13基因工程的应用14蛋白质工程.ppt

2、抗病转基因生物 抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等多种作物。 3、抗逆转基因作物 4、利用转基因改良植物的品质 乳腺生物反应器的优点： 产量高、质量好、成本低、易提取。 科学家面临新的问题 干扰素是动物体内的一种蛋白质，可阻断细胞分裂间期，抑制DNA复制，从而可用于治疗病毒的感染和癌症。但干扰素在体外很难保存。 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。 蛋白质工程流程图 从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 找到相应的脱氧核苷酸序列 2.将蛋白质工程应用于微电子方面 用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有体积小、耗电少和效率高的特点，因此有极为广阔的发展前景。 蛋白质工程的进展与前景 3. 蛋白质工程目前的现状： 成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的高级结构，而科学家目前对大多数蛋白质的高级结构了解很少。 * 大豆、玉米、棉花、油菜已进入大规模商业化应用阶段 主要用于：提高农作物抗逆能力、改良农作物品质、利用植物生产药物等 一、植物基因工程硕果累累 1、抗虫转基因植物 从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因，将其导入农作物中，使其具有抗虫性。 Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。 (2)目的基因包括： (1)方法： 我国转基因抗虫棉转入了Bt毒蛋白基因。 (3)成功例子： (1)病原微生物 引起植物生病的微生物主要是病毒、真菌和细菌等。 (2)目的基因包括： 抗病目的基因：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因 抗真菌目的基因：几丁质酶基因、抗毒素合成基因等。 (3)成功例子： (1)逆境对农作物的影响 盐碱、干旱、低温、涝害等是造成农作物低产、减产的常见因素。 (2)实例： 利用一些可以调节细胞渗透压的基因，来提高农作物的抗盐碱和抗干旱的能力，在烟草等植物中效果明显。 将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草和番茄，提高了烟草和番茄的的耐寒能力等。 将抗除草剂基因导入大豆、玉米等作物，喷洒除草剂时，杀死田间杂草而不损伤作物。 (1)实例一： 科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，导入植物中，或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。如我国科学家将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米，使其赖氨酸含量比对照提高30%。 转基因延熟番茄 (2)实例二： 我国科学家将控制番茄果实成熟的基因导入番茄，获得转基因延熟番茄，储存时间可延长1-2个月，有的可达80天。 转基因矮牵牛 (3)实例三 我国科学家成功地将与植物花青素代谢有关的基因导入 矮牵牛中，呈现出自然界没有的颜色变异。 1、用于提高动物生长速度 目的基因：外源生长激素基因 （二）动物基因工程前景广阔 举例:将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，获得转基因牛，其他营养不变的情况下，乳糖含量大大降低。 2、用于改善畜产品的品质 例子：将外源生长激素基因导入绵羊，生长速度提高30%，体型增大50%。 将外源生长激素基因导入鲤鱼， 9个月后比对照重1.5千克。 生长快、肉质好的转基因鱼(中国) 3、用转基因动物生产药物---动物乳腺生物反应器 获取目的基因 （例如血清白蛋白基因） 构建基因表达载体 （在血清白蛋白基因前加乳腺蛋白基因的启动子） 显微注射导入哺乳动物受精卵中 形成胚胎 将胚胎送入母体动物 发育成转基因动物（只有在产下的雌性动物个体中，转入的基因才能表达） 动物乳腺生物反应器已生产药物： 抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和a-抗胰蛋白酶等 乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷) 4、用转基因动物作器官移植的供体 猪 免疫排斥 将供体基因组导入某种基因调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。 （3）解决方法： （1）供体动物： （2）最大的难题： （三）基因工程药品异军突起 我国已生产的产品：白细胞介素-2、干扰素、乙肝疫苗等 （2）已生产的产品： （1）工程菌： 用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表 达的菌类细胞株系。 第一种基因工程药物是：重组人胰岛素。现在已达60多种，包括细胞因子、抗体、疫苗、激素等， （3）基因工程生产药品的优点： 生产效率高 基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的