蛋白质工程的崛起课件 (2)课件

关于蛋白质工程的崛起课件(2)蛋白质工程的崛起第2页,共25页，2024年2月25日，星期天1983年美国科学家Ulmer首先提出蛋白质工程，它是指按照特定的需要，对蛋白质分子设计和改造工程，自此以后，蛋白质工程迅速发展，成为生物工程重要组成部分第3页,共25页，2024年2月25日，星期天基因工程的实质：

将一种生物的

转移到另一种生物体内，后者产生它本不能产生的

，进而表现出

。基因蛋白质新的性状（一）蛋白质工程崛起的缘由预习检测第4页,共25页，2024年2月25日，星期天

基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。

这些蛋白质是生物在长期的进化中形成的，他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。

基因工程的局限性：第5页,共25页，2024年2月25日，星期天例如：干扰素是由动物体内的效应T细胞产生的一种糖蛋白，几乎能抵抗所有病毒引起的感染。同时，在治疗癌症方面也有十分可观的疗效。但是，干扰素在体外保存相当困难。

如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，在-70oC的条件下，可以保存半年。第6页,共25页，2024年2月25日，星期天玉米中赖氨酸的含量比较低。赖氨酸的合成机理：前体物质天冬氨酸激酶二氢吡啶二羧酸合成酶负反馈调节赖氨酸天冬氨酸激酶（352位的苏氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺）改造天冬氨酸激酶（异亮氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶（异亮氨酸）第7页,共25页，2024年2月25日，星期天(二)、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与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，以满足人类对生产和生活的需求。前提：原理：目的：了解蛋白质的结构和功能改造基因（基因修饰或基因合成）定向改造或制造蛋白质第8页,共25页，2024年2月25日，星期天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，还是通过对基因操作来实现？如果从对基因操作来实现对天然蛋白质改造主要原因是什么？小组探究：第9页,共25页，2024年2月25日，星期天

主要原因：①基因编码蛋白质，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以遗传下去。②容易操作，难度要小得多。第10页,共25页，2024年2月25日，星期天

蛋白质的功能是DNA决定的，那么要制造出新的蛋白质，就要改造DNA，所以蛋白质工程的原理应该是中心法则的逆推。第11页,共25页，2024年2月25日，星期天考考你中心法则的主要内容什么呢？第12页,共25页，2024年2月25日，星期天三、蛋白质工程的基本原理基因DNA氨基酸序列多肽链蛋白质三维结构预期功能生物功能mRNA转录翻译折叠DNA合成分子设计第13页,共25页，2024年2月25日，星期天讨论：1、怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？请把相应的碱基序列写出来。

某多肽链的一段氨基酸序列是：……-丙氨酸-色氨酸-赖氨酸-甲硫氨酸-苯丙氨酸-……丙氨酸：GCU、GCC、GCA、GCG色氨酸：UGG赖氨酸：AAA、AAG甲硫氨酸：AUG苯丙氨酸：UUU、UUC第14页,共25页，2024年2月25日，星期天

蛋白质工程的实质对编码蛋白质的基因进行改造第15页,共25页，2024年2月25日，星期天三、蛋白质工程的进展和前景

蛋白质工程汇集了当代分子生物学等学科的一些前沿领域的最新成就，它把核酸与蛋白质结合、蛋白质空间结构与生物功能结合起来研究。蛋白质工程将蛋白质与酶的研究推进到崭新的时代，为蛋白质和酶在工业、农业和医药方面的应用开拓了诱人的前景。蛋白质工程开创了按照人类意愿改造、创造符合人类需要的蛋白质的新时期。第16页,共25页，2024年2月25日，星期天1、

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

练习：Ｄ第17页,共25页，2024年2月25日，星期天2、

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18页,共25页，2024年2月25日，星期天3以下关于蛋白质工程的说法正确的是（）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C、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

Ａ第19页,共25页，2024年2月25日，星期天4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．①②③④

B．④②①③

C．③①④②

D．③④①②Ｃ第20页,共25页，2024年2月25日，星期天5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

B．氨基酸种类减少C．仍为天然存在蛋白质

D．可合成天然不存在蛋白质Ｄ第21页,共25页，2024年2月25日，星期天1、你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工程有什么关系？我国科学家承担了什么任务？旁栏思考题人类蛋白质组计划是继人类基因组计划之后，生命科学乃至自然领域一项重大的科学命题。2001年，国际人类蛋白质组组织宣告成立。2003年，该组织正式提出启动了两项重大国际合作行动：一项是由中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”；另一项是以美国科学家牵头的“人类血将蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质组计划的帷幕。“人类肝脏蛋白质组计划”是国际上第一个人类组织器官的蛋白质组计划，由我国贺福初院士牵头，这是中国科学家第一次领衔重大国际科研协作计划，总部设在北京。它的科学目标是揭示并确认肝脏的蛋白质，为重大肝病预防、诊断、治疗和新药研发的突破提供重要的科学基础。随后，相继启动了由德国、瑞士、英国、加拿大和日本等国牵头的各类蛋白质组计划。人类蛋白质组计划的深入研究将是对蛋白质工程的有力推动和理论支持。第22页,共25页，2024年2月25日，星期天2、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？答：毫无疑问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进行改造要容易操作，难度要小得多。第23页,共25页，2024年2月25日，星期天异想天开能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，导入合适的细菌中，让细菌生产人类所需要的蛋白质食品呢？理论讲可以，但目前还没有真正成功的例子。一些报道利用细菌生产人类需要的蛋白质往往都是自然界已经存在的蛋白质，并非完全是人工