2014蛋白质工程的崛起.ppt

一、蛋白质工程崛起的缘由 满足人类生产和生活的需要 例1： 改造 干扰素（半胱氨酸） 体外很难保存 干扰素（丝氨酸） 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 例2： 二、蛋白质工程的基本原理 天然蛋白质合成的过程——遵循中心法则 逆转录 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 复制 复制 肽链 盘曲折叠 具有空间结构的蛋白质 表达生物特有的功能或性状 蛋白质工程基本途径: 预期的蛋白质功能 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因） 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 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。 讨论：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 GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C） mRNA序列 脱氧核苷酸　序列 GCT (或C或A或G) TGGAAA (或G)ATGTTT (或C) CGA (或G或T或C) ACCTTT（或C)TACAAA (或G) 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）？ 确定目的基因的碱基序列后，就可以根据人类的需要改造它，通过人工合成的方法或可以通过基因的定点诱变技术来改变后从基因文库中获取。 比较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 成功实例一：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。 　 三、蛋白质工程的进展和前景 成功实例二：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（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，从而提高凝血效率，试管试验活性提高4倍，在动物模型上检验抗血栓形成的效果，提高20倍。 三、蛋白质工程的进展和前景 三、蛋白质工程的进展和前景 前景诱人 难度很大 * *