基因可以遗传遗传，改造蛋白质无法遗传；，改造蛋白质无法遗传；3、改造基因比改造蛋白质更、改造基因比改造蛋白质更容易操作容易操作。二、蛋白质工程的基本原理二、蛋白质工程的基本原理蛋白质三维结构氨基酸序列多肽链基因DNAmRNA生物功能转录翻译折叠中心法则中心法则例如：例如：改造改造普通普通干扰素干扰素改造后的改造后的干扰素干扰素（体外可以保存半年）（体外可以保存半年）将分子中的将分子中的半胱半胱氨酸氨酸改为改为丝氨酸丝氨酸（体外很难保存）（体外很难保存）1、对现有蛋白质的改造、对现有蛋白质的改造思路：思路：甲甲苏苏半半赖赖精精AUG
5、 ACGUGU AAGAGGAUG ACGTGUAAG AGGTACACATTCTCCTGC普通干扰素的多肽：普通干扰素的多肽：mRNADNA A甲甲苏苏丝丝赖赖精精新的干扰素的多肽：新的干扰素的多肽：AGUAT替换替换（基因修饰）（基因修饰）UGU基因基因DNA氨基酸序氨基酸序列多肽链列多肽链蛋白质蛋白质三维结构三维结构生物功能生物功能mRNA转录转录翻译翻译折叠折叠预期功能预期功能设计设计推测推测找到并合成找到并合成蛋白质工程：蛋白质工程：2、直接合成新的蛋白质、直接合成新的蛋白质 （基因合成）（基因合成）讨论丙氨酸丙氨酸色氨酸色氨酸赖氨酸赖氨酸甲硫氨酸苯丙氨酸甲硫氨酸苯丙氨酸、怎样得出决
6、定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？写出相应的、怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？写出相应的碱基序列。碱基序列。、确定目的基因的碱基序列后，怎样合成或改造目的基因？、确定目的基因的碱基序列后，怎样合成或改造目的基因？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：、每种氨基酸有相对、每种氨基酸有相对应的密码子。查表可得：应的密码子。查表可得：；再根据碱基互补配对推再根据碱基互补配对推出脱氧核苷酸出脱氧核苷酸序列序列：。回答蛋白质工程流程图预期功能DNA合成分子设计蛋白质三维结构氨基酸序列多肽链基因DNAmRNA生物功能转录翻译折叠中心法则中心法则的逆推中心法则的逆推1.从预期的蛋白质功
7、能出发从预期的蛋白质功能出发2.设计预期的蛋白质结构设计预期的蛋白质结构3.推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列4.找到相应的脱氧核苷酸序列找到相应的脱氧核苷酸序列 蛋白质工程的概念蛋白质工程的概念: 是是指以指以蛋白质分子的蛋白质分子的结构规律结构规律及其与及其与 生物功能生物功能的关系的关系作为作为基础基础，通过通过基因基因修饰修饰或或基因基因合成合成，对对现有现有蛋白质蛋白质进行进行改造改造，或制造或制造一一种种新的新的蛋白质蛋白质，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。蛋白质工程的实质蛋白质工程的实质是是对对编码编码蛋白质蛋白质的的基因进行改造基因进行改造从定
8、义我们可以看出，蛋白质工程的操作包括两方面从定义我们可以看出，蛋白质工程的操作包括两方面:1、对已有蛋白的基因进行修饰形成新的蛋白质。、对已有蛋白的基因进行修饰形成新的蛋白质。2、直接根据人的意愿合成符合我们需要的基因、直接根据人的意愿合成符合我们需要的基因，再，再合合成相关蛋白质。成相关蛋白质。三、蛋白质工程的进展和前景三、蛋白质工程的进展和前景改造胰岛素改造胰岛素特效药品特效药品蛋白质工程蛋白质工程制造制造电子电子元件元件。优点：体积优点：体积小小、耗电、耗电少、少、效率高。效率高。应用于电子方面应用于电子方面蛋白质工程前景诱人蛋白质工程前景诱人，但目前但目前成功的例子不多，成功的例子不多
9、，主要是因为主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的空间结构，而正确的空间结构，而科学家目科学家目前对大多数蛋白质的空间结构前对大多数蛋白质的空间结构了解很少了解很少。课堂小结课堂小结1 关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法不正确关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法不正确的的是是（ ）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
10、习检测练习检测D2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（ ）A氨基酸氨基酸结构结构 B蛋白质蛋白质空间结构空间结构C肽链结构肽链结构 D基因结构基因结构 D3下列关于蛋白质工程的说法错误的下列关于蛋白质工程的说法错误的是是（）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工程能产生出自然界中不曾存
11、在过的新型蛋白质蛋白质分子分子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B4、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 蛋白质工程蛋白质工程以基因工程为基础以基因工程为基础B 蛋白质工程蛋白质工程就是酶工程的延伸就是酶工程的延伸C 蛋白质工程蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造就是用蛋白酶对蛋白质进行改造D 蛋白质工程蛋白质工程只能生产天然的蛋白质只能生产天然的蛋白质 A5、蛋白质工程的基本流程正确的、蛋白质工程的基本流程正确的是是（ ）蛋白质分子结构设计蛋白质分子结构设计DNA合成合成预期蛋白质功能预期蛋白质功能根据氨基酸序列推出根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸脱氧核苷酸序列序列A B C DC