第三节蛋白质工程的崛起技术分析.ppt

基因工程在原则上只能生产自然界已存 在的蛋白质，这些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。 一、蛋白质工程崛起的缘由 蛋白质工程就是为了生产出符合人类生产和生活需要的蛋白质，甚至是自然界不存在的蛋白质。 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： 手段： 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 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。 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 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 每种氨基酸都有对应的三联密码子,只要查一下遗传密码子表,就可以将上述氨基酸序列的编码序列查出来。但是由于上述氨基酸序列中有几个氨基酸是由多个三联密码子编码,因此其碱基排列组合起来就比较复杂,至少可以排列出16种。同学们可以根据学过的排列组合知识自己排列一下。首先应该根据三联密码子推出mRNA序列为GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C），再根据碱基互补配对规律推出脱氧核苷酸序列：CGA（或G或T或C）ACCTTT（或C）TACAAA（或G）。 基因定点诱变技术的常用方法是PCR法。 突变点： 人工合成的引物上 手段： PCR技术（定点突变试剂盒） 目的： 获得定点突变的基因 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）？ 可以通过人工合成的方法获取或基因的定点诱变技术来改变。 蛋白质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。 蛋白质工程的实质 对编码蛋白质的基因进行改造 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必威体育精装版成就，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。 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 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 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 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．③④①② Ｃ