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1、关于蛋白质工程的崛起(8)第一页，本课件共有18页基因工程的理论依据基因工程的理论依据1.DNA是绝大多数生物的遗传物质是绝大多数生物的遗传物质部分病毒的遗传物质是部分病毒的遗传物质是RNA，其他生物的遗传物质是其他生物的遗传物质是DNA都由都由4种脱氧核苷酸聚合而组成种脱氧核苷酸聚合而组成DNA具有双螺旋结构具有双螺旋结构不同生物的不同生物的DNADNA基本单位和结构相同基本单位和结构相同第二页，本课件共有18页脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸含氮碱基含氮碱基脱氧核苷酸脱氧核苷酸碱基对碱基对氢键氢键磷酸二酯键磷酸二酯键基基本本骨骨架架DNADNA的基本结构的基本结构第三页，本课件共有18页2.中心法
2、则：中心法则：DNARNA 蛋白质蛋白质（性状）（性状）复制复制转录转录翻译翻译逆转录逆转录复制复制在绝大多数生物中，在绝大多数生物中，亲代亲代DNA通过通过复制复制而将而将遗传信息遗传信息传递给子代；传递给子代；DNA通过控制通过控制蛋白质合成蛋白质合成而控制个体而控制个体性状性状表达表达基因工程的理论依据基因工程的理论依据第四页，本课件共有18页3.基因基因是遗传物质是遗传物质结构和功能结构和功能的基本单位的基本单位基因是指有遗传效应的基因是指有遗传效应的DNADNA片段片段一个一个DNADNA分子上有多个基因分子上有多个基因基因工程的理论依据基因工程的理论依据4.各种生物共用一套遗传密码
3、各种生物共用一套遗传密码相同的相同的DNA碱基序列碱基序列,在不同生物细胞中翻译出在不同生物细胞中翻译出相同的蛋白质，表达为相同的性状相同的蛋白质，表达为相同的性状;第五页，本课件共有18页基因工程的实质：基因工程的实质：将一种生物的将一种生物的基因转移基因转移到另一种生到另一种生物体内，物体内，转基因生物转基因生物可以产生它本来可以产生它本来不能产生的蛋白质不能产生的蛋白质，进而表现出新的，进而表现出新的性状。性状。基因工程基因工程产生的蛋白质的特点产生的蛋白质的特点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。第六页，本课件共有18页第七页，本课件共有18页蛋白质工程就是为了
4、生产出符合人类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，甚至是自然生产和生活需要的蛋白质，甚至是自然界不存在的蛋白质。界不存在的蛋白质。第八页，本课件共有18页二、蛋白质工程的基本原理二、蛋白质工程的基本原理 对天然蛋白质进行改造，你对天然蛋白质进行改造，你认为应该认为应该直接对蛋白质分子直接对蛋白质分子进行进行操作，还是通过对操作，还是通过对基因的操作来基因的操作来实现实现？1、目标：、目标：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质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。的结构进行分子设计。第九页，本课件共有18页 由于基因决定蛋白质，要对蛋白质结构由于基因
5、决定蛋白质，要对蛋白质结构进行设计改造，必须进行设计改造，必须从基因入手从基因入手。原理：改造基因原理：改造基因2、原理、原理第十页，本课件共有18页二、蛋白质工程的基本原理二、蛋白质工程的基本原理1、目标：根据人们对、目标：根据人们对 功能的特定需功能的特定需 求，对蛋白质的求，对蛋白质的 进行分子设计。进行分子设计。2、原理：改造基因（基因、原理：改造基因（基因 或基因或基因 ）3、流程：、流程：预期蛋白质功能预期蛋白质功能设计设计 推测应推测应有的有的 序列序列找到对应的找到对应的 序序列。列。蛋白质蛋白质结构结构修饰修饰合成合成预期的蛋白质预期的蛋白质 氨基酸氨基酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸
6、第十一页，本课件共有18页例如：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
7、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第十二页，本课件共有18页基因表达（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天然蛋白质的合成途径：天然蛋白质的合成途径：第十三页，本课件共有18页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十四页，本课件共有18页4、概念：、概念：蛋白质工程是指蛋白质工程是指以
8、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，以满足人类的生生产和生活的需求以满足人类的生生产和生活的需求。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。第十五页，本课件共有18页蛋白质工程的概念蛋白质工程的概念基础基础:蛋白质工程的实质：蛋白质工程的实质：途径途径:目标目标:蛋白质的结构和功能蛋白质的结构和功能基因修饰或基因合成基因修饰或基
9、因合成改造或制造新的蛋白质，满足人类的生产或改造或制造新的蛋白质，满足人类的生产或生活的需要生活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十六页，本课件共有18页蛋白质工程与基因工程区别蛋白质工程与基因工程区别蛋蛋白白质质工工程程基基因因工工程程实实质质结结果果联联系系通通过过改改造造基基因因，以以定定向向改改造造天天然然蛋蛋白白质质，甚甚至至创创造造自自然然界界不不存存在在的的蛋蛋白白质质将将目目 的的 基基 因因从从 供供 体体转转移移到到受受体体细细胞胞，并并在在 受受 体体 细细 胞胞 中中 表表 达达合合成成自自然然界界不不存存在在的的蛋蛋白白质质只只能能生生产产自自然然界界已已存存在在的的蛋蛋白白质质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 的的第第 二二 代代基基 因因 工工 程程第十七页，本课件共有18页感感谢谢大大家家观观看看第十八页，本课件共有18页