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1、关于逆向思维蛋白质工程的崛起现在学习的是第1页，共26页一、蛋白质工程崛起的缘由一、蛋白质工程崛起的缘由1、基因工程的应用、基因工程的应用（1）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物体内，到另一种生物体内，使后者产生本不能产生的蛋白质，进而表现使后者产生本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。出新的性状。在原则上只能生产自然界在原则上只能生产自然界已存在已存在的蛋白质。的蛋白质。（2）基因工程的不足：）基因工程的不足：现在学习的是第2页，共26页天然蛋白质是生物在长期进化过程中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形
2、成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全生存的需要，却不一定完全符合人类生产和符合人类生产和生活的需要生活的需要。2、天然蛋白质的不足、天然蛋白质的不足3、蛋白质工程的目的、蛋白质工程的目的生产生产符合人类生产和生活的需要符合人类生产和生活的需要的的蛋白质。蛋白质。现在学习的是第3页，共26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例如：例如：改造改造干扰素（干扰素（其中的其中的半胱氨酸半胱氨酸残基残基）体外很难保存体外很难保存干扰素（干扰素（其中含其中含丝氨酸丝氨酸残基残基）-70体外可以体外可以保存保存保存保存半年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
3、冬氨酸激酶天冬氨酸激酶（352352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（104104位的天冬酰胺）位的天冬酰胺）天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶（异亮氨酸）（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）玉米中玉米中赖氨酸含量赖氨酸含量赖氨酸含量赖氨酸含量可可提高提高提高提高数倍数倍改造改造改造改造现在学习的是第4页，共26页思考：对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对思考：对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对思考：对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对思考：对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质蛋白质分子进行操作，还是通过对分子进行操
4、作，还是通过对分子进行操作，还是通过对分子进行操作，还是通过对基因基因的操作来实现？的操作来实现？应该应该从对基因的操作来实现从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造，对天然蛋白质改造，主要原因如下：主要原因如下：（1 1）任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了）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，而且基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过的基因可以改造过的基因可以遗传下去遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，。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。被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。（2 2）对基因进行改造比对蛋白质直接
5、改造要）对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，容易操作，难度要小得多难度要小得多。现在学习的是第5页，共26页二、蛋白质工程的基本原理二、蛋白质工程的基本原理根据人们对蛋白质功能的特定需求，对根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋蛋白质的结构进行分子设计白质的结构进行分子设计。1、目标：、目标：2、原理：、原理：改造基因改造基因（基因修饰或基因合成）（基因修饰或基因合成）中心法则中心法则的逆推的逆推现在学习的是第6页，共26页转录转录DNADNARNARNA翻译翻译肽链肽链折叠等折叠等具有空间结构具有空间结构的蛋白质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
6、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现在学习的是第7页，共26页预期预期功能功能DNADNA合成合成分子分子设计设计生物生物功能功能转录转录翻译翻译折叠折叠图图1-29蛋白质工程流程图蛋白质工程流程图蛋白质工程流程图蛋白质工程流程图.途径途径:现在学习的是第8页，共26页逆向思维v有一道趣味题是这样的:有四个相同的瓶子，怎样摆放才能使其中任意两个瓶口的距离都相等呢?可能我们琢磨了很久还找不到答案。那么，办法是什么呢?原来，把三个瓶子放在正三角形的顶点，将第四个瓶子倒过来放在三角形的中心位置，答案就出来了。把第四个瓶子倒过来，多么
7、形象的逆向思维啊!现在学习的是第9页，共26页逆向思维训练：（1）向玻璃瓶里装橘子水。瓶口塞着难）向玻璃瓶里装橘子水。瓶口塞着难以拔出的软木塞，不准打碎瓶子、弄碎软木塞。以拔出的软木塞，不准打碎瓶子、弄碎软木塞。（2）有）有10只玻璃排成一行，左边只玻璃排成一行，左边5只内装有汽只内装有汽水，右边水，右边5只是空杯。现在规定只能动两只杯只是空杯。现在规定只能动两只杯子，使这排杯子变成实杯与空杯相交替排列，子，使这排杯子变成实杯与空杯相交替排列，如何移动两只杯子？如何移动两只杯子？现在学习的是第10页，共26页参考答案v1、（把瓶塞按进去）v2、（把左边的第二个和第四个杯子的汽水倒进右边的第二个
8、和第四个杯子）现在学习的是第11页，共26页现在学习的是第12页，共26页现在学习的是第13页，共26页现在学习的是第14页，共26页经典逆向思维的小故事v老板损失了多少钱？v王老板花30元进了一双鞋，零售价40元。一个小伙子来买鞋，拿一张100元人民币，王老板找不开，只能去找邻居换了这100，然后找给了小伙子60元。后来邻居发现这个100是假币，没办法王老板又还了邻居100元。v问这场交易里，王老板一共损失了多少钱?现在学习的是第15页，共26页v在数据化管理的培训中经常用这个题测试学员的数据思维，结果是只有约20%的人能算出准确答案。此题用财物的收支两条线的方法能算出答案，不过还有跟简单的
9、方法，就是逆向思维。题中问王老板损失多少钱，其实就是问小伙子赚了多少钱走(邻居是打酱油的不用考虑)。v小伙子赚了多少钱?一双鞋加60元零钱!90元！你算对了吗？元！你算对了吗？现在学习的是第16页，共26页蛋白质工程的概念蛋白质工程的概念v蛋白质工程是指以蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系物功能的关系作为基础，通过作为基础，通过基因修饰或基因合成基因修饰或基因合成，对对现有现有蛋白质进行改造，或制造一种蛋白质进行改造，或制造一种新新的蛋白的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。质，以满足人类的生产和生活的需求。现在学习的是第17页，共26页五、蛋白
10、质工程的进展和前景1.1.进展进展胰岛素速效型药品胰岛素速效型药品 2.2.前景前景3.3.现状现状蛋白质工程目前成功的例子不多蛋白质工程目前成功的例子不多,原因是对原因是对蛋白质的高级结构蛋白质的高级结构蛋白质的高级结构蛋白质的高级结构了解不了解不够。要设计出更加符合人类需求的蛋白质还需经过艰辛的探索。够。要设计出更加符合人类需求的蛋白质还需经过艰辛的探索。应用于微电子方面应用于微电子方面制作电子元件具有制作电子元件具有 、耗电少和、耗电少和 的特点的特点体积小体积小效率高效率高现在学习的是第18页，共26页3胰岛素改造天然胰岛素制剂在储存中天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体和六聚体易形成二
11、聚体和六聚体易形成二聚体和六聚体易形成二聚体和六聚体，延缓，延缓胰岛素从注射部位进入血液，胰岛素从注射部位进入血液，从而延缓了其降血糖作用，也从而延缓了其降血糖作用，也增加了抗原性增加了抗原性，这是胰岛素，这是胰岛素B23-B28氨基酸残基结构所氨基酸残基结构所致。利用蛋白质工程技术改变这些残基，则可降低其聚致。利用蛋白质工程技术改变这些残基，则可降低其聚合作用，使胰岛素快速起作用。该速效胰岛素已通过临合作用，使胰岛素快速起作用。该速效胰岛素已通过临床实验。床实验。现在学习的是第19页，共26页归纳总结：基因工程和蛋白质工程归纳总结：基因工程和蛋白质工程基因工程基因工程蛋白质工程蛋白质工程相同
12、点相同点都要改造基因，都属于分子水平都要改造基因，都属于分子水平产生新的产生新的基因型，无新基因基因型，无新基因基因（型）基因（型）产生的蛋白质产生的蛋白质原有的原有的新的新的联系联系蛋白质工程以基因工程为基础，蛋白质工程以基因工程为基础，是基因工程的应用和延伸是基因工程的应用和延伸现在学习的是第20页，共26页1关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法不正关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法不正确的是（确的是（）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
13、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习检测练习检测D现在学习的是第21页，共26页2蛋白质工程中蛋白质工程中直接直接需要进行操作的对象是需要进行操作的对象是 氨基酸结构氨基酸结构 B蛋白质空间结构蛋白质空间结构 C肽链结构肽链结构 D基因结构基因结构3下列关于蛋白质工程的说法下列关于蛋白质工程的说法错误错误的是（）的是（）A蛋蛋白白质质工工程程能能定定向向改改造造蛋蛋白白质质分分子子的的结结构构，使使之之更更加加符合人类的需要符合人类的需要B蛋蛋白白质质工工程程是是在在分分子子水水平平上上对对蛋蛋白白质质分分子子直直接接进进行行操
14、操作作，定向改变分子的结构定向改变分子的结构C蛋蛋白白质质工工程程能能产产生生出出自自然然界界中中不不曾曾存存在在过过的的新新型型蛋蛋白白质质分分子子D蛋蛋白白质质工工程程与与基基因因工工程程密密不不可可分分，又又被被称称为为第第二二代代基基因因工程工程现在学习的是第22页，共26页5 5、蛋白质工程的基本流程正确的是（）、蛋白质工程的基本流程正确的是（）蛋蛋白白质质分分子子结结构构设设计计DNA合合成成预预期期蛋蛋白白质质功功能能根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列 A B C D现在学习的是第23页，共26页2.2.基因工程基因工程是遵循中心法则，是遵循中心法则
15、，从从DNAmRNADNAmRNA蛋白质蛋白质折叠产生功折叠产生功能能，基本上是，基本上是生产生产出出自然界已有的蛋白质自然界已有的蛋白质。蛋白质工程是按照以下思路进行的：蛋白质工程是按照以下思路进行的：确定蛋白质的功能确定蛋白质的功能蛋白质应有的高蛋白质应有的高级结构级结构蛋白质应具备的折叠状态蛋白质应具备的折叠状态应有应有的氨基酸序列的氨基酸序列应有的碱基排列应有的碱基排列，可以可以创造自然界不存在的蛋白质创造自然界不存在的蛋白质。思考与探究思考与探究 现在学习的是第24页，共26页作业布置作业布置A层次：完成课时练层次：完成课时练1517页；页；B层次：完成专题检测层次：完成专题检测1。现在学习的是第25页，共26页感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第26页，共26页