蛋白质工程的崛起ppt(整合).

1、蛋白质工程的崛起胰岛素改造天然胰岛素制剂在储存中易形成二 聚体和六聚体，延缓胰岛素从注射部位 :进入血液，从而延缓了其降血糖作用， 这是胰岛素B2 3-B2 8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。 乍这种制剂的形成正是利用了蛋白质工程 £技术。2 基因工程的不足是什么？3 天然蛋白质的不足是什么？4蛋白质工程的目的是什么？、蛋白质工程崛起的缘由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任务：阅读教材第26页第二段 时间：3分钟问题

2、：1 基因工程的实质是什么？盂卑匕质，进而表现出新的性状。(2)基因工程的不足：在的蛋白质。在原则上只能生产自然界已存3、蛋白质工程的目的例如汕o O2、天然蛋白质的不足体外可以保存半年玉米中赖氨酸含量可提高数倍更連干扰素（丝氨酸）干扰素（半胱氨酸）体外很难保存玉米中赖氨酸含量比较低生产符合人类生产和生活的需 要的蛋白质。满足人类生产和生活的天冬氨酸激酶（352位的苏氨酸）天冬氨酸激酶（异亮氨酸）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。二氢毗唳二竣酸合成酶（异亮氨酸）二氢毗唳二竣酸合成酶改造（104位的天冬酰胺

3、）'任务：阅读教材第26页第三段时间：3分钟问题：1 蛋白质工程的目标是什么？2蛋白质工程的原理？思考26页第二个问号3.蛋白质工程的基本途径是什么？4 总结出什么是蛋白质工程？1、二、蛋白质工程的基本原理=|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、原理:二、蛋白质工程的基本原理改造基因（基因修饰或基因合成）g 思考：对天然蛋白质进行改造，你认为 播 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 号白质改造，主宴原因如下：（D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

4、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。1、目标：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋 浑勻质的结构进行分子设计。2、原理：天然蛋白质的合成遵循中心法则天然蛋白质的合成过程DNA转录RNA翻译折叠等表达生物特有的功能或性状具有空间结 构的蛋白质遵循中心法则，并需经过高级空间结构的转变3途径：预期的蛋白质功能设计预期的蛋白质结构I推测应有的氨基酸序列X找到相对应的脱氧核昔酸序列（基因）为子氨基酸序 列多肽链折叠蛋白质三维结构图-29蛋白质工程流程图生物预期 功能功能A蛋白质

5、工程的主要步骤通常包括，（1）从生物体中分离纯化目的蛋白;（2）测定其氨基酸序列；（3）借助核磁共振和X射线晶体衍射等手段，尽可能 地了解蛋白质的二维重组和三维晶体结构；（4）设计各种处理条件，了解蛋白质的结构变化，包 括折叠与去折叠等对其活性与功能的影响；（5）设计编码该蛋白的基因改造方案，如定点突变;（6）分离.纯化新蛋白，功能检测后投入实际使用。蛋白质工程的概念几蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其主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，以满足人类的生产和生活的需求。蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程。AAG

6、UUU、UUC讨论：某多肽链的一段氨基酸序列是:mRNA序列GCU （或C或A或G） UGGAAA （或G） AUGUUU （或C）-丙氨酸-色氨酸-赖氨酸-甲硫氨酸-苯丙氨酸-G U.GAU GCUG: :酸 酸酸氨 氨氨硫 丙色甲GCC、 GCA、 GCG 赖氨酸：AAA、 苯丙氨酸:讨论：1、怎样得出决定这一段肽链的脱 氧核昔酸序列？请把相应的碱基序列写 出来。脱氧核昔酸序列CGA （或G或T或C） ACCTTT （或C）TACAAA （或G）GCT （或C或A或G） TGGAAA （或G） ATGTTT （或C）2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（DNA） ?可以

7、通过人工合成的方法获取或基因的定 点诱变技术来改变。基因定点诱变技术的常用方法是PCR法。PCR技术（定点突变试剂盒）突变点:手段:目的:DNA （单链）人工合成的引物上获得定点突变的基因DNA （单链）mRNA3'蛋白质40三、蛋白质工程的进展和前景:1进展水蛭素改造生长激素改造胰岛素改造 治癌酶的改造（二）蛋白质改造工程举例1. 水蛭素改造水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特异抑制剂,它有多种变异体，由65或66个氨基酸残基组成。水蛭素在临床上可作为抗栓药物用于治疗血栓疾病。 为提高水蛭素活性，在综合各变异体结构特点的基 础上提出改造水蛭素主要变异体HV2的设计方案， 将47位的Asn

8、 （天冬酰胺）变成Lys （赖氨酸）， 使其与分子内第4或第5位Thr （苏氨酸）间形成氢 键来帮助水蛭素N端肽段的正确取向，从而提高抗凝血效率，试管试验活性提高了4倍，在动物模型2. 生长激素改造生长激素通过对它特异受体的作用促进细胞和机体的生 长发育，然而它不仅可以结合生长激素受体，还可以结合 许多种不同类型细胞的催乳激素受体，引发其他生理过程。 在治疗过程中为减少副作用，需使人的重组生长激素只与 生长激素受体结合，尽可能减少与其他激素受体的结合。 经研究发现，二者受体结合区有一部分重叠，但并不完全 相同，有可能通过改造加以区别。由于人的生长激素和催 乳激素受体结合需要锌离子参与作用，而它

9、与生长激素受 体结合则无需锌离子参与，于是考虑取代充当锌离子配基 的氨基酸侧链，如第18和第21位His （组氨酸）和第17位 Glu （谷氨酸）。实验结果与预先设想一致，但要开发作 为临床用药还有大量的工作要做。3. 胰岛素改造天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体和六聚体，延缓胰岛素从注射部位进入血液，从而延缓 了其降血糖作用，也增加了抗原性，这是胰岛素B23-B28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。蛋白质工程崛起的缘由1、2前景应用于微电子方面制作电子元件具有 体积小、耗电少和 效率高的特点3.现状蛋白质

10、工程目前成功的例子不多，原因是对蛋白质的 高级结构了解不够。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。2.蛋白质工程的原理：中心法则的逆推预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列3、蛋白质工程的进展和前景找到相应的脱氧核昔酸序列1法不正确的是(A.B.C.D.关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说) n是生物在长期进化过程中形成的u它们的结构和功能符合特定物种生存的需要 构成天然蛋白质的氨基酸目前发现的有20种 一定完全符合人类生产和生活的需要 2.蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是A. 氨基酸结构B.蛋白质空间结构 °C.肽链结构D.基因结构下列关于

11、蛋白质工程的说法错误的是 ) B蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结3.(A.构，使之更加符合人类的需要r：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 4.以下关于蛋白质工程的说法正确的是（） T A.蛋白质工程以基因工程为基础B.蛋白质工程就是酶工程的延伸AC.蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造D.蛋白质工程只能生产天然的蛋白质5. 蛋白质工程的基本流程正确的是（C） 蛋白质分子结构设计DNA合成预期蛋白 质功能根据氨基酸序列推出脱氧核昔酸序列A.B.C.D.6、蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸 出来的第二代基因工程，其结果产生的蛋白 质是（） A.氨基酸种类增多D B