逆向思维蛋白质工程的崛起

关于逆向思维蛋白质工程的崛起第1页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六一、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质，进而表现出新的性状。在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：第2页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六

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。2、天然蛋白质的不足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。第3页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六满足人类生产和生活的需要例如：改造干扰素（其中的半胱氨酸残基）体外很难保存干扰素（其中含丝氨酸残基）-70℃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）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改造改造第4页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六思考：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，而且改造过的基因可以遗传下去。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。第5页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六二、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，对蛋白质的结构进行分子设计。1、目标：2、原理：改造基因（基因修饰或基因合成）中心法则的逆推第6页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六转录DNARNA翻译肽链折叠等具有空间结构的蛋白质表达生物特有的功能或性状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第7页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六蛋白质三维结构氨基酸序列多肽链基因DNA预期功能DNA合成分子设计mRNA生物功能转录翻译折叠图1-29蛋白质工程流程图３.途径:第8页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六逆向思维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"，多么形象的逆向思维啊!第9页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六逆向思维训练：（1）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。

（2）有10只玻璃排成一行，左边5只内装有汽水，右边5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，如何移动两只杯子？第10页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六参考答案1、（把瓶塞按进去）2、（把左边的第二个和第四个杯子的汽水倒进右边的第二个和第四个杯子）第11页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六第12页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六第13页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六第14页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六经典逆向思维的小故事老板损失了多少钱？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。问这场交易里，王老板一共损失了多少钱?第15页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六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)。小伙子赚了多少钱?一双鞋加60元零钱!90元！你算对了吗？第16页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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，以满足人类的生产和生活的需求。第17页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六五、蛋白质工程的进展和前景1.进展胰岛素速效型药品2.前景3.现状蛋白质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。应用于微电子方面制作电子元件具有

、耗电少和

的特点体积小效率高第18页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六3．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。

第19页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六归纳总结：基因工程和蛋白质工程基因工程蛋白质工程相同点都要改造基因，都属于分子水平产生新的基因型，无新基因基因（型）产生的蛋白质原有的新的联系蛋白质工程以基因工程为基础，是基因工程的应用和延伸第20页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六1．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练习检测D第21页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六2．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

Ｄ3．下列关于蛋白质工程的说法错误的是（）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Ｂ第22页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六5、蛋白质工程的基本流程正确的是（）①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋白质功能④根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列

A．①②③④B．④②①③

C．③①④②D．③④①②Ｃ第23页，共26页，2022年，5月20日，10点31分，星期六2.基因工程是遵循中心法则，从DNA→mRNA→蛋白质→折叠产生功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。蛋白质工程是按照以下思路进行的：确定蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→应有的氨基酸序列→